建筑節(jié)能技術(shù)淺談

　　  建筑業(yè)是能源消耗的重要產(chǎn)業(yè)部門，約占社會(huì)總能源消耗的30%，建筑節(jié)能是節(jié)約能源的重要組成部分和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要素之一，建筑節(jié)能工作成為一個(gè)地區(qū)必須高度重視和加快實(shí)施的一項(xiàng)工作磐ü說(shuō)明建筑節(jié)能的概念和含義，論述對(duì)建筑外墻保溫、建筑門窗節(jié)能、建筑采暖、太陽(yáng)能建筑以及建筑節(jié)能的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，力求為建筑節(jié)能工作的開展提供一些借鑒和幫助。

    1概述

　　  1.1建筑節(jié)能的概念

　　  建筑節(jié)能就是建筑物要n止和減少能源浪費(fèi)，實(shí)行科學(xué)的設(shè)計(jì)施工，最大限度地節(jié)約能源。有三層含義：第一，建筑物在建設(shè)過(guò)程中要節(jié)約能源，包括使用生產(chǎn)能耗低的建筑材料和最大限度節(jié)約使用建筑材料;第二，建筑物竣工后要保障使用過(guò)程中的能源節(jié)約，包括墻體、門窗、屋頂、采暖系統(tǒng)、照明以及利用太陽(yáng)能等，都要使用符合節(jié)能建筑質(zhì)量要求的新型建筑材料，提高能源使用效率，節(jié)約能源;第三，要從建筑物生命周期的觀點(diǎn)出發(fā)，從建筑物材料的生產(chǎn)到建筑物的生產(chǎn)，最后建筑產(chǎn)品使用期終結(jié)時(shí)，材質(zhì)得到最大限度的利用回收。

　　  1.2建筑節(jié)能的三個(gè)階段

　　  建筑節(jié)能的研究經(jīng)歷了三個(gè)階段，開始提出的建筑節(jié)能僅限于通過(guò)能源節(jié)約以降低資金投入，是最淺層次的建筑節(jié)能概念;上世紀(jì)八十年代后期，升華到節(jié)約資源的高度，把建筑節(jié)能同人類賴以生存的自然資源聯(lián)系到一起，是建筑節(jié)能的第二個(gè)階段;第三階段是上世紀(jì)九十年代后，把建筑節(jié)能與自然生態(tài)和人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展結(jié)合起來(lái)，是最具積極意義節(jié)能概念。社會(huì)發(fā)展以能耗為基礎(chǔ)，節(jié)能并非不消耗能源，而是要提高能源的利用效率，大幅度減少對(duì)環(huán)境的污染，在建筑的全壽命周期內(nèi)，盡量減少常規(guī)能源的消耗量。

　2建筑節(jié)能技術(shù)

　　  2.1墻體保溫技術(shù)

　　  按照建筑節(jié)能要求，建筑外墻要采用承重材料與高效保溫材料(如聚苯板等)組成復(fù)合墻體，按保溫材料和結(jié)構(gòu)的不同，有外墻內(nèi)保溫、外墻外保溫及CL建筑結(jié)構(gòu)體系等方式。

　　  2.1.1外墻內(nèi)保溫

　  　內(nèi)保溫復(fù)合外墻有主體結(jié)構(gòu)與保溫結(jié)構(gòu)兩部分，保溫結(jié)構(gòu)是由保溫板和空氣間層所組成，主體結(jié)構(gòu)一般為磚砌體、t凝土墻或其他承重墻體，保溫結(jié)構(gòu)中空氣間層的作用是防止保溫材料受潮和提高外墻的熱阻，空氣間層的設(shè)置主要是防止保溫層受潮。內(nèi)保溫復(fù)合外墻施工結(jié)構(gòu)上會(huì)在龍骨部位、丁字墻部位、拐角部位和踢腳部位形成熱工弱點(diǎn)，須有進(jìn)一步的保溫措施。

