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摘要:我国建筑能耗是相同气候条件发达国家建筑能耗的2到3倍,在全面建设小康社会的进程中,节能减排的任务十分艰巨。这需要整个社会提高对建筑,幕墙节能的认识,特别是业主单位、设计单位和施工单位,必须贯彻国家节约能源保护环境政策,认真设计、精心施工、严格管理,把好节能关,实现可持续发展的战略目标。建筑幕墙作为常见的建筑结构,具有良好的自然通风、便于采光、美观大方、控制噪音等功能。
关键词:建筑幕墙;节能:措施
中图分类号:TE08文献标识码: A
一、建筑节能新技术新材料的应用
1、墙体保温技术
我国传统围护结构墙多为无机材料组成,为了节能保温的需要,引入了一些有机保温材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬发泡聚氨酯等,由于这些有机保温材料的保温性能要比传统墙体材料的保温性能强得多,所以在建筑围护结构节能中广泛应用,形成了一种无机与有材料复合墙体,这样就对施工工艺提出了新的要求。如抹面砂浆的柔韧极限拉伸变形应大于最不利情况下的自身变形及基层变形之和,从而保证抗裂防护层抗裂性要求,复合在抹面砂浆中的增强网,一方面能够有效地增加抗裂防护层的拉伸强度,另一方面由于能有效分散应力。
2、门窗节能
门窗是建筑物内外进行能量交换的主要通道,因此门窗的节能对整体建筑节能至关重要,金属门窗的应选用断桥隔热型材,填充中空玻璃和低辐射玻璃。这些措施都是提高建筑节能效果的主要措施,除此之外,还可以从玻璃和边框接缝以及门窗框扇搭接处的严密程度着手,保证空气流通量的减少。门窗节能从设计、施工、材料等方面必须采用预留洞口的施工工艺。
3、屋面节能技术。
屋面节能技术就是通过有效的技术方法使建筑的顶层具有节能功能,具体有两种方法,第一是在顶层的结构面与装饰吊顶层之间做保温层。第二是在建筑顶层结构层上面进行绿化或者安装太阳能板。另外还可以使用带有通道的屋面,通过通风道,使风流动带走热量,从而达到降温的目的。
4、节能照明系统。
节能照明系统首先通过对目标建筑物所需的照明进行有效的了解,通过了解在对建筑进行照明设计,在满足建筑的照明所需的前提下,最大限度的发挥照明效率,以对照明系统进行高效率的控制。
二、建筑幕墙节能设计的必要性
建筑节能最初在发达国家泛指减少建筑物中能量的散失,后来延伸为提高建筑物中能源的利用率,而在我国建筑节能一般是指在建筑物的规划、设计、新建(包括改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术工艺,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,利用可再生能源,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。
建筑使用能耗包括电梯、采暖、空调、照明、家用电器等,看似微不足道,可实际上这些能耗一般可以占据一个国家总能耗的30%,可谓相当惊人。我国尚处于社会主义初级阶段,同时还是一个建筑强国,每年新建房屋面积高达近20亿平方米,这一数据超过了所有发达国家的总和,而且还有逐年递增的趋势。建设事业的迅猛发展自然令人欣喜,可随之而来的是大量的能耗,我国虽是资源大国,但由于人口众多和节能技术的匮乏,同时也成为资源消耗的大国,我国现有建筑近500亿平方米,其中节能建筑还不到1%,节能建筑的推广应用已经迫在眉睫。目前我国的建筑中50%以上的能耗来源于空调制冷和采暖系统,而在空调采暖能耗中,大约20%-50%由外围护结构传热所消耗。因此,建筑幕墙的节能对建筑节能的意义非常重大。
我国是建筑业大国,建筑业也是我国国民经济的重要组成之一。我国每年完成的建筑工程总量约为20亿㎡,越占全世界建筑总量的50%。我国已建成的建筑面积总量约430亿㎡,累计已建成节能建筑总面积约有28.5亿㎡,仅占城镇现有建筑总量的16.1%。
同时,我国建筑能耗是相同气候条件发达国家建筑能耗的2到3倍,在全面建设小康社会的进程中,节能减排的任务十分艰巨。建筑节能是提高住宅舒适度,降低使用费用的基础,也是可持续发展的迫切要求,只有把资源节约、降低能耗放在突出位置,才能更好地促进和谐社会的建设。
