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摘要:根据我国目前存在大量非节能建筑的现状,通过分析既有建筑的围护结构、门窗及屋面设计等,提出了几种较为实用的围护结构保温结构及保温材料;门窗的新形式及新型的玻璃材料;屋面节能技术改造及施工方法的概述等。力争减低已建及待建建筑的能耗,更好的实现节能减排。
关键词:建筑节能;保温隔热;节能改造
中图分类号 TU201.5 文献标识码 A
0 引言
近几年我国能源供求严重失衡,据建设部科技司的分析,到2020年底,全国将新增的300亿m2房屋建筑面积。在这些既有建筑中95%以上为高能耗建筑(未达到节能率30%的建筑均视为高耗能建筑)[1],这意味着在我们的居住和工作环境一天天改善的同时,巨大的建筑能耗又成为我们无法回避的难题。因此,发展建设节能型建筑以及对既有建筑的节能改造迫在眉睫。
1 建筑节能概述
建筑节能这一概念内涵丰富,在发达国家,这一说法经历了三个阶段:“建筑节能” 、“在建筑中保持能源”和“提高建筑中的能源利用效率”。在我国,现在仍通称为建筑节能,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用率,降低建筑能耗量。
2 围护结构的节能技术
就建筑热过程而言,在进行围护结构改造时,应合理地选择围护结构保温形式,以满足围护结构的节能要求和合理、经济的隔热效果。
2.1 建筑外墙的节能技术
目前,在建筑中常使用的墙体保温技术主要有三种:外墙内保温、外墙外保温和内外混合保温。其中,外墙外保温是包在主体结构的外侧,大大减少了自然温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响,
使主体结构得到更好的保护,延长建筑物的寿命,是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。下面分别介绍几种外墙保温系统。
2.1.1 EPS薄抹灰外墙外保温系统
EPS板薄抹灰外墙外保温系统由EPS板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成,EPS板用胶粘剂固定在基层上,薄抹面层中满铺玻纤网(见图1)。
图1 EPS板薄抹灰外墙外保温系统
1-基层;2-胶粘剂;3-EPS板;4-玻纤网;5-薄抹面层;6-饰面涂层;7-锚栓
EPS板热导率小,保温效果优于其他保温材料,而且质轻、易操作。使用EPS外墙外保温,增加了建筑物的使用面积,克服了内保温板缝开裂及面砖空鼓脱落问题,同时也克服了内保温局部热桥的问题,是目前施工中常使用的施工方法。
2.1.2 胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统
EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统由界面层、胶粉EPS颗粒保温浆料保温层、抗裂砂浆薄抹面层和饰面层组成(见图2)。胶粉EPS颗粒保温浆料经现场拌合后喷涂或抹在基层上形成保温层。
图2胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统
1-基层;2-界面砂浆;3-胶粉EPS颗粒保温浆料;4-抗裂砂浆薄抹面层;5-玻纤网;6-饰面层
2.1.3 聚氨酯硬泡塑料外保温系统
该技术系统做法由底涂层、保温层、界面层、找平层、抗裂防护层和饰面层组成。该做法适用于各种墙体的既有建筑外墙的节能改造。
3建筑外窗的节能技术
建筑窗户是建筑维护结构的组成部分,是建筑物热交换最活跃、最敏感的部位,其热损失是墙体热损失的5~6倍。窗户的节能约占建筑节能的40%左右,具有极其重要的地位[4]。