　  　2.1.2外墻外保溫

　　  外保溫復(fù)合外墻構(gòu)造在主體結(jié)構(gòu)外側(cè)貼以保溫層l做飾面層。其特點(diǎn)如下：

　　  (1)保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物壽命，減少維修費(fèi)用。外保溫技術(shù)保溫層位于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)，緩沖了因溫度變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)l的應(yīng)力，避免了雨雪、凍融、干濕循環(huán)造成的結(jié)構(gòu)破壞，減少空氣中有害氣體和紫外線對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的侵蝕。

　  　(2)基本消除“熱橋”影響?！盁針颉敝傅氖窃趦?nèi)外l交界處、構(gòu)造柱、框架梁、門窗洞等部位形成的散熱的主要渠道。采用外保溫，“熱橋”部位不產(chǎn)生結(jié)露，可消除“熱橋”造成的熱損失，熱損失減少，降低采暖費(fèi)用支出。

　  　(3)墻體潮濕情況得到改善。結(jié)構(gòu)墻體處于保溫層內(nèi)側(cè)，只要保溫材料選擇合理且厚度適當(dāng)，墻體內(nèi)部一般不會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象，改善了墻體的保溫性能。

　　  (4)利于室溫保持穩(wěn)定。外保溫墻體由于蓄熱能力較大的結(jié)構(gòu)層在墻體內(nèi)側(cè)，當(dāng)室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用時(shí)，室內(nèi)空氣溫度上升或下降，墻體結(jié)構(gòu)屋能夠吸收或釋放熱量，有利于室內(nèi)溫度保持穩(wěn)定。

　　  (5)便于舊建筑物節(jié)能改造。舊建筑物一般不能滿足節(jié)能的要求，外保溫對(duì)舊房墻體進(jìn)行節(jié)能改造無(wú)需臨時(shí)搬遷，對(duì)用戶正常生活影響不大。

　  　(6)增加房屋使用面積。外保溫技術(shù)保溫材料貼在墻體的外側(cè)，其保溫隔熱效果優(yōu)于內(nèi)保溫，并能增加每戶的住房使用面積。

　　  2.1.3 CL建筑結(jié)構(gòu)體系

　  　CL建筑結(jié)構(gòu)體系墻體是一種集受力與保護(hù)于一體的復(fù)合鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，將保溫層與剪力墻的受力鋼筋組合成CL網(wǎng)架板，使承重的復(fù)合剪力墻的墻體骨架發(fā)揮受力和保溫雙重作用，具有保溫隔熱性好、節(jié)約資源、整體性好、自重輕等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)墻體改革、建筑節(jié)能和建筑工廠化的一種建筑墻體結(jié)構(gòu)。

　　  2.2門窗節(jié)能技術(shù)

　　  2.2.1減少滲透量

　　  (1)密閉條的設(shè)置：減少透氣性是達(dá)到氣密隔聲的必要措施之一，通過(guò)設(shè)置密閉條來(lái)改善密封性能，減少空氣流動(dòng)。

　　  (2)密閉系數(shù)的確定和應(yīng)用：建筑∮擅糯胺煜渡入的冷空氣量是由門窗兩側(cè)所存在的風(fēng)壓差和熱壓差所決定的，一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)壓差和熱壓差與建筑物的型式、門窗所處的高度、

朝向及室內(nèi)外溫差等因素有關(guān)∶鼙障凳(采取密閉的各種窗型測(cè)出的氣密性數(shù)據(jù)與未加密閉處理的窗型氣密性數(shù)據(jù)相比)見(jiàn)表1、表2。

　    根據(jù)國(guó)家規(guī)定的檢測(cè)方法，測(cè)得一般窗縫構(gòu)造滲透≡嘉4.5m3/m穐。按照建議的密閉系數(shù)計(jì)算，采用Ⅲ級(jí)窗可減少房間冷風(fēng)滲透方面的能耗40%;采用Ⅱ級(jí)窗可減少該項(xiàng)能耗60%;采用Ⅰ級(jí)窗可減少該項(xiàng)能耗達(dá)80%之多。規(guī)定要求，低層和多層居住建筑中應(yīng)等于或優(yōu)于Ⅲ級(jí);高層和中高層居住建筑應(yīng)等于或優(yōu)于Ⅱ級(jí)。

