浅析建筑节能

聂存花

浅析建筑节能

聂存花

结合凤凰山矿附属楼工程设计的实际情况,探讨了影响建筑节能的因素,从建筑围护结构组成入手,对墙体、门窗、屋面等的节能技术措施进行了详细的论述,以期促进建筑节能理念的推广和实施。

建筑节能,围护结构,节能技术

我国是一个发展中大国,又是一个建筑大国,每年新建房屋面积高达17亿m2～18亿m2,超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。其中高耗能建筑已带来严重的环境问题,建筑耗能排放的温室气体已占全国温室气体总排放量的 25%。由此可见,建筑节能势在必行。凤凰山矿附属楼为五层现浇框架结构办公楼,总建筑面积为4 064m2。该建筑于 2010年建成,在围护结构方面的设计均采用节能设计。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季减少了室外热量传入室内,在冬季减少了室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。

1 影响建筑节能的建筑因素

1)建筑朝向和建筑平面布局。建筑物朝向均宜采用南北向,尽量避免东西向。建筑朝向的选择考虑因素有：冬季具有适量和一定质量的日光照入室内;炎热季节尽量减少太阳直射室内及居室外墙面;夏季通风良好,冬季避免冷风吹袭;充分利用地形和节约用地;兼顾居住建筑群体组合的需要。建筑总平面布局总的原则应根据地形、地热和朝向等条件灵活布置。利用建筑楼群合理布局,充分结合特定场地的自然环境因素、气候特征和建筑物功能,人的行为活动特点等,建立自然—人工生态平衡系统。2)建筑物体形系数。建筑物体形系数越大,其传热量也越大。从建筑节能的观点出发,应尽量减少建筑物体形系数。附属楼选用矩形建筑外形,设计中尽量避免过多凹凸和错落。3)窗墙面积比。窗墙面积比反映房间开窗面积大小。开窗面积增大,会增加传热耗热量和空气渗透耗热量,对建筑节能不利,理论上应尽可能降低窗墙面积比,但实际设计中不能过分缩小窗墙面积比。

2 建筑节能技术措施

2.1 墙体节能

1)单一材料外墙。采用保温隔热性能较好的材料所做的外墙。保温性能较好的是多孔黏土砖和加气混凝土砌块,最差的是用于剪力墙结构的钢筋混凝土。附属楼外墙设计在 +0.000以上采用 250厚加气混凝土砌块,这种自保温体系,施工简单,耐久性好。2)外墙外保温。指在外墙外侧做保温层,并在保温层的外侧抹聚合物砂浆,加网格布和做饰面层。附属楼外墙设计中保温层外侧抹 30厚胶粉聚苯颗粒层。这种做法基本上可以消除热桥,绝热层效率高,可达 85%～95%,室温较稳定,热舒适性好,不减少使用面积。3)外墙内保温。指在外墙内侧增加保温措施,有保温板做法,石膏板做法等。此做法对棉层无耐候要求,施工便利,不受气候影响,造价适中。

实践证明,北方地区在采暖期采用相同厚度保温材料的外保温要比内保温减少约 1/5的热损失,而在夏季,墙体的外保温做法还能减少太阳辐射热和室外热空气与外墙的表面换热,隔热效果也优于内保温做法。

2.2 门窗节能

1)采用适当的窗墙面积比。一般来说,窗户的传热系数大于同朝向、同面积的外墙传热系数,因此,采暖耗能热量随着窗墙比例的增加而增加。在采光和通风允许的条件下,控制窗墙比例比设置保温窗帘和窗板更加有效,即窗墙面积比设计越小,热量损耗就越小,节能效果越佳。JGJ 26-1995民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)中,对不同朝向窗墙的比例做了要求。北向、东西向和南向窗墙面积比分别是 20%,30%,35%。但实际还应结合各地的具体情况进行适当调整。2)提高门窗空隙的气密性,减少冷空气渗透。这是门窗节能中最为经济便捷的措施。其方法有采用密封条和密封胶两种。门窗框与墙间的缝隙可用高效保温材料填堵;框与扇的密封可用橡胶或泡沫密封条;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条。3)提高窗户的保温性能。增加窗玻璃层数,使用双层或三层窗,利用玻璃之间的密闭空气间层,增大热绝缘系数,降低窗户的传热系数。双层比单层可降低一半,三层比双层又可降低 1/3,窗上加贴透明聚氨酯也很有效。附属楼采用单框中空双玻璃。空气层厚度为 12 mm。从门窗材料来看,附属楼采用UPVC塑料型材这一技术含量较高的节能产品。它所使用的原料是高分子材料——硬质聚氯乙烯。此材料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。UPVC塑料型材在抗风、空气渗透、雨水渗透等性能方面都很优越。

2.3 屋面节能

屋面受太阳辐射时间长,传热面积大,约占外表面积的 20%。作为外围护结构屋面的保温隔热性能,直接影响建筑物特别是屋顶住户的室内温度与舒适度。因此可以采用高效保温材料作为屋面的保温层,如铺聚苯乙烯挤塑板,珍珠岩等保温板,也可以采用坡屋面,屋顶花园,蓄水屋面等措施。这些措施一方面可以丰富建筑造型,另一方面还增加了城市绿化率。附属楼屋面保温做法采用铺设 85厚聚苯乙烯塑料板,在实际使用中保暖效果良好。

屋面节能的措施要点：1)屋面保温层不宜选用密度较大、热导率较高的保温材料,以免屋顶重量厚度过大。2)屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料,以防屋面湿作业时,因保温层大量吸水而降低保温效果。

3 建筑节能新技术

1)太阳能利用技术。太阳能是地球最主要的能量源泉。它作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很有利用潜力的新能源之一。但现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占资源量的很小一部分,所以太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能在建筑上的利用方式主要有：太阳能采暖、太阳能供热水、太阳能发电等。2)利用硅气凝胶。硅气凝胶是一种硅氧聚合物,是一种轻质透明的坚硬物质,类似有机玻璃,其保温效能可比同厚度的泡沫塑料大 4倍,可望在今后建筑节能领域发挥重要作用。3)发展生态节能建筑。绿化建筑除美化环境外,还可以改善局部热环境,这种建筑的绿化方式可分为入口绿化、围墙绿化、墙面绿化、窗台绿化、阳台绿化、屋顶绿化等类型。建筑绿化温室化是目前的一种研究倾向,它是将农业和种植业的温室技术应用到建筑绿化的一种方法。该法可更有效地实现生态建筑节能效益。

4 结语

建筑节能是一项全方位的综合性的系统工程,涉及方方面面的问题。为了达到有效的建筑节能只靠建筑师是根本不够的,还需要其他行业开发出技术含量高的节能产品,如节能型电梯、节能型空调、节能型灯具等,并开发出新的能源利用技术,使建筑逐渐实现低能耗、零能耗。

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[4] 闫帅帅.浅谈建筑节能及发展前景[J].山西建筑,2010,36 (6)：223-224.

On architecturalenergy-saving

NIE Cun-hua

Combining with the factof design for the attached building of Fenghuangshanmine,the paper exp lores the factorswhich influence the architecturalenergy-saving,and has the detailed indication on the energy-saving technique in walls,doors and windows and the roofs,from the structural components of the architectural enclosure,soas toenhance the extension and the implementation of the architectural energy-saving idea.

architectural energy-saving,enclosure structure,energy-saving technique

TU201.5

A

1009-6825(2011)09-0204-02

2010-12-07

聂存花(1975-),女,助理工程师,晋城无烟煤矿业集团有限责任公司凤凰山矿,山西晋城 048007

·园林·绿化·环保·