建筑节能65%主要由建筑围护系统承担。在外围护结构中,作为现代建筑一大特色的玻璃幕墙,上世纪90年代在我国建筑工程中得到广泛应用,但也存在诸多问题,比如选择玻璃不当,致使夏季透过玻璃的太阳能是其它材料墙体的数倍;选用的密封胶粘结效果差,胶缝施工不到位,胶条密封不严,结构变形产生裂缝,导致冷、热风渗透情况严重。
三、建筑幕墙节能设计原则
在我国的现有的现有建筑中,有95%的建筑属于高耗能建筑,其中40%的能耗是通过门窗,采光幕墙损失的,那么降低能耗,改变我们行业的高能耗现状的重任就落到我们行业的从业人员的身上,这个问题也得到了政府职能部门的重视,更需要整个社会提高对建筑,对门窗,幕墙节能的认识,特别是业主单位、设计单位和施工单位,必须贯彻国家节约能源保护环境政策,认真设计、精心施工、严格管理,把好节能关,实现可持续发展的战略目标。
建筑幕墙的节能设计并不是固定的模式,而是应因地制宜,节能没计应满足建筑周边的自然环境,如光线,温度,风压,气候状况等自然条件,针对建筑本身的朝向、高度、室内功能等特点,通过有效的系统技术和产品对室内环境起到适应和调整的过程。这个过程需要综合需要处理多种关系,如隔热和保温,采光和遮阳,通风和热交换的关系,气密性,水密性和传热,隔声的关系等等,所以说建筑的节能不仅仅是应用材料的节能,更是根据建筑环境的节能。总之,节能幕墙的设计应遵循如下四项基本原则:
1、科学性:需综合,全面权衡各因素,充分考虑其功能胜能等诸多方面,合理选型(幕墙的型式和窗墙面积比)进材和构造。
2、适用性:结合环境因素与项目的具体情况,参照标准规定与地方要求,认真落实国家有关节能政策,同时要处理好建筑低能耗与高舒适度的关系。
3、经济性:建筑幕墙只是建筑围护结构的一部分,只是建筑节能的一个方面,节能的考虑需全盘考虑,只有达到节能与经济的统一才能体现节能的作用与价值。
三、建筑幕墻节能设计要点
1、非透明幕墙节能结构分析
非透明幕墙大体归类可以分为三种:玻璃幕墙组成的非透明幕墙、铝板幕墙组成的非透明幕墙、石材幕墙组成的非透明幕墙,非透明幕墙的节能可通过在幕墙板和主体结构之间的空气间层中设置保温层,以及在幕墙板内部设置保温材料来实现;也可采取两者的结合作法。下面对三种非透明幕墙根据本身物理性质形成的节能要点进行简要分析。
(1)玻璃幕墙组成的非透明幕墙
楼层结构梁部位玻璃幕墙是作为非透明幕墙,需进行构造遮挡,设计采用保温棉加镀锌钢板处理。玻璃与保温棉的厚度选用需根据计算确定。通过围护结构的热量传递,从外传到内经过三个部分,即玻璃幕墙部分、封闭空气层部分与墙体部分。
(2)铝板幕墙组成的非透明幕墙
铝板属于传热性能很好的导体,其热阻非常微弱。铝板幕墙的热阻取决于其后面的保温衬里材料。铝板幕墙与墙体间的空气层应保证封闭。实际应用过程中,当铝板幕墙后无后置墙体时,可通过加厚衬里保温棉的方法达到所在气候区域的节能要求。如果铝板幕墙后置墙体的传热系数仍能达到一定的数值,保温材料的加衬必要性不大。
(3)石材幕墙组成的非透明幕墙
石材幕墙是现今国内大量应用的新技术,在外观、安全性、耐久性、可更换性等方面具有较大的优势。它可以不受主体结构产生较大位移或温差的影响,不会在板材内部产生附加应力,从而控制了破坏状态,特别适用于高层建筑和抗震建筑幕墙。在幕墙板与主体结构之间的空气层中设置保温材料。在水平和垂直方向有龙骨分隔的情况下,保温材料可钉挂在龙骨间层中。这种做法可使外墙中增加一個空气间层,提高墙体热阻从而达到良好的隔热节能作用。
四、国家的引导和监管
2005年4月4日,国家有关部门发布了国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005。《标准》适用于新建、扩建和改建的公共建筑的节能设计。《标准》的主要起草人之一、中国建筑科学研究院顾问副总工程师郎四维说,要实现我国2020年的宏伟目标,要确保GDP在2000年的基础上再翻两番,能源消费增长必须要控制在翻一番的水平内。根据预测,如果建筑节能工作进展差,到2020年建筑能耗会高达11亿吨标煤,是当前的3.1倍;如果建筑节能工作进展好,也就是说,能全面执行居住建筑节能设计标准,2005年执行公共建筑节能设计标准,每年分批改造既有建筑,2010年后逐步在各地实施节能65%、75%的标准,这样可以保持建筑能耗为7.5亿吨标煤,为当前的2.15倍,确保建筑能耗增长控制在一倍左右。由此可见节能标准的建立和执行的重要性。