　  　2.2.2減少傳熱量

　  　(1)保溫措施：①鑲嵌部分材料，保溫性p的提高主要是利用兩層玻璃中間的空氣間層熱阻較大的原理，空氣間層厚，熱阻就大。密封中空雙層玻璃密封空間內(nèi)裝有一定量的干燥劑，寒冷季節(jié)空氣內(nèi)的玻璃表面溫度雖低，仍不低于干燥空氣的露點(diǎn)溫度，避免玻璃表面結(jié)露。②框扇型材部分保溫的加強(qiáng)采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料截?cái)嘟饘賞材的熱橋，效果較好。如采用復(fù)合型框扇如鋼塑型、鋼木型。③在窗外配套設(shè)置外遮陽(yáng)系統(tǒng)，減少熱輻射量。

　  　(2)不論哪種節(jié)能窗型，空氣間層的薄厚與傳熱系p的高低之間有著一定的規(guī)律性，在同樣的材質(zhì)構(gòu)造中，空氣間層愈大傳熱系數(shù)越小。在窗型中空氣間層厚度達(dá)到一定程度，傳熱系數(shù)降低就很小。一般來(lái)說(shuō)，窗框扇面積較大，窗的傳熱系數(shù)則有很大提高，在低導(dǎo)熱的塑料窗及鋼塑框扇型中，其面積比例的變化則是相反的情況，故要合理控p框扇的面積。

　  　(3)門窗熱損失有三個(gè)途徑：①門窗框扇的熱傳導(dǎo);②門窗框扇之間、扇與玻璃之間、框與墻體之間的空氣滲透熱交換;③窗玻璃的熱輻射。玻璃的p輻射是導(dǎo)致室內(nèi)溫度升高的主要因素，改善窗戶的隔熱性能，可采用雙層、三層或中空玻璃。

　  　2.2.3外門節(jié)能

　　  一般進(jìn)戶門采用金屬門，采取15mm或18mm厚巖棉板為保溫隔音材料，具有防盜、保溫、隔聲等功能，傳熱系數(shù)不應(yīng)大于2.0。陽(yáng)臺(tái)門下部采用聚苯板加芯型門主板，上部透明部分為單?；螂p玻，獨(dú)立的陽(yáng)臺(tái)門上部透明部分為雙層玻璃。

　    2.2.4有關(guān)技術(shù)要求

　  　(1)窗墻面積比

　    窗戶(包括陽(yáng)臺(tái)門透光部分)的傳熱能力比外墻大得多，夏季太陽(yáng)的輻射通過(guò)窗戶進(jìn)入室內(nèi)，窗墻面積比越大，進(jìn)入室內(nèi)1太陽(yáng)輻射熱就越大，在充分滿足采光要求的前提下，必須限制窗墻面積比，同時(shí)單窗高度不宜過(guò)高，以減少建筑圍護(hù)部分熱交換和空氣滲透能量能耗，提高單窗抗風(fēng)壓強(qiáng)度。

　　  (2)異型材規(guī)格、壁厚與結(jié)構(gòu)

　  　應(yīng)用塑料門窗依據(jù)使用環(huán)境與樓層風(fēng)壓值進(jìn)行風(fēng)壓強(qiáng)度計(jì)算，確定選用相應(yīng)的型材規(guī)格、壁厚、結(jié)構(gòu)，鋼襯規(guī)格、窗"、密封形式、玻璃性能、層數(shù)、間距等。應(yīng)選用平開60、推拉80系列以上的型材制作，型材壁厚應(yīng)≥2.5mm，選用的型材框以三腔，扇以兩腔結(jié)構(gòu)為宜，框型材排水腔應(yīng)盡量窄些，鋼襯腔應(yīng)盡量寬一些。

