我國民用建筑節能設計論文
時間:2022-05-01 11:29:29
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我國民用建筑節能設計需要考慮整體及外部環境等因素,如選址、規劃、外部環境和建筑物體型設計等都為建筑節能創造了條件。國家提出新型民用建筑節能50%的要求,若將這50%定義為1(即100%)的參數,那么民用建筑中圍護結構耗能比例減少50%左右,建筑高效設備耗能比例減少30%以上,建筑電氣、電器耗能比例減少10%以上,所以圍護結構設計是主要因素。建筑圍護結構部分包括墻體、門窗、地面、屋頂等。若將民用建筑中圍護結構耗能比例減少50%左右也定義為1(即100%)的參數,那么墻體耗能比例為30%左右,門窗耗能比例為50%左右,地面、屋頂耗能比例為20%左右,建筑圍護結構部分的墻體、門窗、地面、屋頂的設計是主要部分。
1、墻體節能設計
墻體的主要功能是承重、防水、防潮、隔熱、保溫,是建筑外圍護結構的主體。外墻應采用低傳熱值的新型節能墻體材料,如加氣混凝土砌塊、新型建筑模網、外墻保溫材料等。墻體復合保溫方式主要包括內保溫和外保溫兩種。內保溫是指在外墻內側增加保溫措施,施工簡便宜行。內保溫熱穩定性差,室內溫度調節的速度快,適用于間歇使用的空調房間。外保溫即保溫材料在墻體的外側,有利于室內水蒸汽通過墻體向外散發,可避免墻體受潮,對保護建筑結構有利,能夠延長建筑物的使用壽命,墻體可以作為蓄熱材料且能解決維護結構通常存在的冷橋問題。其特點是熱穩定性好,室內溫度調節的速度慢,適用于連續采暖、空調的房間。相比較而言,推薦外保溫作為墻體保溫的首選措施。此外,空氣也是一種優良的保溫材料,在建筑物中常用材料圍成的空氣隔離層,不但可以保溫隔熱,而且具有切斷液態水份的毛細滲透、防止保溫材料受潮的功能。
2、門、窗節能設計
相對墻體而言,門、窗的保溫隔熱性能較差。普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物夏季降溫及冬季保溫能耗的50%-60%以上,所以改善其絕熱性能是節能設計的重點,主要措施有:
(1)控制建筑窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值。
(2)提高建筑外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料、彈性密閉型材料、密封膏以及邊框設企口等密封。框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等。扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等。扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。
(3)改善建筑門窗的保溫隔熱性能。戶門、陽臺門除應結合防火、防盜要求外,在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其隔熱性能。窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗,這樣可避免金屬窗產生的冷、熱橋;可設置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,低輻射玻璃。合理地設計可開啟的窗扇面積,保證南方地區室內自然通風和降低北方地區室外冷風的直接滲透。
(4)設置“溫度阻尼區”。所謂溫度阻尼區就是在室內與室外之間設立一個中間層次,這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透,減少外墻、外窗的熱耗損。在北方地區住宅中,采用密封陽臺,外門設防風門斗,防止冷風倒灌,將樓梯間設計成封閉式,對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能取得良好的節能設計效果。
3、地面節能設計措施
在建筑圍護結構中,通過地面向外傳導的熱(冷)量約占圍護結構傳熱量的3%-5%。目前樓、地面的保溫隔熱技術一般分為兩種:一是采用地板輻射采暖的樓地面,在樓地面基層完成后,在該基層上先鋪保溫材料,將聚乙烯管固定在保溫材料上,然后回填細石混凝土,經平整振實后鋪設地板。二是在辦公樓地面周邊地區2米范圍內作6厘米厚擠塑聚苯板保溫。
4、屋頂節能設計措施
近年來在城市建設和居住小區開發中,坡面屋頂發展較快。據調查坡屋頂與平屋頂的頂層房間,室內溫度可相差5℃左右。這就表明在室內熱環境相同時,坡屋頂建筑的使用能耗比平屋頂少。屋頂應當采用傳熱系數、熱惰性指標符合標準的、高效的保溫隔熱屋面。目前用于屋頂保溫的各種材料的開發和應用發展較快,保溫材料有整體的、塊狀的以及松散的。屋頂保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料,也不適宜選用吸水率高的保溫材料以防保溫層大量吸水,降低保溫效果。
5、建筑物細部的節能設計
建筑物圍護結構細部的節能設計對于建筑物的整體節能設計也非常重要,應從以下各部位著手:
①熱橋部位應采取可靠的保溫與斷橋措施。
②外墻出挑構件及附墻部件,如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施。
③窗口外側四周墻面,應進行保溫處理。
④門、窗框與墻體之間的縫隙,應采用高效保溫材料填堵。
⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開裂,影響門、窗的熱工性能。
⑥采用全玻璃幕墻時,隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應填充保溫材料。
二、結語
實現我國民用建筑節能50%的要求,建筑設備選用及運行同樣不可忽視。例如北方地區供暖設計中采用效率可達80%左右的鍋爐,風機、水泵采用了變頻技術,在用戶附近建設了換熱站,使循環水量、軟化水減少,鍋爐結垢也減少,從而提高了鍋爐效率,降低供熱成本。從發展的角度來看熱電聯產、集中供熱、綜合利用熱能是節能設計的方向。南方地區民用建筑的空調設計,盡可能采用集中、中央空調及冷卻塔技術、太陽能技術、變頻技術、冷熱能利用回收等技術節約能源。再如照明方面采用的高效LED光源、聲光控、電磁、徽波、光波等技術。建筑用水采用循序設計、排水采用分流設計等節水系統,提高水的再利用率。熱能方面采用太陽能技術、納米涂料技術等。全面的建筑節能是一項系統工程。目前國家已制定了《公共建筑節能設計標準》、《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》、《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》等行業標準,對建筑節能做出了明確的政策規定;在具體實踐中還必須從設計、施工、各級監督管理部門、開發商、運行管理部門、用戶等各個環節,按照國家的節能政策和節能標準、規定,全面地、嚴格地采取節能措施,讓每一位公民真正樹立起全面的建筑節能觀,將建筑節能真正落到實處。
作者:毛長海單位:新疆冶金建設技工學校
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