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【摘 要】 建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分:①外墙②门窗③屋顶。这三部分的节能技术是在国内建筑界都非常关注,主要发展方向是开发高效、经济的保温隔热材料和切实可行的构造技术,以提高围护结构的保温隔热性能和密闭性能。
【关键词】 建筑节能;外墙;门窗;屋顶;规范
建筑节能,指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗。
我国是一个发展中国家,又是一个建筑大国,每年新建房屋面积高达17~18亿平方米,超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进,建设事业迅猛的发展,建筑能耗迅速增长。目前,我国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造,这将要消耗更多的人力物力。因此建筑节能的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。在经济、社会、技术快速发展的新时代,世界各国对保护生态环境均给予极大的注意:这是人类面临能源短缺、生态破坏和环境恶化等危机情况下,不得不重新反思人与自然的关系。
建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分:①外墙②门窗③屋顶。这三部分的节能技术是在国建筑界都非常关注,主要发展方向是开发高效、经济的保温隔热材料和切实可行的构造技术,以提高围护结构的保温隔热性能和密闭性能。
1 外墙节能技术
就墙体节能而言,传统的用重质单一材料增加墙体厚度来达到保温的做法己不适应节能和环保的要求,而复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构,与保温隔热材料复合,或在框架结构中用薄壁材料加以保温隔热材料作为墙体。目前建筑用保温隔热材料主要有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒等。退些材料的生产、制作都需要采用特殊的工艺、特殊的设备,而不是传统技术所能及的。
2 门窗节能技术
门窗具有采光、通风和围护的作用,还在建筑艺术处理上起着很重要的作用,然而门窗又是最容易造成能量损失的部位。为了增大采光通风面积或表现现代建筑的性格特征,建筑物的门窗面积越来越大,更有全玻璃的幕墙建筑,这就对外围护结构的节能提出了更高的要求。
目前,对门窗的节能处理主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。从门窗材料来看,近些年出现了铝合金断热型材、铝木复合型材、铜塑整体挤出型材、塑木复合型材以及UPVC塑料型材等一些技术含量较高的节能产品。其中使用较广的是UPVC塑料型材,它所使用的原料是高分子材料—硬质聚氯乙烯,它不仅生产过程中能耗少、无污染,而且材料导热系数小,多腔体结构密封性好,因而保温隔热性能好。
为了解决大面积玻璃造成能量损失过大的问题,人们运用了高新技术,将普通玻璃加工成中空玻璃,镶贴膜玻璃(包括反射玻璃、吸热玻璃)高强度Low-E防火玻璃、采川磁控真空溅射方法镶制含金属镀层的玻璃以及最特别的智能玻璃。智能玻璃能感知外界光的变化并做出反应,它有两类,一类是光致变色玻璃,在光照射时,玻璃会感光变暗光线不易透过;停止照射时,玻璃复明,光线可以透过。在太阳光强烈时,可以阻隔太阳辐射热;天阴时,玻璃变亮,太阳光又能进入室内。另一类是电致变色玻璃,在两片玻璃上镶有导电膜及变色物质,通过调节电压,促使变色物质变色,调整射入太阳光(但因其生产成本高,现在还不能实际使用),这些玻璃都有很好的节能效果。
3屋顶节能技术
屋顶保温隔热是围护结构节能的重点之一。在寒冷地区屋顶设保温层,以阻止室内热量散失;在炎热的地区屋顶设置隔热降温层以阻止太阳的辐射热传至室内;而在冬冷夏热地区 (黄河至长江流域),建筑节能则要冬、夏兼顾。
保温常用的技术措施是在屋顶防水层下设置导热系数小的轻质材料用作保温,如膨脹珍珠岩、玻璃棉等(此为正铺法);也可在屋面防水层以上设置聚苯乙烯泡沫(此为倒铺法)。在英国有另一种保温层做法是,采用回收废纸制成纸纤维,这种纸纤维经过硼砂阻燃处理,也能防火。施工时,先将屋顶的钉层夹层,再将纸纤维喷吹入内,形成保温层。屋顶隔热降温的方法有:架空通风、屋顶着水或定时喷水、屋顶绿化等。以上做法都能不同程度地满足屋顶节能的要求,但目前最受推崇的是利用智能技术、生态技术实现建筑节能的愿望,如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等。
建筑节能的计算
现在河南地区设计中最常用的节能计算方式是通过软件PKPM-PBECA2008 1.00版分析计算,软件计算过程中包括体形系数、屋顶、外墙、外门窗、楼梯间隔墙、易结露部位等,根据建筑物的使用性质,公建应按《河南省公共建筑节能设计标准实施细则》DBJ41-075-2006的规定进行节能设计;民用建筑应按《河南省居住建筑节能设计标准》(寒冷地区)DBJ41-062-2005的规定进行节能设计。
规范根据建筑节能的需要,确定了标准的适用范围和新的节能目标;采用度日数作为气候子区的分区指标,确定了建筑围护结构规定性指标的限制要求;提出了针对不同保温构造的热桥影响的新评价指标,明确了使用适应供热体制改革需求的供热节能措施;鼓励可再生资源的利用。计算过程中应严格遵循规范的要求,争取在利用最少资源的情况下满足建筑的节能要求。在资源利用方面应多利用可再生资源,尽量少的利用不可再生资源,以达到建筑节能的最终目的。
结语
建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和舒适环境有根本的影响。一般大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外能量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。因此建筑节能的实现应从建筑围护结构组成构件开始。
