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摘要:本文分析了当前我国建筑节能的重要途径,点明了建筑节能健康有序发展的方向。
关键词:节能设计;发展方向;
21世纪,能源问题是我国面临的一个重大挑战。能否有效利用资源、降低能源消耗关乎中国经济的前途,也关乎全球的经济发展。我国目前建筑能耗占总能耗的28%。现在的住房面积约有400亿平米,而能达到节能标准的只有百分之零点几,新建的也只有15%达到节能标准,所以这方面今后有着巨大的空间。
1.建筑外部节能设计方面
建筑的保温层设置方式取决于围护结构,围护结构一般都需要满足承重和保温两方面的要求。一种是单一构造的砖砌体,如加气混凝土墙体或屋面等;另一种是在承重墙体的基础上增加专门的围护材料来达到建筑物的保温效果,这些保温材料一般是一些轻质材料,以免增加建筑结构的承重负担,例如珍珠岩棉、泡沫聚苯乙烯等材料。这种保温的形式按保温材料所处的部位不同分为3种类型,分别为外保温、中间保温和内保温。其中中间保温方式必须在建筑设计时就应考虑执行,而外保温和内保温则可以在建筑本体完成后进行或者在尔后的室内外装修时再进行。
在建筑外墙外保温基层上增设0.1~0.15m厚的保温层,将房顶和地下都“裹”上。保温性能是外墙保温质量的一个关键性指标。为此,应按所用材料的实际热工性能,经过热工计算得出足够的厚度,以满足节能设计标准对当地建筑的要求。与此同时,还应采取适当的建筑构造措施,避免某些局部产生热桥问题。
一般来说,永久性的机械锚固、临时性的固定以至于穿墙管道,或者外墙上的附着物的固定,往往会造成局部热桥。在设计和施工中,应力求使此种热桥对外墙的保温性能不会产生明顯的影响,也不致尔后产生影响墙面外观的痕迹(如锈斑)。
下面以墙体装饰材料的不同来谈谈装饰装修的外墙节能问题。
1)外墙涂料(漆):传统的外墙涂料(漆)只起到装饰效果,可增强防水功能,基本无节能作用。现如今,进行装饰设计中,外墙涂料(漆)的选用,应遵循建筑节能的原则,即:如若原建筑外墙采取了外墙外保温措施,则可选用不具保温节能功效的外墙涂料(漆);否则,必须考虑选用具有保温或节能作用的外墙涂料(漆),或选用隔热或导热比值低、防紫外线方面的涂料(漆)。
2)外墙贴面砖:在建筑外墙基础上另外增加一层围护结构,使建筑本体导热比值更低,无意中达到了节能的效果。
3)金属幕墙和石材幕墙:这要从两种情况分析涉及到的节能问题:一种情况是原建筑本体已设计了外墙保温措施,在进行外装饰设计时只需单纯考虑装饰的效果;另外一种情况是原建筑并无外保温墙体,这就要求在外装饰设计中,幕墙和建筑外墙体间增加保温棉等外保温材料,但作好围护保温的同时还要注意处理好连接件的保温,以此避免热桥的产生。以寒冷地区某工程为例,原建筑主体未考虑到节能,因此空调耗能特别大,外装修设计就应该充分将其外件和石材面层中间有一定空间,保温层就设置在这里。
4)玻璃幕墙:采用大面积玻璃幕墙(门窗)是现代建筑的一种潮流,它所具有的豪华、挺拔、超群的外观以及不同玻璃色彩所呈现出色彩缤纷的艺术效果,是其它外墙、门窗材料无法比拟的。但是建筑门窗和建筑幕墙作为建筑围护结构的组成部分,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,是墙体热损失的5~6倍。门窗和幕墙约占建筑节能的40%左右,具有极其重要的地位。目前采用的几种节能玻璃材料主要有镀膜玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃。值得一提的是建筑门窗和建筑幕墙要改变保温隔热单一节能的技术观念,更应该把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来,开发节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。
