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摘要:建筑的维护结构包括门窗以及屋顶,建筑围护结构的墙体门窗及屋顶3个方面阐述一些代表性的建筑节能技术,并通过案例分析这些技术的节能效果,同时进行经济分析,评价采用节能技术后所带来的经济效益,为相关部门进行政策制定,建筑节能的管理等工作提供参考。
关键词:围护结构:节能技术:经济分析
前言:中国作为一个能源大国,同时也是一个耗能大国,建筑节能的重视程度,建筑节能起步比较晚,但是建筑节能标准的工作发展迅速。最初的建筑节能是东北地区的专属,逐步提升到华北地区和南方地区;建筑的节能不仅包括新建的建筑物,还包括建筑的改建、扩建等。建筑的节能现在从单一的居住建筑横跨公共建筑领域推进,建筑的节能随着社会的不断发展,也由原来的节能30%增加到50%,这是一个不断改善的过程。同时进行经济分析,评价采用节能技术所带来的经济效益,为相关部门进行政策制定建筑节能的管理工作提参考。
一、建筑围护结构的节能技术架构
建筑围护结构的节能技术,存在着功能和节能之间的矛盾,良好的透光性能使建筑可以获得更好的视野,但同时可能造成冬季隔热时的困难和夏季室温的升高,而良好的通风性能同样可能造成节能困难"建筑围护结构的节能主要包括从建筑形体的设计,建筑墙体、门窗和屋面的设计和施工来完成"
1.1建筑形体与节能
建筑形体的设计,更多属于建筑学范畴。长期以来,建筑师多对建筑外观及使用功能进行精心设计,而从建筑节能角度进行的综合设计只能说是初步的,建筑形体的变化会改变建筑物与环境的热交换。相对来说,塔式建筑比板式建筑与环境进行更多的热交换,在其他条件相同的情况下一般高出 10%以上,复杂的体形和较大的表面积带来更多的热交换。建筑物的体形系数反映建筑物外表面与体积的比例关系,建筑体形系数每增大1%,能耗指标大约增加2.5%左右,对建筑物节能效果影响很大。
建筑物体形系数的减少,将限制建筑师的设计空间。因此,建筑物的体形系数应该在建筑造型和节能需求之问综合平衡,一般应该控制在0. 3以下。建筑物体形系数的控制,主要通过减少建筑面宽,加大建筑幢深,增加建筑层数,增加建筑组合以及减少建筑外形的过多变化来实现。
建筑形体设计中的节能,可以同时考虑各面平均有效传热系数。1. 2建筑墻体与节能技术 建筑墙体的隔热保温技术,大体分为墙体自身隔热保温和通过复合材料进行隔热保温两种类型。
墙体自保温技术通过墙体主体结构材料如加气混凝土墙体、孰土(空心)砖墙体、砌体砌块墙体、钢筋混凝土墙体等的隔热保温功能实现。为了增加墙体隔热保温性能,通常通过隔热材料与墙体主体材料的复合构成复合墙体实现隔热保温功能。复合节能墙体由于采用了高效的绝热材料,增加了施工难度和成本,但可以实现较好的热工性能。
复合墙体保温隔热技术大多采用外保温技术或内保温技术,其他如中问保温技术应用相对较少。复合墙体所应用的绝热材料,,主要是聚苯乙烯塑料、岩棉、玻璃棉、矿棉、膨胀珍珠岩和加气混凝土等。
二、围护结构节能技术
2.1墙体节能技术
建筑立面的重要组成部分是墙体,也是建筑能源中消耗能源最多的部位。根据某地区一年的墙体消耗数据显示,对于多层居住建筑,外墙面积一般约为外维护总面积的44%,楼梯间约占总面积的22%。在夏热冬冷地区,外墙材料的组成成分大部分是普通砖,由于其保温隔热作用比较差,使得大部分的能源由于外墙的保温作用不明显而使得建筑能源的消耗增加,其消耗的能量占总耗能的48%。因此,通过墙体的改进来降低建筑使用能耗的重要途径之一。墙体的保温主要有以下几种:单一材料保温和复合墙体保温的。复合墙体由于其具有保温、节能的优秀的特点使得大部分的工程都纷纷采用。
