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(青岛理工大学建筑学院 山东 青岛 266033)
【摘 要】建筑节能如今是世界人们共同关心的热点问题,并且也是建筑技术进步的一个重大标志。我国建筑节能技术起步晚,建筑耗能远远高于发达国家,为此,根据我国建筑节能的现状和存在问题,在分析研究中探索将建筑节能材料与室内设计巧妙结合,提高终端用户用能效率。
【关键词】节能材料;室内设计;外墙保温;保温隔热
Building energy-saving materials and interior design combining research and practice
Lv Yuan-yuan
(Qingdao University of Technology School of Architecture Qingdao Shandong 266033)
【Abstract】Building energy is the hot issues that the world's people to concern, it's also a major sign of progress in construction technology. Our country's energy-saving technology is late of others. Building energy consumption is much higher than developed countries.According to our current situation and problems of energy saving, we analysis that building energy become a conscious act of protection measures and bright future.
【Key words】Energy conservation in building;External wall insulation;Heat preservation
随着时代进步发展,科技的创新,新理念、新技术广泛的应用到各行各业中去。在建筑中,有很多新技术、新思维也不断出现的人们的眼前,低能消耗和绿色建筑也就应运而生,因为他们在节能方面有显著的优点。良性的节能是从建筑设计开始的,室内设计的主要目的之一为了创造高质量的生活环境。为了实现高品质的室内舒适度,如适宜温度、空气质量、湿度、照度等要求,室内采用了空调、通风设施、人工照明等人工环境措施,这样造成能耗负担过大,使得能源大量消耗,成为能耗负担过大的主要原因。但建筑节能不能以牺牲人的舒适和健康为代价,否则节能便失去了意义。因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。其解决途径只有两种:一方面通过开发利用可再生能源及节能建材等途径降低建筑能耗的需求;另一方面改变室内设计从而提高能耗系统的效率,降低终端能源使用量。追求高舒适度与节能的矛盾看似很比较难调和,但只要我们把握好室内装修的每个环节,是能够达到很好的节能效果的。
1. 设计中的节能
节能从设计开始包括好的室内空间功能划分,舒适的空间感觉,良好的采光效果。因为不合理的家具摆放、隔断设置,会导致室内通风、采光等问题突出,进而需要大量人工环境来弥补。我们要有针对性地、最大限度地利用自然条件,在满足功能实用、美观的基础上,改造、创造宜人的室内环境。
1.1 优秀的功能划分源自善于引入自然环境的设计观念,提高室内舒适度,设计师需多引入人性化、自然化的观念和手法,通过分析不同的地域环境和建筑空间特点,最大限度利用当地的自然条件,用以创造自然宜人的舒适空间环境。
1.2 就人类视觉来说,没有光就没有一切。在室内设计中,光不仅是为满足人们视觉功能的需要,而且是一个不可或缺的美学因素。光可以优化空间,抑或破坏空间,它直接影响到人们对物体大小、形状、质地和色彩的视觉感知。好的室内设计方案很多时候需要靠灯光来营造氛围。但是如何做到在效果和节能之间的完美取舍又成为了设计师们的难题,现代设计的主流做法是让其达到一种平衡的最佳状态。比如采取两种灯光方案在室内划分动静两个区域,一是客人来时或会餐时把大多数光源打开形成“动”;二是看电视或聊天时在沙发顶上或背后设计几盏装饰性很强的节能造型灯,此时打开,自然就有另一种“静”的氛围,如此一来既能达到豪宅的炫丽效果又能满足家居节能方案。