(1)使用节能新型窗。对于20世纪80年代以前建筑的木窗等,可考虑更换为价格便宜、保温性能好的PVC塑钢窗或玻璃钢中空玻璃窗。同时将普通双层玻璃窗更换为中空玻璃窗。
(2)科学配置遮阳措施。常采用建筑节能窗罩(以下简称窗罩),由蓄热保温室和内置窗帘组成,蓄热保温室由正面玻璃窗(站在室内向室外看)、侧面玻璃窗、保温顶板、保温底板组成,内置窗帘由内置保温帘和内置遮阳帘组成,东、西、北向窗户安装内置保温帘和内置遮阳帘,南向窗户只安装内置保温帘,以达到遮阳和保温效果[6]。
图3建筑节能窗罩构造示意图
1-墙体;2-原玻璃窗;3-底板斜支撑;4-底板平支撑;5-保温底板;6-内置保温帘;7-内置遮阳帘;8-正面玻璃窗;9-保温顶板;10-顶板平支撑;11-顶板斜支撑
(3)采用新型玻璃。在窗户中,玻璃面积占窗户面积的65%~75%。在实际应用中,可选择经过特殊处理的玻璃:
1、玻璃镀膜,即用物理或化学镀膜工艺,改变玻璃表面的热反射特性,将太阳辐射直接反射回去,从而提高玻璃的遮阳隔热性能。2、玻璃着色,在制造过程中加入色剂,着色玻璃的遮阳性和隔热能优于透明玻璃,从而减少太阳辐射热进入室内,但由于吸收热量使自身温度升高。
4 建筑屋面的节能改造技术
建筑屋面的隔热节能尤为重要。在多层建筑围护结构中,屋顶所占面积较小,能耗约占总能耗的8%~10%。与国外屋顶传热系数相比,我国能源浪费惊人(见表1)
表1 我国建筑屋面传热系数和发达国家的比较
下面介绍几种常用的提高建筑屋面节能的做法
4.1平改坡改造技术
这种改造形式较为简单,在荷载允许的条件下,可以在屋面上对应下层承重墙位置砌墙,最后铺轻型保温屋面板。一般采用彩钢夹芯板,保温材料可采用泡沫聚苯、聚氨酯、岩棉或玻璃棉。
4.2绿色种植屋面
在屋顶上种植植物,利用植物的光合作用,将热能转化为生化能;利用植物叶面的蒸腾作用增加蒸发散热量,均可大大降低屋顶的室外综合温度;另外屋面绿化可使城市中的灰尘降低40%左右,可吸收诸如SO2,HF,Cl2,NH3等有害气体,对噪声有吸附作用,最大减噪量可达10dB。
4.3倒置屋面
倒置屋面是把保温层置于屋面防水层之上,是一种较先进的屋面保温方式,也是发达国家常用的做法。这种做法有两个优点:
1、能使防水层无热胀冷缩现象,延长了防水层的使用寿命;
2、保温层对防水层提供一层物理性保护,防止其受到外力破坏,延长其使用寿命,减少屋面渗漏,还可做成上人屋面和实施屋顶绿化。
4.4屋面干铺保温材料改造技术
在防水层确实已老化造成渗漏、必须翻修的情况下,屋面修漏补裂,进行局部翻改;完成防水层改造后,再在改善后的防水层上做保温处理。这种做法的优点是:加气混凝土具有较好的保温隔热和整体抗冻性能,干铺保温材料施工方便,且便于屋面防水层的维修和保护及保温层的更新,并且非常经济。
4.5 聚氨酯防水保温屋面
聚氨酯硬泡特别适用于屋面保温改造,它集保温与防水一体,且重量轻、强度高,保温防水效果好,能防止屋顶结露。适用于形状复杂的屋面,施工时不会破坏原有的屋面保护层,在国内外许多建筑中都得到应用,并取得了良好的节能效果。
5结论
通过对我国建筑节能现状进行的分析,可以得知,目前我国建筑节能正处在一个发展阶段,与国外相比还有较大差距,大力发展既有建筑节能改造及新型节能建筑,是非常紧迫的任务,它不仅能促进保温材料与节能门窗的发展,还能缓解能源供需矛盾,改善城市环境面貌,提高人民生活水平,是我国解决能源危机的必经之路。
参考文献
[1]刘磊,荆有印,杜海.寒冷地区写字楼围护结构热工性能优化.制冷与空调(四川)[J],2011,25(4):411~414.
[2]闫帅帅.浅谈建筑节能及发展前景[J].山西建筑,2010,36( 6):223~224.
[3]柴保双.寒冷地区建筑能耗分析及节能改造技术研究[硕士学位论文].保定:华北电力大学,2007.