2建筑内部节能设计方面
1)门窗工程:窗是建筑围护结构中散热量最大的构件,其传热的途径主要包括两个方面:窗户(包括窗框和玻璃)的传热耗热量以及窗户缝隙的冷(热)量消耗。因此,一要选用传热系数较小的框料(如PVC钙塑门窗、APVC塑料门窗、其它树脂塑料门窗等)并采取阻断热桥等措施,减小窗户的传热系数,增强保温性能。二应采取改善窗户制作安装精度(如选用节能型五金配件,控制安装偏差等)、单层玻璃改用双层或中空玻璃、加密封条等方法,减少空气渗透,降低耗能等。
2)墙面(轻质隔断):墙面受室内功能制约,不能存在明显的凹凸,考虑墙面造型时,在充分满足室内防火等级的条件下,应选用保温性能较好的材料,以防止室内热量的散失。在采用轻质隔断的部分,特别是在要求控制热量传导的房间(例如办公室与普通仓库之间),防止热量从一间传导到另一间不需要控温的房间时,轻质隔断内应加入保温材料,最大限度地减小热量的传导,例如在轻钢龙骨纸面石膏板隔墙中加入保温材料或在需保温的房间墙面进行保温。
3)地面工程:地面与墙面一样受功能制约,不能存在明显的凹凸,不致对室内通风造成什么影响,但地面与人脚直接接触传热。在室内各种不同材料的地面,即使其温度完全相同,但人体站在上面的感觉也会不一样,这是因为地面的热舒适性取决于地面的面层吸热指数。根据吸热指数值,我国将地面划分为3类(表1)。木地面、塑料地面、地毯地面及架空地面等属于Ⅰ类,水泥沙浆为黏结的地砖地面等属于Ⅱ类,水磨石地面则属于Ⅲ类。高级居住建筑、托儿所、幼儿园、医疗建筑等宜采用Ⅰ类地面;一般居住建筑和公共建筑(包括中小学教室)宜采用吸热指数不低于Ⅱ类的地面;至于仅供人们短时间逗留的房间以及室温高于23℃的采暖房间,则允许采用Ⅲ类地面。
4)吊顶工程:在室内6个面体中只有顶棚设计可以采用凹凸的形式,一方面顶棚的设计直接影响到建筑的通风问题。建筑内部良好的通风通过空气的更新及气流的作用对人体产生直接影响,并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而间接对人体产生作用。合理组织自然的通风,引风入室争取“穿堂风”,也就是利用舒适通风与降温通风,是炎热地区对自然通风的主要要求。另一方面吊顶后空间高度也直接影响到节能的问题。第三方面,吊顶分为死顶和活顶两种。其中死顶空间加排气装置,能最有效达到节能目的。活顶(例如大型剧场等需要增设检修马道等的空间)的热量散失往往很难控制,那么在建筑的本体围护(或建筑外装修)保温措施就更加需要考虑周到。
3.呼唤低能耗建筑技术
建筑节能设计是从多方面考虑的,外部与内部都需要进行节能控制,方能取得良好的效果。另外,加强对建筑节能技术基础理论的研究,加大产品的研发力度,以便采用正确的建筑节能技术路线支持产品与技术体系,从而减少垃圾建筑和建筑垃圾的产生,减少能源的消耗与浪费。同时,我们要在合理的经济造价与节能指标结合的基础上,大力发展低能耗建筑,给人们提供既舒适又节能的建筑。在能源紧缺的中国,低能耗建筑能够实现在任意气象条件下,通过对建筑的合理设计、合理选材,使室内自然温度接近于或保持在人体舒适温度20℃~26℃的范围内,从而在为居住者提供舒适、自然的居住空间的同时,抑制并降低了建筑物的运行能耗。
参考文献
[1]孙军贤. 建筑节能的途径分析[J]. 福建建筑, 2010,(06) .
[2]许嘉龙. 浅谈建筑节能的几种途径[J]. 辽宁建材, 2009,(07) .
[3]薛勇,郝永池. 建筑节能技术的现状与发展趋势[J]. 山西建筑, 2008,(13) .
[4]陈大昆,邹宁. 基于现代住宅建筑设计中的节能处理分析探讨[J]. 中外建筑, 2010,(02) .