　　  (3)鋼襯規(guī)格、形狀與壁厚

　　  塑料門窗采用的鋼料規(guī)格應(yīng)與型材主內(nèi)腔尺寸一致，間隙以1mm為宜，與框、扇連接時(shí)，螺i間距應(yīng)低于300mm為宜。盡量采用慣性矩較大的矩形鋼襯，鋼襯厚度依據(jù)樓層高度按抗風(fēng)壓計(jì)算確定，最低不得低于1.5mm。

　　  (4)窗型與密封形式

　  　采用整體式窗型，窗扇較大時(shí)應(yīng)采用中挺分割，組合窗或帶式窗應(yīng)采用增強(qiáng)管拼接，建筑樓層較低時(shí)，可選用單扇推拉窗，以減少空氣滲透縫隙。

　  　平開門窗框扇搭接或扇與玻璃密封采用彈性和延伸率較好的橡塑膠條密封，制作時(shí)每扇應(yīng)采用整根膠條，不許兩根膠條拼接。膠條長(zhǎng)度裝配時(shí)應(yīng)有一定的余量，不許以拉伸狀態(tài)裝入扇槽內(nèi)。a拉門窗框扇搭接密封應(yīng)采用硅化毛條，扇與玻璃密封采用的膠條質(zhì)量和裝配要求一樣。裝配玻璃時(shí)應(yīng)采用玻璃密封膠，可以提高扇與玻璃密封性能并提高扇與玻璃協(xié)調(diào)抗風(fēng)壓性能。框與墻體安裝后，其間隙應(yīng)采用聚氨酯發(fā)泡劑填充，再用膠塑封蓋和密封膠合縫，以適應(yīng)門窗框在墻內(nèi)長(zhǎng)久使a及熱脹冷縮無(wú)滲漏的密閉要求。

　  　2.3屋頂節(jié)能技術(shù)

　  　頂層住房冬冷夏熱是居民普遍關(guān)注的問(wèn)題，節(jié)能建筑采取以下辦法:

　  　(1)平頂屋面

　　  可將加氣混凝土塊架空設(shè)置，上面設(shè)置一層保溫沙漿，或在架空的混凝土薄板下設(shè)袋裝膨脹珍珠巖。用高效保溫材料，如聚苯板用于屋面，上鋪防水層或聚苯板設(shè)在防水層以上，使防水層不直接受日光曝曬，保溫效果比較好。

　  　(2)尖頂屋面

　  　尖頂屋面以前做法是在坡屋頂天棚上鋪設(shè)巖棉、膨脹珍珠巖等保溫材料，現(xiàn)在一般是按尖頂設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)保溫彩板(5-10CM厚度)。

　  　2.4建筑節(jié)能的重點(diǎn)———采暖問(wèn)題

　  　2.4.1采暖節(jié)能中的問(wèn)題

　  　(1)平衡供暖

　  　住宅小區(qū)同一供暖系統(tǒng)中各住戶冬季室溫相差較大，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)小區(qū)供暖系統(tǒng)進(jìn)行全面的水力平衡調(diào)試，采用以平衡閥及其它專用智能儀表為核心的管網(wǎng)水力平衡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)流量的合理分配，隨時(shí)監(jiān)控各住戶室內(nèi)溫度，做到動(dòng)態(tài)平衡調(diào)節(jié)，供暖質(zhì)量大為改善，節(jié)約能源。

　　  (2)熱量按戶計(jì)量及室溫控制調(diào)

　  　生活用熱計(jì)量收費(fèi)是適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求的一項(xiàng)改革，新建筑可按戶或聯(lián)戶安設(shè)熱表，舊建筑可在散熱器上安設(shè)熱量分配計(jì)，整幢建筑則安一熱表，為控制室溫可在散熱器端部安設(shè)恒溫調(diào)節(jié)閥，達(dá)到熱舒適和節(jié)能的雙重效果，這種各用戶的供暖動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)與整個(gè)采暖系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)相結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)的供暖運(yùn)行隨各個(gè)用戶用熱需求的變化及時(shí)不斷調(diào)整，效果明顯。