1.3 好的色彩视觉效果人对环境的感受一方面是生理上的,另一方面是心理上的。如何保证达到真正的“节能”,这与专业的设计密不可分。室内设计中大面积色彩的使用对人的心理影响很大,因此,我们要把握好室内设计中色彩的设计。进行室内色彩设计时,应首先了解跟色彩有密切联系的以下几个问题:空间的大小形式,空间的方位。不同方位在自然光线作用下呈现的本色彩是不同的,冷暖感也是有差别,因此,可利用色彩来进行调整,减少因光线不足需长时间采用人工照明而减少节能。据统计,空调采暖能耗占建筑能耗的65%,因此,减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容。色彩的冷暖感可以从心理上给人降温增温,从而可将空调温度调高一些,或者将暖气开小一些,从而达到节能的目的。在室内设计过程中,可随季节的变化而更换室内的一些软装饰,也可以达到同样的目的。
2. 材料中的节能
在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起至关重要的作用。建筑节能对建筑材料提出了比以往更高的要求。建筑材料在建筑节能中扮演着一个非常重要的角色,经粗略估算,采取周密、有效的建筑技术措施可以降低2/3~3/4的建筑能耗。因此,在建筑规划设计、建造和使用过程中,在满足室内环境舒适、卫生、健康的条件下,采取合理有效的建筑节能技术,有利于实现建筑节能和环保共进的目标。日本最近提出“建筑的节能与环境共存设计”的概念便是这一思想的体现。一般来说,实现建筑节能的技术途径为:尽量减少建筑内能源总需求量的同时,大力开发利用可再生的新能源,从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。另一方面在墙体保温上,节能技术在不断应用[1]。墙体保温分为外墙保温盒内墙保温,他们分别有自己的优点。
2.1 外墙外保温技术的优点:一是提高主体结构的使用寿命,减少了长期维修费用。由于采用外保温技术,保温层置于建筑物围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻、融、干、湿等自然循环造成的结构破坏,减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。因此,外保温可有效防止和减少墙体和屋面的温度变形,消除常见的斜裂缝或八字裂缝。二是降低建筑造价,增加房屋使用面积。三是基本消除“热桥”的影响。采用外保温时,由于蒸汽渗透性高的主体结构材料处于保温层内侧,只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔气层[2]。同时,外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内空气温度上升或下降,墙体结构层能吸引或释放热量,故有利于室温保持稳定。
外墙外保温技术的缺点:部分外保温产品技术不过关,受自然环境影响保温层被破坏。外保温层裂缝处理较难,影响建筑整体美观,严重阻碍了外保温技术的使用和推广。因此,相关部门应就外保温产品技术及施工标准加以细化,制定统一标准,严格审批制度,抬高准入门槛,避免劣质产品的出现。
外墙保温节能材料研究:节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。绝热材料一方面可满足建筑空间或热工设备的热环境,另一方面可节约能源。仅就居民采暖空调而言,使用绝热围护材料可节能50%~80%[3]。
2.2 内保温技术的优点:一是施工简单方便。内保温材料被楼板分隔,只需在1个层高范围内施工,不需搭设脚手架,施工安全系数高。室内连续作业面不大,多为干作业施工,有利于提高施工效率、减轻劳动强度。同时,保温层的施工不受室外气候影响。二是安全性高。内保温技术相对于外保温技术来说,安全性较高,特别是在建筑物有较高防火要求或建筑物高度较高时具有更好的安全性。
内保温技术的缺点:一是内保温技术无法消除圈梁、楼板等引起的冷热桥效应,自然热损失较大,同时,设计中要注意采取措施(如设置空气层、隔气层等),避免由于室内水蒸汽向外渗透,而在墙体内产生结露,降低保温隔热层的热工性能。二是由于这种节能墙体的绝热层设在内侧,会占据一定的使用面积。若用于旧房节能改造,在施工时会影响室内住户的正常生活。三是内墙悬挂和固定物件等容易破坏内保温结构。
2.3 绝热就是要最大限度地阻抗热流的传递,因此,要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。从材料组成上看,一般有机高分子的导热系数都小于无机材料,非金属的导热系数小于金属材料,气态物质的导热系数小于液态物质,液态物质小于固体。因此,在条件允许的情况下,应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料;从材料结构上看,当材料的表观密度降低、孔隙率增大,材料内部的孔隙为大量封闭的微小孔时,材料导热系数比较小。另外,保温绝热材料还必须能抵抗一定的冲击荷载,具有与使用环境相一致的机械强度,其粘结性能要好,还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。