墙体保温主要有种:单一材料保温和复合墙体保温。如今复合墙体因其节能效果佳而成为围护结构节能墙体的主流,承重墙的主要材料通常为砖或钢筋混凝土,同时选择岩棉、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯、膨胀珍珠岩等绝热材料来达到保温隔热的效果。但是单一材料的保温墙体也有其独特的优势,如加气混凝土砌块外墙,其导热系数只有黏土砖砌体的,是一种保温效果较好、节能显著的墙体材料;空心砖和空心砌块外墙既节约了黏土的用量"又减轻了墙体的自重。常用的2种单一材料保温技术为:加气混凝土外墙、淤泥节能砖外墙。
2.2加气混凝土外墙
砂加气混凝土砌块具有质量轻、保温性能及吸声效果好,且具有一定的强度和可加工等优点,作为围护结构的填充和保温材料,被广泛地应用于建筑中,受到世界各国的普遍重视,成为许多国家大力推广和发展的优选建筑材料。该工程的现场实测数据显示,系统能够满足夏热冬冷地区节能50%的要求,其使用寿命与建筑结构一样,且工序少,施工方便,造价也相对较低(比普通外墙保温做法造价降低了25%。采用这种砂加气墙体自保温体系不仅保温效果有所提高,墙体自重也减轻,同时还加快了施工速度。
2.1.2淤泥节能砖
淤泥节能砖具有自保温的,采用淤泥节能砖的外围护结构的热工性能们组节能设计的50%的标准要求。淤泥节能砖是指在河流湖泊的淤泥中掺入秸秆或者木屑经过高温焙烧时,砖内形成无数个闭合的微孔,从而使得其具有一定的保温功能。在淤泥中掺入秸秆不仅可以解决农村秸秆的出路问题,变废为宝。而且,还可以在烧结过程中,由于秸秆的燃烧提高响应的热效率,较普通烧结砖生产耗能降低,从而达到节约能源的作用,从而建设资源节约型社会和环境友好型社会来贡献一份力量。
2.2门窗节能技术
建筑门窗和建筑幕墙是建筑围护结构的重要组成成分,作为建筑物热交换、以及热传导最关键的部位,同时也是最敏感的部位,一般热损失是墙体损失的好几倍。门窗影响建筑节能的关键主要有两方面的因素。一、通过外门窗采光通风来减少能耗,另一方面是对传热、辐射和对流而引起的热辐射。门窗的导热性能和空气渗透会造成室内热量和冷量的损失,而太阳辐射的影响会使建筑物室内降温的能耗有所增加。外门窗的热工性能差和太阳辐射热是造成门窗能耗大于其他的围护结构的重要原因,因此成为建筑节能设计的重点。
大津地区采暖期是从11月15日至次年3月15日,从文献查得,在此期间,太阳在南墙而上透过双层玻璃窗后的总辐射量月平均值为294 MJ/ f}Z月),每月按30a,每大按24 h平均,换算成单位而积、单位时间内获得太阳辐射113.4 W/mZ。冬季太阳高度角较低,外窗安装
在窗洞口中间位置,窗洞的阴影主要投射在窗框上,对光线的遮挡主要取决于窗户自身的窗框窗洞而积比,取0.35,则室内通过窗户获得的太阳辐射日平均为:窗而积x0.65x 113.4 W。
2.3屋面保温技术
屋顶是表现建筑体型和外观形象的重要元素,对建筑整体效果具有较大影响,因此,屋顶又被称为建筑的“第五立面”。据有关资料介绍,对于有采暖要求的一般居住建筑,屋面热损耗约占整个建筑热量损耗的20%左右凡
由于节能要求的不断提高,降低屋面的热损耗也成了降低建筑总热量损耗的一个重要环节。屋面的保温技术越来越完善,保温材料的性能也大大提高。现今新型的节能建筑屋面有:
(1)倒置式保温屋面。其特点是保温层做在防水层之上,对防水层起到一个屏蔽和防护的作用,使之所受阳光和气候变化的影响较小,也不易受到来自外界的机械损伤。
(2)种植屋面,即屋顶绿化。该种技术最大的特点就是美观的同时起保温隔热的作用,但是因种植荷载大于普通隔热保温荷载,而必须增加空心板或钢筋混凝土板配筋。
(3)其它节能屋面。蓄水屋面、架空屋面、浅色坡屋面、压顶屋面、金属屋面、太阳能屋面和“冷”屋面等。
结语:单一墙体保温技术将围护和保温合二为一,无须另外附加保温隔热材料,在满足建筑要求的同时又满足保温节能的要求。但作为墙体材料,抗压强度相对较低,故只能用于低层建筑承重或者作填充墙。而复合墙体的保温技术则没有这方面的限制,所以应用日益广泛。