作者简介:高炳贵(1983-)福建泉州人,深圳市粤鹏建筑设计有限公司工程师。
关键词:节能设计;发展方向;
21世纪,能源问题是我国面临的一个重大挑战。能否有效利用资源、降低能源消耗关乎中国经济的前途,也关乎全球的经济发展。我国目前建筑能耗占总能耗的28%。现在的住房面积约有400亿平米,而能达到节能标准的只有百分之零点几,新建的也只有15%达到节能标准,所以这方面今后有着巨大的空间。
1.建筑外部节能设计方面
建筑的保温层设置方式取决于围护结构,围护结构一般都需要满足承重和保温两方面的要求。一种是单一构造的砖砌体,如加气混凝土墙体或屋面等;另一种是在承重墙体的基础上增加专门的围护材料来达到建筑物的保温效果,这些保温材料一般是一些轻质材料,以免增加建筑结构的承重负担,例如珍珠岩棉、泡沫聚苯乙烯等材料。这种保温的形式按保温材料所处的部位不同分为3种类型,分别为外保温、中间保温和内保温。其中中间保温方式必须在建筑设计时就应考虑执行,而外保温和内保温则可以在建筑本体完成后进行或者在尔后的室内外装修时再进行。
在建筑外墙外保温基层上增设0.1~0.15m厚的保温层,将房顶和地下都“裹”上。保温性能是外墙保温质量的一个关键性指标。为此,应按所用材料的实际热工性能,经过热工计算得出足够的厚度,以满足节能设计标准对当地建筑的要求。与此同时,还应采取适当的建筑构造措施,避免某些局部产生热桥问题。
一般来说,永久性的机械锚固、临时性的固定以至于穿墙管道,或者外墙上的附着物的固定,往往会造成局部热桥。在设计和施工中,应力求使此种热桥对外墙的保温性能不会产生明顯的影响,也不致尔后产生影响墙面外观的痕迹(如锈斑)。
下面以墙体装饰材料的不同来谈谈装饰装修的外墙节能问题。
1)外墙涂料(漆):传统的外墙涂料(漆)只起到装饰效果,可增强防水功能,基本无节能作用。现如今,进行装饰设计中,外墙涂料(漆)的选用,应遵循建筑节能的原则,即:如若原建筑外墙采取了外墙外保温措施,则可选用不具保温节能功效的外墙涂料(漆);否则,必须考虑选用具有保温或节能作用的外墙涂料(漆),或选用隔热或导热比值低、防紫外线方面的涂料(漆)。
2)外墙贴面砖:在建筑外墙基础上另外增加一层围护结构,使建筑本体导热比值更低,无意中达到了节能的效果。
3)金属幕墙和石材幕墙:这要从两种情况分析涉及到的节能问题:一种情况是原建筑本体已设计了外墙保温措施,在进行外装饰设计时只需单纯考虑装饰的效果;另外一种情况是原建筑并无外保温墙体,这就要求在外装饰设计中,幕墙和建筑外墙体间增加保温棉等外保温材料,但作好围护保温的同时还要注意处理好连接件的保温,以此避免热桥的产生。以寒冷地区某工程为例,原建筑主体未考虑到节能,因此空调耗能特别大,外装修设计就应该充分将其外件和石材面层中间有一定空间,保温层就设置在这里。
4)玻璃幕墙:采用大面积玻璃幕墙(门窗)是现代建筑的一种潮流,它所具有的豪华、挺拔、超群的外观以及不同玻璃色彩所呈现出色彩缤纷的艺术效果,是其它外墙、门窗材料无法比拟的。但是建筑门窗和建筑幕墙作为建筑围护结构的组成部分,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,是墙体热损失的5~6倍。门窗和幕墙约占建筑节能的40%左右,具有极其重要的地位。目前采用的几种节能玻璃材料主要有镀膜玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃。值得一提的是建筑门窗和建筑幕墙要改变保温隔热单一节能的技术观念,更应该把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来,开发节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。
