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摘要:随着我国经济的快速发展,城市化的步伐不断加快,在当今世界能源紧张的情况下,为了合理的利用资源,减少居住建筑的能耗,本文从几个方面对建筑的节能设计要点进行了探讨。
关键词:节能住宅 , 建筑物体型系数,墙体外保温 , 屋面保温,门窗和幕墙保温
Abstract: along with the rapid economic development of our country, the pace of urbanization to speed up, in today's world energy tense circumstances, in order to reasonable use of resources, reduce the energy consumption of the residential buildings, this paper, from the aspects of building energy saving design key points are discussed.
Keywords: energy-saving residential, building shape coefficient, outside wall insulation, roofing heat preservation, doors and Windows and curtain wall thermal insulation
中图分类号:TU201.5文献标识码:A 文章编号:
节能住宅,是指采用新型节能围护体系、综合节能技术措施和各种可再生资源,改变目前我国采暖地区住宅能耗大、污染严重、居住热环境质量差的状况,使采暖地区的住宅能耗降低,达到国家规定的节能目标,并具有良好的居住功能和环境质量的住宅。
提高建筑的保温隔热性能是减低建筑能耗的关键,建筑墙体保溫材料是实现建筑节能的最基本条件。建筑节能包括三个方面:一是建筑本体的节能,包括建筑规划与设计、围护结构的设计节能等;二是建筑系统的节能,包括采暖与制冷系统等设备的节能;三是能源管理,规范管理的方式以达到合理用能。
1. 控制建筑物体型系数
建筑物的体型系数即建筑物外表面与其所包围的体积的比值,亦即单位建筑体积所占有的外表面积。由于传热量与传热面积成正比,因此,建筑物采暖耗热量随其体型系数的增大成正比上升。建筑层数或单元数少,体型系数大,采暖耗热量就大。体型系数增长1%,耗热量指标约增长0.0054%。
2. 外墙保温系统
随着建筑节能的深入和要求的提高,产生了围护结构和高效保温材料组成的复合墙体。复合墙体就是由基层墙体再辅以轻质高效保温材料构成,按照其保温材料位置的不同,可以分为外墙内保温、外墙外保温和夹芯保温。其中,外墙外保温技术是将保温隔热体系置于外墙外侧,以赋予建筑物良好的保温隔热性能。与其他两种外墙保温系统相比,具有如下技术优势:
(1)保护主体结构,延长建筑物使用寿命。采用外墙外保温方案,由于将绝热体系置于建筑物围护结构外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻融干湿循环造成的结构破坏,减少了空气中的CO2及水对混凝土的碳化以及导致钢筋结构的锈蚀。能对主体结构起保护作用,从而有效地提高了主体结构的耐久性,比内保温和夹芯保温更合理。
(2)基本消除了冷热桥现象,较好地发挥了材料的节能保温功能。冷热桥是指在内外墙交界处、构造柱、框架梁柱、门窗门洞等部位形成的散热主要渠道。据有关资料统计,建筑物沿外墙“热桥”增加的热损失约占25%,可见“热桥”所增加的热负荷是相当大的,而“热桥”对内保温和夹芯保温而言,几乎难以避免,采用外保温在避免“热桥”方面比内保温更有利,外保温既可防止“热桥”部位产生结露,又可消除“热桥”造成的附加热损失。计算表明,在厚度为370mm砖墙内保温条件下,周边“热桥”使墙体平均传热系数增加了10%左右,可见外保温做法更有效地减少了室内的热负荷。