参考文献:
[1]钱坤,王若竹,董丽欣.寒冷地区屋面节能分析[[J].吉林建筑上程学院学报,2008. 25(2J:71-72.2003 <4):63-64.人
关键词:围护结构:节能技术:经济分析
前言:中国作为一个能源大国,同时也是一个耗能大国,建筑节能的重视程度,建筑节能起步比较晚,但是建筑节能标准的工作发展迅速。最初的建筑节能是东北地区的专属,逐步提升到华北地区和南方地区;建筑的节能不仅包括新建的建筑物,还包括建筑的改建、扩建等。建筑的节能现在从单一的居住建筑横跨公共建筑领域推进,建筑的节能随着社会的不断发展,也由原来的节能30%增加到50%,这是一个不断改善的过程。同时进行经济分析,评价采用节能技术所带来的经济效益,为相关部门进行政策制定建筑节能的管理工作提参考。
一、建筑围护结构的节能技术架构
建筑围护结构的节能技术,存在着功能和节能之间的矛盾,良好的透光性能使建筑可以获得更好的视野,但同时可能造成冬季隔热时的困难和夏季室温的升高,而良好的通风性能同样可能造成节能困难"建筑围护结构的节能主要包括从建筑形体的设计,建筑墙体、门窗和屋面的设计和施工来完成"
1.1建筑形体与节能
建筑形体的设计,更多属于建筑学范畴。长期以来,建筑师多对建筑外观及使用功能进行精心设计,而从建筑节能角度进行的综合设计只能说是初步的,建筑形体的变化会改变建筑物与环境的热交换。相对来说,塔式建筑比板式建筑与环境进行更多的热交换,在其他条件相同的情况下一般高出 10%以上,复杂的体形和较大的表面积带来更多的热交换。建筑物的体形系数反映建筑物外表面与体积的比例关系,建筑体形系数每增大1%,能耗指标大约增加2.5%左右,对建筑物节能效果影响很大。
建筑物体形系数的减少,将限制建筑师的设计空间。因此,建筑物的体形系数应该在建筑造型和节能需求之问综合平衡,一般应该控制在0. 3以下。建筑物体形系数的控制,主要通过减少建筑面宽,加大建筑幢深,增加建筑层数,增加建筑组合以及减少建筑外形的过多变化来实现。
建筑形体设计中的节能,可以同时考虑各面平均有效传热系数。1. 2建筑墻体与节能技术 建筑墙体的隔热保温技术,大体分为墙体自身隔热保温和通过复合材料进行隔热保温两种类型。
墙体自保温技术通过墙体主体结构材料如加气混凝土墙体、孰土(空心)砖墙体、砌体砌块墙体、钢筋混凝土墙体等的隔热保温功能实现。为了增加墙体隔热保温性能,通常通过隔热材料与墙体主体材料的复合构成复合墙体实现隔热保温功能。复合节能墙体由于采用了高效的绝热材料,增加了施工难度和成本,但可以实现较好的热工性能。
复合墙体保温隔热技术大多采用外保温技术或内保温技术,其他如中问保温技术应用相对较少。复合墙体所应用的绝热材料,,主要是聚苯乙烯塑料、岩棉、玻璃棉、矿棉、膨胀珍珠岩和加气混凝土等。
二、围护结构节能技术
2.1墙体节能技术
建筑立面的重要组成部分是墙体,也是建筑能源中消耗能源最多的部位。根据某地区一年的墙体消耗数据显示,对于多层居住建筑,外墙面积一般约为外维护总面积的44%,楼梯间约占总面积的22%。在夏热冬冷地区,外墙材料的组成成分大部分是普通砖,由于其保温隔热作用比较差,使得大部分的能源由于外墙的保温作用不明显而使得建筑能源的消耗增加,其消耗的能量占总耗能的48%。因此,通过墙体的改进来降低建筑使用能耗的重要途径之一。墙体的保温主要有以下几种:单一材料保温和复合墙体保温的。复合墙体由于其具有保温、节能的优秀的特点使得大部分的工程都纷纷采用。
墙体保温主要有种:单一材料保温和复合墙体保温。如今复合墙体因其节能效果佳而成为围护结构节能墙体的主流,承重墙的主要材料通常为砖或钢筋混凝土,同时选择岩棉、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯、膨胀珍珠岩等绝热材料来达到保温隔热的效果。但是单一材料的保温墙体也有其独特的优势,如加气混凝土砌块外墙,其导热系数只有黏土砖砌体的,是一种保温效果较好、节能显著的墙体材料;空心砖和空心砌块外墙既节约了黏土的用量"又减轻了墙体的自重。常用的2种单一材料保温技术为:加气混凝土外墙、淤泥节能砖外墙。