2.4 能满足上述性能要求而常用于建筑外保温的节能材料主要有岩(矿)棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上材料具有一个显著的共同特征,就是都有大量的封闭孔在材料内部,它们的表观密度都较小。岩矿棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,属于无机材料。岩棉不燃烧,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还具有一定的隔声效果,但质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,抗拉强度也低,耐久性比较差。玻璃棉的手感好于岩棉,可改善工人劳动条件,但价格较高。聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料,经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料,其表观密度小,导热系数小,吸水率低,隔音性能好,机械强度高,而且尺寸精度高,结构均匀。因此,在外墙保温中应用较广。硬质聚氨酯泡沫塑料具有优越的绝热性能,导热系数低,这是其他材料无法与之相比的。但因其价格较高且易燃,限制了其广泛使用。聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包。保温胶粉料采用预混干拌技术,在工厂将水泥与高分子材料、引气剂等各种添加剂混均后包装,使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒,充分搅拌后形成塑性良好的膏状体,将其抹于墙体,干燥后便形成保温性能优良的隔热层。此材料施工方便,保温性能良好。其中,聚苯颗粒可采用工业品,也可采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒,对于防制白色污染、保护环境十分有益。
3. 结语
经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,促使建筑能耗日益增长。而且,随着人民生活水平的不断提高、城镇化进程的加快以及住房体制改革的深化,我国的建筑能耗必将进一步增加。建筑能耗在我国增长空间很大,是我国今后能源消耗的一个主要增长点。因此,建筑节能成为人们关注重点,建筑节能必须以发展新型节能材料为前提,必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用,从而真正实现建筑节能。
参考文献
[1] 王晶.浅谈几种建筑围护结构节能设计.甘肃科技.
[2] 许波,侯万亭.复合外墙的几种作法及选用.河南建材.
[3] 郭志良,韩金亮.浅谈混凝土外墙单面网聚苯板外保温施工及质量控制.华北航天工业学院学报.
【摘 要】建筑节能如今是世界人们共同关心的热点问题,并且也是建筑技术进步的一个重大标志。我国建筑节能技术起步晚,建筑耗能远远高于发达国家,为此,根据我国建筑节能的现状和存在问题,在分析研究中探索将建筑节能材料与室内设计巧妙结合,提高终端用户用能效率。
【关键词】节能材料;室内设计;外墙保温;保温隔热
Building energy-saving materials and interior design combining research and practice
Lv Yuan-yuan
(Qingdao University of Technology School of Architecture Qingdao Shandong 266033)
【Abstract】Building energy is the hot issues that the world's people to concern, it's also a major sign of progress in construction technology. Our country's energy-saving technology is late of others. Building energy consumption is much higher than developed countries.According to our current situation and problems of energy saving, we analysis that building energy become a conscious act of protection measures and bright future.