作者简介:李丽(1966—),女,研究生,助教,Email:lily_305@163.com,0312-2144343
收稿日期:2013.03
通讯地址:河北省保定市南二环路中国地质大学长城学院工程技术系
关键词:建筑节能;保温隔热;节能改造
中图分类号 TU201.5 文献标识码 A
0 引言
近几年我国能源供求严重失衡,据建设部科技司的分析,到2020年底,全国将新增的300亿m2房屋建筑面积。在这些既有建筑中95%以上为高能耗建筑(未达到节能率30%的建筑均视为高耗能建筑)[1],这意味着在我们的居住和工作环境一天天改善的同时,巨大的建筑能耗又成为我们无法回避的难题。因此,发展建设节能型建筑以及对既有建筑的节能改造迫在眉睫。
1 建筑节能概述
建筑节能这一概念内涵丰富,在发达国家,这一说法经历了三个阶段:“建筑节能” 、“在建筑中保持能源”和“提高建筑中的能源利用效率”。在我国,现在仍通称为建筑节能,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用率,降低建筑能耗量。
2 围护结构的节能技术
就建筑热过程而言,在进行围护结构改造时,应合理地选择围护结构保温形式,以满足围护结构的节能要求和合理、经济的隔热效果。
2.1 建筑外墙的节能技术
目前,在建筑中常使用的墙体保温技术主要有三种:外墙内保温、外墙外保温和内外混合保温。其中,外墙外保温是包在主体结构的外侧,大大减少了自然温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响,
使主体结构得到更好的保护,延长建筑物的寿命,是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。下面分别介绍几种外墙保温系统。
2.1.1 EPS薄抹灰外墙外保温系统
EPS板薄抹灰外墙外保温系统由EPS板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成,EPS板用胶粘剂固定在基层上,薄抹面层中满铺玻纤网(见图1)。
图1 EPS板薄抹灰外墙外保温系统
1-基层;2-胶粘剂;3-EPS板;4-玻纤网;5-薄抹面层;6-饰面涂层;7-锚栓
EPS板热导率小,保温效果优于其他保温材料,而且质轻、易操作。使用EPS外墙外保温,增加了建筑物的使用面积,克服了内保温板缝开裂及面砖空鼓脱落问题,同时也克服了内保温局部热桥的问题,是目前施工中常使用的施工方法。
2.1.2 胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统
EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统由界面层、胶粉EPS颗粒保温浆料保温层、抗裂砂浆薄抹面层和饰面层组成(见图2)。胶粉EPS颗粒保温浆料经现场拌合后喷涂或抹在基层上形成保温层。
图2胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统
1-基层;2-界面砂浆;3-胶粉EPS颗粒保温浆料;4-抗裂砂浆薄抹面层;5-玻纤网;6-饰面层
2.1.3 聚氨酯硬泡塑料外保温系统
该技术系统做法由底涂层、保温层、界面层、找平层、抗裂防护层和饰面层组成。该做法适用于各种墙体的既有建筑外墙的节能改造。
3建筑外窗的节能技术
建筑窗户是建筑维护结构的组成部分,是建筑物热交换最活跃、最敏感的部位,其热损失是墙体热损失的5~6倍。窗户的节能约占建筑节能的40%左右,具有极其重要的地位[4]。
(1)使用节能新型窗。对于20世纪80年代以前建筑的木窗等,可考虑更换为价格便宜、保温性能好的PVC塑钢窗或玻璃钢中空玻璃窗。同时将普通双层玻璃窗更换为中空玻璃窗。