2.2加气混凝土外墙
砂加气混凝土砌块具有质量轻、保温性能及吸声效果好,且具有一定的强度和可加工等优点,作为围护结构的填充和保温材料,被广泛地应用于建筑中,受到世界各国的普遍重视,成为许多国家大力推广和发展的优选建筑材料。该工程的现场实测数据显示,系统能够满足夏热冬冷地区节能50%的要求,其使用寿命与建筑结构一样,且工序少,施工方便,造价也相对较低(比普通外墙保温做法造价降低了25%。采用这种砂加气墙体自保温体系不仅保温效果有所提高,墙体自重也减轻,同时还加快了施工速度。
2.1.2淤泥节能砖
淤泥节能砖具有自保温的,采用淤泥节能砖的外围护结构的热工性能们组节能设计的50%的标准要求。淤泥节能砖是指在河流湖泊的淤泥中掺入秸秆或者木屑经过高温焙烧时,砖内形成无数个闭合的微孔,从而使得其具有一定的保温功能。在淤泥中掺入秸秆不仅可以解决农村秸秆的出路问题,变废为宝。而且,还可以在烧结过程中,由于秸秆的燃烧提高响应的热效率,较普通烧结砖生产耗能降低,从而达到节约能源的作用,从而建设资源节约型社会和环境友好型社会来贡献一份力量。
2.2门窗节能技术
建筑门窗和建筑幕墙是建筑围护结构的重要组成成分,作为建筑物热交换、以及热传导最关键的部位,同时也是最敏感的部位,一般热损失是墙体损失的好几倍。门窗影响建筑节能的关键主要有两方面的因素。一、通过外门窗采光通风来减少能耗,另一方面是对传热、辐射和对流而引起的热辐射。门窗的导热性能和空气渗透会造成室内热量和冷量的损失,而太阳辐射的影响会使建筑物室内降温的能耗有所增加。外门窗的热工性能差和太阳辐射热是造成门窗能耗大于其他的围护结构的重要原因,因此成为建筑节能设计的重点。
大津地区采暖期是从11月15日至次年3月15日,从文献查得,在此期间,太阳在南墙而上透过双层玻璃窗后的总辐射量月平均值为294 MJ/ f}Z月),每月按30a,每大按24 h平均,换算成单位而积、单位时间内获得太阳辐射113.4 W/mZ。冬季太阳高度角较低,外窗安装
在窗洞口中间位置,窗洞的阴影主要投射在窗框上,对光线的遮挡主要取决于窗户自身的窗框窗洞而积比,取0.35,则室内通过窗户获得的太阳辐射日平均为:窗而积x0.65x 113.4 W。
2.3屋面保温技术
屋顶是表现建筑体型和外观形象的重要元素,对建筑整体效果具有较大影响,因此,屋顶又被称为建筑的“第五立面”。据有关资料介绍,对于有采暖要求的一般居住建筑,屋面热损耗约占整个建筑热量损耗的20%左右凡
由于节能要求的不断提高,降低屋面的热损耗也成了降低建筑总热量损耗的一个重要环节。屋面的保温技术越来越完善,保温材料的性能也大大提高。现今新型的节能建筑屋面有:
(1)倒置式保温屋面。其特点是保温层做在防水层之上,对防水层起到一个屏蔽和防护的作用,使之所受阳光和气候变化的影响较小,也不易受到来自外界的机械损伤。
(2)种植屋面,即屋顶绿化。该种技术最大的特点就是美观的同时起保温隔热的作用,但是因种植荷载大于普通隔热保温荷载,而必须增加空心板或钢筋混凝土板配筋。
(3)其它节能屋面。蓄水屋面、架空屋面、浅色坡屋面、压顶屋面、金属屋面、太阳能屋面和“冷”屋面等。
结语:单一墙体保温技术将围护和保温合二为一,无须另外附加保温隔热材料,在满足建筑要求的同时又满足保温节能的要求。但作为墙体材料,抗压强度相对较低,故只能用于低层建筑承重或者作填充墙。而复合墙体的保温技术则没有这方面的限制,所以应用日益广泛。
参考文献:
[1]钱坤,王若竹,董丽欣.寒冷地区屋面节能分析[[J].吉林建筑上程学院学报,2008. 25(2J:71-72.2003 <4):63-64.人