【Key words】Energy conservation in building;External wall insulation;Heat preservation
随着时代进步发展,科技的创新,新理念、新技术广泛的应用到各行各业中去。在建筑中,有很多新技术、新思维也不断出现的人们的眼前,低能消耗和绿色建筑也就应运而生,因为他们在节能方面有显著的优点。良性的节能是从建筑设计开始的,室内设计的主要目的之一为了创造高质量的生活环境。为了实现高品质的室内舒适度,如适宜温度、空气质量、湿度、照度等要求,室内采用了空调、通风设施、人工照明等人工环境措施,这样造成能耗负担过大,使得能源大量消耗,成为能耗负担过大的主要原因。但建筑节能不能以牺牲人的舒适和健康为代价,否则节能便失去了意义。因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。其解决途径只有两种:一方面通过开发利用可再生能源及节能建材等途径降低建筑能耗的需求;另一方面改变室内设计从而提高能耗系统的效率,降低终端能源使用量。追求高舒适度与节能的矛盾看似很比较难调和,但只要我们把握好室内装修的每个环节,是能够达到很好的节能效果的。
1. 设计中的节能
节能从设计开始包括好的室内空间功能划分,舒适的空间感觉,良好的采光效果。因为不合理的家具摆放、隔断设置,会导致室内通风、采光等问题突出,进而需要大量人工环境来弥补。我们要有针对性地、最大限度地利用自然条件,在满足功能实用、美观的基础上,改造、创造宜人的室内环境。
1.1 优秀的功能划分源自善于引入自然环境的设计观念,提高室内舒适度,设计师需多引入人性化、自然化的观念和手法,通过分析不同的地域环境和建筑空间特点,最大限度利用当地的自然条件,用以创造自然宜人的舒适空间环境。
1.2 就人类视觉来说,没有光就没有一切。在室内设计中,光不仅是为满足人们视觉功能的需要,而且是一个不可或缺的美学因素。光可以优化空间,抑或破坏空间,它直接影响到人们对物体大小、形状、质地和色彩的视觉感知。好的室内设计方案很多时候需要靠灯光来营造氛围。但是如何做到在效果和节能之间的完美取舍又成为了设计师们的难题,现代设计的主流做法是让其达到一种平衡的最佳状态。比如采取两种灯光方案在室内划分动静两个区域,一是客人来时或会餐时把大多数光源打开形成“动”;二是看电视或聊天时在沙发顶上或背后设计几盏装饰性很强的节能造型灯,此时打开,自然就有另一种“静”的氛围,如此一来既能达到豪宅的炫丽效果又能满足家居节能方案。
1.3 好的色彩视觉效果人对环境的感受一方面是生理上的,另一方面是心理上的。如何保证达到真正的“节能”,这与专业的设计密不可分。室内设计中大面积色彩的使用对人的心理影响很大,因此,我们要把握好室内设计中色彩的设计。进行室内色彩设计时,应首先了解跟色彩有密切联系的以下几个问题:空间的大小形式,空间的方位。不同方位在自然光线作用下呈现的本色彩是不同的,冷暖感也是有差别,因此,可利用色彩来进行调整,减少因光线不足需长时间采用人工照明而减少节能。据统计,空调采暖能耗占建筑能耗的65%,因此,减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容。色彩的冷暖感可以从心理上给人降温增温,从而可将空调温度调高一些,或者将暖气开小一些,从而达到节能的目的。在室内设计过程中,可随季节的变化而更换室内的一些软装饰,也可以达到同样的目的。
2. 材料中的节能
在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起至关重要的作用。建筑节能对建筑材料提出了比以往更高的要求。建筑材料在建筑节能中扮演着一个非常重要的角色,经粗略估算,采取周密、有效的建筑技术措施可以降低2/3~3/4的建筑能耗。因此,在建筑规划设计、建造和使用过程中,在满足室内环境舒适、卫生、健康的条件下,采取合理有效的建筑节能技术,有利于实现建筑节能和环保共进的目标。日本最近提出“建筑的节能与环境共存设计”的概念便是这一思想的体现。一般来说,实现建筑节能的技术途径为:尽量减少建筑内能源总需求量的同时,大力开发利用可再生的新能源,从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。另一方面在墙体保温上,节能技术在不断应用[1]。墙体保温分为外墙保温盒内墙保温,他们分别有自己的优点。
2.1 外墙外保温技术的优点:一是提高主体结构的使用寿命,减少了长期维修费用。由于采用外保温技术,保温层置于建筑物围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻、融、干、湿等自然循环造成的结构破坏,减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。因此,外保温可有效防止和减少墙体和屋面的温度变形,消除常见的斜裂缝或八字裂缝。二是降低建筑造价,增加房屋使用面积。三是基本消除“热桥”的影响。采用外保温时,由于蒸汽渗透性高的主体结构材料处于保温层内侧,只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔气层[2]。同时,外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内空气温度上升或下降,墙体结构层能吸引或释放热量,故有利于室温保持稳定。