　  　(3)管道保溫

　  　供暖管道保溫不好，輸送中熱能散失過(guò)多，采取輸暖管外套聚乙烯或玻璃鋼殼，中間用泡沫聚氯酯保-，直埋地下，管道熱損失小，施工維修方便。

　  　2.4.2節(jié)能采暖的幾種方式：

　  　(1)集中供熱采暖方式

　  　推行集中供熱和熱電冷聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供技術(shù)，對(duì)各生活小區(qū)供熱方式進(jìn)行改造，減少環(huán)境污染和廢-廢氣的排放，節(jié)約土地。

　　  (2)地板采暖技術(shù)

　  　低溫地板熱輻射技術(shù)有以下優(yōu)勢(shì)：

　　  ①提高了采暖的舒適性，節(jié)約能源。低溫地板采暖是地板發(fā)熱，設(shè)計(jì)溫度比傳統(tǒng)對(duì)流采暖的設(shè)計(jì)溫度要低2-4度"而室內(nèi)采暖溫度降低一度，可節(jié)省燃料10%，實(shí)現(xiàn)“按戶計(jì)量，分室調(diào)溫”，有可觀的節(jié)能效益。

　  　②有效節(jié)約房間的使用面積。暖氣片采暖每100平米的居住面積，暖氣散熱器一般約占2平米左右的有效使用面積，而采用地暖技術(shù)，管道全被埋在地面下，不專設(shè)散熱器，只設(shè)一個(gè)分水器裝在暗柜內(nèi)，增加房間使用空間。

　  　使用壽命長(zhǎng)，節(jié)約維修時(shí)間，且清潔衛(wèi)生。低溫地板采暖是把鋁塑復(fù)合管埋在地面的混凝土中，沒(méi)有接頭，不滲漏，壽命可達(dá)50年，低溫地板輻射不會(huì)因冷熱空氣對(duì)流而使室內(nèi)塵埃飛揚(yáng)，室內(nèi)清潔。

　  　(3)地板采暖需注意的問(wèn)題

　  　①選用管材必須百分之百合格，高耐久性與建筑物同壽命，達(dá)到50年抗老不變形;②設(shè)計(jì)施工必須規(guī)范，不得違規(guī)操作和偷工減料;③使用過(guò)程中防止破壞性的震動(dòng)，尤其裝修過(guò)程中，要防止砸、撞地面。

　  　2.5太陽(yáng)能建筑

　  　太陽(yáng)能是綠色清潔能源，太陽(yáng)能建筑有3種形式:

　  　(1)被動(dòng)式：通過(guò)建筑方位合理布置和建筑構(gòu)件的恰當(dāng)處理，以自然熱交換方式獲得太陽(yáng)能源。采用太陽(yáng)能墻方式，在建筑物的墻體外側(cè)加一層薄薄的黑色打孔鋁板，吸收照射到墻體上的80%的太陽(yáng)能量，被吸入鋁板的空氣經(jīng)預(yù)熱后，通過(guò)墻體內(nèi)泵機(jī)抽到建筑物內(nèi)，從而節(jié)約中央空調(diào)的能耗。

　  　(2)主動(dòng)式：用電作為輔助能源的建筑，在屋面上朝南布置太陽(yáng)能空氣集熱器，被加熱的空氣通過(guò)碎石儲(chǔ)熱層后由風(fēng)機(jī)送入房間，輔助熱源為煤氣熱風(fēng)爐，并設(shè)置控制調(diào)節(jié)裝置>根據(jù)送風(fēng)溫度確定熱源的投入比例。采用分體式熱管真空管太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)，在冬天或陰雨天也能保證24h熱水供應(yīng)，太陽(yáng)能利用節(jié)能率可達(dá)60%以上，節(jié)能效果顯著。