(2)科学配置遮阳措施。常采用建筑节能窗罩(以下简称窗罩),由蓄热保温室和内置窗帘组成,蓄热保温室由正面玻璃窗(站在室内向室外看)、侧面玻璃窗、保温顶板、保温底板组成,内置窗帘由内置保温帘和内置遮阳帘组成,东、西、北向窗户安装内置保温帘和内置遮阳帘,南向窗户只安装内置保温帘,以达到遮阳和保温效果[6]。
图3建筑节能窗罩构造示意图
1-墙体;2-原玻璃窗;3-底板斜支撑;4-底板平支撑;5-保温底板;6-内置保温帘;7-内置遮阳帘;8-正面玻璃窗;9-保温顶板;10-顶板平支撑;11-顶板斜支撑
(3)采用新型玻璃。在窗户中,玻璃面积占窗户面积的65%~75%。在实际应用中,可选择经过特殊处理的玻璃:
1、玻璃镀膜,即用物理或化学镀膜工艺,改变玻璃表面的热反射特性,将太阳辐射直接反射回去,从而提高玻璃的遮阳隔热性能。2、玻璃着色,在制造过程中加入色剂,着色玻璃的遮阳性和隔热能优于透明玻璃,从而减少太阳辐射热进入室内,但由于吸收热量使自身温度升高。
4 建筑屋面的节能改造技术
建筑屋面的隔热节能尤为重要。在多层建筑围护结构中,屋顶所占面积较小,能耗约占总能耗的8%~10%。与国外屋顶传热系数相比,我国能源浪费惊人(见表1)
表1 我国建筑屋面传热系数和发达国家的比较
下面介绍几种常用的提高建筑屋面节能的做法
4.1平改坡改造技术
这种改造形式较为简单,在荷载允许的条件下,可以在屋面上对应下层承重墙位置砌墙,最后铺轻型保温屋面板。一般采用彩钢夹芯板,保温材料可采用泡沫聚苯、聚氨酯、岩棉或玻璃棉。
4.2绿色种植屋面
在屋顶上种植植物,利用植物的光合作用,将热能转化为生化能;利用植物叶面的蒸腾作用增加蒸发散热量,均可大大降低屋顶的室外综合温度;另外屋面绿化可使城市中的灰尘降低40%左右,可吸收诸如SO2,HF,Cl2,NH3等有害气体,对噪声有吸附作用,最大减噪量可达10dB。
4.3倒置屋面
倒置屋面是把保温层置于屋面防水层之上,是一种较先进的屋面保温方式,也是发达国家常用的做法。这种做法有两个优点:
1、能使防水层无热胀冷缩现象,延长了防水层的使用寿命;
2、保温层对防水层提供一层物理性保护,防止其受到外力破坏,延长其使用寿命,减少屋面渗漏,还可做成上人屋面和实施屋顶绿化。
4.4屋面干铺保温材料改造技术
在防水层确实已老化造成渗漏、必须翻修的情况下,屋面修漏补裂,进行局部翻改;完成防水层改造后,再在改善后的防水层上做保温处理。这种做法的优点是:加气混凝土具有较好的保温隔热和整体抗冻性能,干铺保温材料施工方便,且便于屋面防水层的维修和保护及保温层的更新,并且非常经济。
4.5 聚氨酯防水保温屋面
聚氨酯硬泡特别适用于屋面保温改造,它集保温与防水一体,且重量轻、强度高,保温防水效果好,能防止屋顶结露。适用于形状复杂的屋面,施工时不会破坏原有的屋面保护层,在国内外许多建筑中都得到应用,并取得了良好的节能效果。
5结论
通过对我国建筑节能现状进行的分析,可以得知,目前我国建筑节能正处在一个发展阶段,与国外相比还有较大差距,大力发展既有建筑节能改造及新型节能建筑,是非常紧迫的任务,它不仅能促进保温材料与节能门窗的发展,还能缓解能源供需矛盾,改善城市环境面貌,提高人民生活水平,是我国解决能源危机的必经之路。
参考文献
[1]刘磊,荆有印,杜海.寒冷地区写字楼围护结构热工性能优化.制冷与空调(四川)[J],2011,25(4):411~414.
[2]闫帅帅.浅谈建筑节能及发展前景[J].山西建筑,2010,36( 6):223~224.
[3]柴保双.寒冷地区建筑能耗分析及节能改造技术研究[硕士学位论文].保定:华北电力大学,2007.
作者简介:李丽(1966—),女,研究生,助教,Email:lily_305@163.com,0312-2144343
收稿日期:2013.03
通讯地址:河北省保定市南二环路中国地质大学长城学院工程技术系