【关键词】 建筑节能;外墙;门窗;屋顶;规范
建筑节能,指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗。
我国是一个发展中国家,又是一个建筑大国,每年新建房屋面积高达17~18亿平方米,超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进,建设事业迅猛的发展,建筑能耗迅速增长。目前,我国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造,这将要消耗更多的人力物力。因此建筑节能的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。在经济、社会、技术快速发展的新时代,世界各国对保护生态环境均给予极大的注意:这是人类面临能源短缺、生态破坏和环境恶化等危机情况下,不得不重新反思人与自然的关系。
建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分:①外墙②门窗③屋顶。这三部分的节能技术是在国建筑界都非常关注,主要发展方向是开发高效、经济的保温隔热材料和切实可行的构造技术,以提高围护结构的保温隔热性能和密闭性能。
1 外墙节能技术
就墙体节能而言,传统的用重质单一材料增加墙体厚度来达到保温的做法己不适应节能和环保的要求,而复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构,与保温隔热材料复合,或在框架结构中用薄壁材料加以保温隔热材料作为墙体。目前建筑用保温隔热材料主要有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒等。退些材料的生产、制作都需要采用特殊的工艺、特殊的设备,而不是传统技术所能及的。
2 门窗节能技术
门窗具有采光、通风和围护的作用,还在建筑艺术处理上起着很重要的作用,然而门窗又是最容易造成能量损失的部位。为了增大采光通风面积或表现现代建筑的性格特征,建筑物的门窗面积越来越大,更有全玻璃的幕墙建筑,这就对外围护结构的节能提出了更高的要求。
目前,对门窗的节能处理主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能。从门窗材料来看,近些年出现了铝合金断热型材、铝木复合型材、铜塑整体挤出型材、塑木复合型材以及UPVC塑料型材等一些技术含量较高的节能产品。其中使用较广的是UPVC塑料型材,它所使用的原料是高分子材料—硬质聚氯乙烯,它不仅生产过程中能耗少、无污染,而且材料导热系数小,多腔体结构密封性好,因而保温隔热性能好。
为了解决大面积玻璃造成能量损失过大的问题,人们运用了高新技术,将普通玻璃加工成中空玻璃,镶贴膜玻璃(包括反射玻璃、吸热玻璃)高强度Low-E防火玻璃、采川磁控真空溅射方法镶制含金属镀层的玻璃以及最特别的智能玻璃。智能玻璃能感知外界光的变化并做出反应,它有两类,一类是光致变色玻璃,在光照射时,玻璃会感光变暗光线不易透过;停止照射时,玻璃复明,光线可以透过。在太阳光强烈时,可以阻隔太阳辐射热;天阴时,玻璃变亮,太阳光又能进入室内。另一类是电致变色玻璃,在两片玻璃上镶有导电膜及变色物质,通过调节电压,促使变色物质变色,调整射入太阳光(但因其生产成本高,现在还不能实际使用),这些玻璃都有很好的节能效果。
3屋顶节能技术
屋顶保温隔热是围护结构节能的重点之一。在寒冷地区屋顶设保温层,以阻止室内热量散失;在炎热的地区屋顶设置隔热降温层以阻止太阳的辐射热传至室内;而在冬冷夏热地区 (黄河至长江流域),建筑节能则要冬、夏兼顾。
保温常用的技术措施是在屋顶防水层下设置导热系数小的轻质材料用作保温,如膨脹珍珠岩、玻璃棉等(此为正铺法);也可在屋面防水层以上设置聚苯乙烯泡沫(此为倒铺法)。在英国有另一种保温层做法是,采用回收废纸制成纸纤维,这种纸纤维经过硼砂阻燃处理,也能防火。施工时,先将屋顶的钉层夹层,再将纸纤维喷吹入内,形成保温层。屋顶隔热降温的方法有:架空通风、屋顶着水或定时喷水、屋顶绿化等。以上做法都能不同程度地满足屋顶节能的要求,但目前最受推崇的是利用智能技术、生态技术实现建筑节能的愿望,如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等。
建筑节能的计算
现在河南地区设计中最常用的节能计算方式是通过软件PKPM-PBECA2008 1.00版分析计算,软件计算过程中包括体形系数、屋顶、外墙、外门窗、楼梯间隔墙、易结露部位等,根据建筑物的使用性质,公建应按《河南省公共建筑节能设计标准实施细则》DBJ41-075-2006的规定进行节能设计;民用建筑应按《河南省居住建筑节能设计标准》(寒冷地区)DBJ41-062-2005的规定进行节能设计。
规范根据建筑节能的需要,确定了标准的适用范围和新的节能目标;采用度日数作为气候子区的分区指标,确定了建筑围护结构规定性指标的限制要求;提出了针对不同保温构造的热桥影响的新评价指标,明确了使用适应供热体制改革需求的供热节能措施;鼓励可再生资源的利用。计算过程中应严格遵循规范的要求,争取在利用最少资源的情况下满足建筑的节能要求。在资源利用方面应多利用可再生资源,尽量少的利用不可再生资源,以达到建筑节能的最终目的。
结语
建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和舒适环境有根本的影响。一般大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外能量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。因此建筑节能的实现应从建筑围护结构组成构件开始。