外墙外保温技术的缺点:部分外保温产品技术不过关,受自然环境影响保温层被破坏。外保温层裂缝处理较难,影响建筑整体美观,严重阻碍了外保温技术的使用和推广。因此,相关部门应就外保温产品技术及施工标准加以细化,制定统一标准,严格审批制度,抬高准入门槛,避免劣质产品的出现。
外墙保温节能材料研究:节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。绝热材料一方面可满足建筑空间或热工设备的热环境,另一方面可节约能源。仅就居民采暖空调而言,使用绝热围护材料可节能50%~80%[3]。
2.2 内保温技术的优点:一是施工简单方便。内保温材料被楼板分隔,只需在1个层高范围内施工,不需搭设脚手架,施工安全系数高。室内连续作业面不大,多为干作业施工,有利于提高施工效率、减轻劳动强度。同时,保温层的施工不受室外气候影响。二是安全性高。内保温技术相对于外保温技术来说,安全性较高,特别是在建筑物有较高防火要求或建筑物高度较高时具有更好的安全性。
内保温技术的缺点:一是内保温技术无法消除圈梁、楼板等引起的冷热桥效应,自然热损失较大,同时,设计中要注意采取措施(如设置空气层、隔气层等),避免由于室内水蒸汽向外渗透,而在墙体内产生结露,降低保温隔热层的热工性能。二是由于这种节能墙体的绝热层设在内侧,会占据一定的使用面积。若用于旧房节能改造,在施工时会影响室内住户的正常生活。三是内墙悬挂和固定物件等容易破坏内保温结构。
2.3 绝热就是要最大限度地阻抗热流的传递,因此,要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。从材料组成上看,一般有机高分子的导热系数都小于无机材料,非金属的导热系数小于金属材料,气态物质的导热系数小于液态物质,液态物质小于固体。因此,在条件允许的情况下,应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料;从材料结构上看,当材料的表观密度降低、孔隙率增大,材料内部的孔隙为大量封闭的微小孔时,材料导热系数比较小。另外,保温绝热材料还必须能抵抗一定的冲击荷载,具有与使用环境相一致的机械强度,其粘结性能要好,还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。
2.4 能满足上述性能要求而常用于建筑外保温的节能材料主要有岩(矿)棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上材料具有一个显著的共同特征,就是都有大量的封闭孔在材料内部,它们的表观密度都较小。岩矿棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,属于无机材料。岩棉不燃烧,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还具有一定的隔声效果,但质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,抗拉强度也低,耐久性比较差。玻璃棉的手感好于岩棉,可改善工人劳动条件,但价格较高。聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料,经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料,其表观密度小,导热系数小,吸水率低,隔音性能好,机械强度高,而且尺寸精度高,结构均匀。因此,在外墙保温中应用较广。硬质聚氨酯泡沫塑料具有优越的绝热性能,导热系数低,这是其他材料无法与之相比的。但因其价格较高且易燃,限制了其广泛使用。聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包。保温胶粉料采用预混干拌技术,在工厂将水泥与高分子材料、引气剂等各种添加剂混均后包装,使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒,充分搅拌后形成塑性良好的膏状体,将其抹于墙体,干燥后便形成保温性能优良的隔热层。此材料施工方便,保温性能良好。其中,聚苯颗粒可采用工业品,也可采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒,对于防制白色污染、保护环境十分有益。
3. 结语
经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,促使建筑能耗日益增长。而且,随着人民生活水平的不断提高、城镇化进程的加快以及住房体制改革的深化,我国的建筑能耗必将进一步增加。建筑能耗在我国增长空间很大,是我国今后能源消耗的一个主要增长点。因此,建筑节能成为人们关注重点,建筑节能必须以发展新型节能材料为前提,必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合,才能真正发挥其作用。在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用,从而真正实现建筑节能。
参考文献
[1] 王晶.浅谈几种建筑围护结构节能设计.甘肃科技.
[2] 许波,侯万亭.复合外墙的几种作法及选用.河南建材.
[3] 郭志良,韩金亮.浅谈混凝土外墙单面网聚苯板外保温施工及质量控制.华北航天工业学院学报.