　  　(3)“零能建筑”：這種建筑由太陽(yáng)能屋頂?shù)奶?yáng)能光電轉(zhuǎn)換裝置提供建筑物所需的全部能源消耗，在屋頂安裝2～3kW太陽(yáng)電池，與電網(wǎng)并網(wǎng)，真正做到清潔無(wú)污染。

　　3建筑節(jié)能的規(guī)劃設(shè)計(jì)

　　  規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)從選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季主導(dǎo)風(fēng)向、太陽(yáng)輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面考慮。

　    3.1建筑選址

　  　住宅建筑設(shè)計(jì)中從以下方面爭(zhēng)取日照：①選擇在向陽(yáng)避風(fēng)的地段，為建筑爭(zhēng)取日照提供條件;②最佳建筑朝向應(yīng)以南北為主，使每戶均有主要房間朝南，對(duì)日照有利;③選擇滿足日照間距要求，不受周圍建筑遮擋;④利用住宅樓<合理布局，爭(zhēng)取日照。住宅樓的形狀、布局、走向都將產(chǎn)生不同的陰影區(qū)，地理緯度越高，建筑物背向的陰影區(qū)的范圍也越大。在多排列樓群布置時(shí)，采用錯(cuò)位布局，利用山墻空隙爭(zhēng)取日照，在點(diǎn)、條組合布置時(shí)，將點(diǎn)式住宅布置在好朝向位置，條狀住宅布置在其后，利用空隙爭(zhēng)取日照。

　  　3.2建筑布局

　  　結(jié)合特定地點(diǎn)的<然環(huán)境因素、氣候特征、建筑物的功能和人的行為特點(diǎn)，形成優(yōu)化微氣候的良好界面，建立好的氣候防護(hù)單元。建筑布局時(shí)，注意使道路走向平行于當(dāng)?shù)囟局鲗?dǎo)風(fēng)向，利于避免積雪;同時(shí)避免將高度相似的建筑排列在街道的兩側(cè)，寬度又是其高度的2-3倍，這時(shí)建筑與其組合會(huì)形成風(fēng)漏斗<這種漏斗可以造成高速風(fēng)，提高風(fēng)速30%，加劇建筑熱損失。

　  　3.3建筑形態(tài)

　  　節(jié)能建筑形態(tài)不僅要求體型系數(shù)小，且要冬季日輻射熱多，利于避寒風(fēng)。從冬季得熱最多的角度考慮，應(yīng)盡量增大南向的熱面積，要棟深小。嚴(yán)寒地區(qū)節(jié)能型住宅的平面形式，應(yīng)追求平整、簡(jiǎn)潔，如直線型、折線型和曲線型，不宜大規(guī)模采用單元式住宅錯(cuò)位拼接和點(diǎn)式住宅或點(diǎn)式住宅拼接。

　  　3.4建筑朝向

　  　節(jié)能建筑朝向選擇考慮：冬季能有適量并具有一定質(zhì)量的陽(yáng)光射入室內(nèi)和居室外墻面;炎熱季節(jié)盡量減少太陽(yáng)直射室內(nèi)和居室外墻面;夏季有良好的通風(fēng)，冬季避免冷風(fēng)吹襲;充分利用地形和節(jié)約用地;照顧居住建筑組合的需要。

      根據(jù)國(guó)家規(guī)定的檢測(cè)方法，測(cè)得一般窗縫構(gòu)造滲透量約為4.5m3/m穐。

　  　按照建議的密閉系數(shù)計(jì)算，采用Ⅲ級(jí)窗可減少房間冷風(fēng)滲透方面的能耗40%;采用Ⅱ級(jí)窗可減少該項(xiàng)能耗60%;采用Ⅰ級(jí)窗可減少該項(xiàng)能耗達(dá)80%之多。規(guī)定要求，低層和多層居住建筑中應(yīng)等于或優(yōu)于Ⅲ級(jí);高層和中高層居住建筑應(yīng)等于或優(yōu)于Ⅱ級(jí)。