2建筑内部节能设计方面
1)门窗工程:窗是建筑围护结构中散热量最大的构件,其传热的途径主要包括两个方面:窗户(包括窗框和玻璃)的传热耗热量以及窗户缝隙的冷(热)量消耗。因此,一要选用传热系数较小的框料(如PVC钙塑门窗、APVC塑料门窗、其它树脂塑料门窗等)并采取阻断热桥等措施,减小窗户的传热系数,增强保温性能。二应采取改善窗户制作安装精度(如选用节能型五金配件,控制安装偏差等)、单层玻璃改用双层或中空玻璃、加密封条等方法,减少空气渗透,降低耗能等。
2)墙面(轻质隔断):墙面受室内功能制约,不能存在明显的凹凸,考虑墙面造型时,在充分满足室内防火等级的条件下,应选用保温性能较好的材料,以防止室内热量的散失。在采用轻质隔断的部分,特别是在要求控制热量传导的房间(例如办公室与普通仓库之间),防止热量从一间传导到另一间不需要控温的房间时,轻质隔断内应加入保温材料,最大限度地减小热量的传导,例如在轻钢龙骨纸面石膏板隔墙中加入保温材料或在需保温的房间墙面进行保温。
3)地面工程:地面与墙面一样受功能制约,不能存在明显的凹凸,不致对室内通风造成什么影响,但地面与人脚直接接触传热。在室内各种不同材料的地面,即使其温度完全相同,但人体站在上面的感觉也会不一样,这是因为地面的热舒适性取决于地面的面层吸热指数。根据吸热指数值,我国将地面划分为3类(表1)。木地面、塑料地面、地毯地面及架空地面等属于Ⅰ类,水泥沙浆为黏结的地砖地面等属于Ⅱ类,水磨石地面则属于Ⅲ类。高级居住建筑、托儿所、幼儿园、医疗建筑等宜采用Ⅰ类地面;一般居住建筑和公共建筑(包括中小学教室)宜采用吸热指数不低于Ⅱ类的地面;至于仅供人们短时间逗留的房间以及室温高于23℃的采暖房间,则允许采用Ⅲ类地面。
4)吊顶工程:在室内6个面体中只有顶棚设计可以采用凹凸的形式,一方面顶棚的设计直接影响到建筑的通风问题。建筑内部良好的通风通过空气的更新及气流的作用对人体产生直接影响,并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而间接对人体产生作用。合理组织自然的通风,引风入室争取“穿堂风”,也就是利用舒适通风与降温通风,是炎热地区对自然通风的主要要求。另一方面吊顶后空间高度也直接影响到节能的问题。第三方面,吊顶分为死顶和活顶两种。其中死顶空间加排气装置,能最有效达到节能目的。活顶(例如大型剧场等需要增设检修马道等的空间)的热量散失往往很难控制,那么在建筑的本体围护(或建筑外装修)保温措施就更加需要考虑周到。
3.呼唤低能耗建筑技术
建筑节能设计是从多方面考虑的,外部与内部都需要进行节能控制,方能取得良好的效果。另外,加强对建筑节能技术基础理论的研究,加大产品的研发力度,以便采用正确的建筑节能技术路线支持产品与技术体系,从而减少垃圾建筑和建筑垃圾的产生,减少能源的消耗与浪费。同时,我们要在合理的经济造价与节能指标结合的基础上,大力发展低能耗建筑,给人们提供既舒适又节能的建筑。在能源紧缺的中国,低能耗建筑能够实现在任意气象条件下,通过对建筑的合理设计、合理选材,使室内自然温度接近于或保持在人体舒适温度20℃~26℃的范围内,从而在为居住者提供舒适、自然的居住空间的同时,抑制并降低了建筑物的运行能耗。
参考文献
[1]孙军贤. 建筑节能的途径分析[J]. 福建建筑, 2010,(06) .
[2]许嘉龙. 浅谈建筑节能的几种途径[J]. 辽宁建材, 2009,(07) .
[3]薛勇,郝永池. 建筑节能技术的现状与发展趋势[J]. 山西建筑, 2008,(13) .
[4]陈大昆,邹宁. 基于现代住宅建筑设计中的节能处理分析探讨[J]. 中外建筑, 2010,(02) .
作者简介:高炳贵(1983-)福建泉州人,深圳市粤鹏建筑设计有限公司工程师。