(3)墙体潮湿情况得到改善,有利于室温稳定,改善室内热环境质量。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,墙体由传热体变成蓄热体,结构层的整个墙身温度提高了,降低了墙身的含湿量,同时墙体能吸收和释放能量,有利于气温的稳定,可得到室内舒适的内环境。另外,采用外保温还改善了墙体的气密性,大大提高了墙体防雨水浸湿的功能。
(4)相对于外墙内保温,外墙外保温具有明显的经济综合优势。外墙外保温减少了保温材料的使用厚度,工期短,施工速度快,节约人工费,避免室内装修对保温层的破坏,减少散热器数量,延长建筑物使用寿命,减少长期维修费用。
3. 提高屋面保温工程的可靠性
现在的屋面保温工程,其真正的保温效果都是理论上的,而实际的保温效果和设计要求相差甚远,为解决保温和防水综合问题,必须从整个屋面工程全方位着手。即从找坡、保温、防水等全部环节控制,这就要求:①保温层应有良好的整体性及强度②有效地遏制找坡材料的吸水性③要做到实际的保温效果与理论计算效果接近或一致。未来的屋面工程,将朝着防水及保温的综合效果方向发展。
4.门窗及幕墙保温节能技术
建筑的节能包含很多方面,而门窗及玻璃幕墙的节能是其重要组成部分。门窗、幕墙的节能主要是指通过产品的结构设计、材料选用等措施,使建筑物在使用过程中,以尽量少的能耗而获得理想的温度环境和光线环境的过程。
(1)玻璃节能法。对于门窗及玻璃幕墙来说,由于玻璃的面积占据立面的绝大部分,可以参与热交换的面积较大,就决定了玻璃是窗、幕墙节能的关键。通常情况下,玻璃可分为浮法清玻璃、在线镀膜玻璃、离线镀膜玻璃、低辐射在线镀膜玻璃、低辐射离线镀膜玻璃。这些玻璃传热系数没有明显的变化,但镀膜层对光的控制能力不同,使其节能效果依次增加。根据玻璃的结构形式,又可分为单层玻璃、中空玻璃、多层中空玻璃,其传热系数依次降低,节能效果逐次增强。
(2)减少空气渗透量。设置密封条是达到气密、隔声的必要措施之一,采用耐老化性、耐候行、耐冲击性和抗低温性能的三元乙丙胶条,提高门窗和幕墙密封性能。设计合理的结构形式也有利于减少空气渗透量,高性能平开窗的气密性等级可达到I级,推拉窗的气密性等级可达到II~III级。
(3)断热型材节能法。铝合金型材在窗及幕墙系统中,不但起着支撑龙骨的作用,而且对导热效果的影响较大。根据断热铝型材加工方法的不同,分为灌注式断热铝型材和插条式断热铝型材。它们的共同特点是在内、外两侧铝材中间采用有足够强度的低导热系数的隔离物质隔开。从而减低传热系数,增加热阻值。即使在炎热的夏季,当太阳暴晒的情况下,断热型材室外部分表面温度通常可达35~85°C,而室内仍可维持在24~28°C左右,有效地减少传到室内的热量,可减少制冷费用;而在寒冷的冬季,室外铝材的温度可与环境温度相当(一般-28°C~-20°C),而室内铝材仍然可以达到8~15°C,从而减少热量损失,节约冬季取暖的费用,从而达到节能目的。
(4)双(多)层体系节能法。通常的窗及玻璃幕墙,在温暖地区,一般为单层结构,而在寒冷地区,则可以采用多(双)层窗或双层幕墙/动态幕墙的方法,利用两层结构间的空气层(通过设计的空气层),降低系统总传热系数的方法,来实现节能目的。
(5)遮阳体系节能法。由于铝合金窗及玻璃幕墙大面积采用玻璃,太阳的照射是辐射热。节能的本质就是如何实现在烈日炎炎的夏季将光能量挡在室外,或在寒冷的冬季能让充足的光能量传入室内。在外窗和幕墙体系上融入遮阳技术也是节能的有效途径之一。在国外,已有系统的遮阳产品得到广泛应用,并取得显著节能效果。
5.换气次数
换气次数,即建筑物单位时间内通过缝隙深入室内的空气量与换气体积的比值。从节能要求出发,换气次数愈少愈好,但从卫生要求出发,换气次数不宜过少。当换气次数取N=0.54/h时,则要求人均占有占有居室容积为18m3,按我国一套两居室单元住宅,平均居住人口3.5人,居住面积约为25m2,净高按2.55m计,则人均占有居室容积为18.2m3。因此,可以认为我国采用换气次数取N=0.51/h,已能满足居室卫生要求,过高对住宅节能反而不利。
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