另外,制定标准只是手段,最终的目的是要通过加强监管,严格实施节能标准,使标准中规定的建筑节能的基本技术要求得到落实。为此,国家的有关法律、行政法规均有明确的要求,例如《能源法》规定:固定资产投资工程项目的设计和建设,应当遵守合理用能标准和节能设计规范。建设部先后发布了《民用建筑节能管理规定》、《实施工程建设强制性标准监督规定》等部门规章,印发了《关于加强民用建筑工程项目建筑节能审查工作的通知》等文件。但从1996年以来,新建居住建筑严格执行或达到节能标准要求的不足20%。进一步加强建筑节能标准实施和监管,任务艰巨而迫切。
参考文献
[1]纪延魁《浅议幕墙建筑节能》
[2]陈建东 主编 《玻璃幕墙工程技术规范应用手册》,1996,中国建筑工业出版社
[3]GB/T 15225—1994 《建筑幕墙物理性能分级》
[4]公共建筑节能设计标准(GB50189-2005).中国建筑工业出版社,2005
[5]赵西安编幕,建筑幕墙工程手册,北京,中国建筑工业出版社2002
关键词:建筑幕墙;节能:措施
中图分类号:TE08文献标识码: A
一、建筑节能新技术新材料的应用
1、墙体保温技术
我国传统围护结构墙多为无机材料组成,为了节能保温的需要,引入了一些有机保温材料如模塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬发泡聚氨酯等,由于这些有机保温材料的保温性能要比传统墙体材料的保温性能强得多,所以在建筑围护结构节能中广泛应用,形成了一种无机与有材料复合墙体,这样就对施工工艺提出了新的要求。如抹面砂浆的柔韧极限拉伸变形应大于最不利情况下的自身变形及基层变形之和,从而保证抗裂防护层抗裂性要求,复合在抹面砂浆中的增强网,一方面能够有效地增加抗裂防护层的拉伸强度,另一方面由于能有效分散应力。
2、门窗节能
门窗是建筑物内外进行能量交换的主要通道,因此门窗的节能对整体建筑节能至关重要,金属门窗的应选用断桥隔热型材,填充中空玻璃和低辐射玻璃。这些措施都是提高建筑节能效果的主要措施,除此之外,还可以从玻璃和边框接缝以及门窗框扇搭接处的严密程度着手,保证空气流通量的减少。门窗节能从设计、施工、材料等方面必须采用预留洞口的施工工艺。
3、屋面节能技术。
屋面节能技术就是通过有效的技术方法使建筑的顶层具有节能功能,具体有两种方法,第一是在顶层的结构面与装饰吊顶层之间做保温层。第二是在建筑顶层结构层上面进行绿化或者安装太阳能板。另外还可以使用带有通道的屋面,通过通风道,使风流动带走热量,从而达到降温的目的。
4、节能照明系统。
节能照明系统首先通过对目标建筑物所需的照明进行有效的了解,通过了解在对建筑进行照明设计,在满足建筑的照明所需的前提下,最大限度的发挥照明效率,以对照明系统进行高效率的控制。
二、建筑幕墙节能设计的必要性
建筑节能最初在发达国家泛指减少建筑物中能量的散失,后来延伸为提高建筑物中能源的利用率,而在我国建筑节能一般是指在建筑物的规划、设计、新建(包括改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术工艺,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,利用可再生能源,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。
建筑使用能耗包括电梯、采暖、空调、照明、家用电器等,看似微不足道,可实际上这些能耗一般可以占据一个国家总能耗的30%,可谓相当惊人。我国尚处于社会主义初级阶段,同时还是一个建筑强国,每年新建房屋面积高达近20亿平方米,这一数据超过了所有发达国家的总和,而且还有逐年递增的趋势。建设事业的迅猛发展自然令人欣喜,可随之而来的是大量的能耗,我国虽是资源大国,但由于人口众多和节能技术的匮乏,同时也成为资源消耗的大国,我国现有建筑近500亿平方米,其中节能建筑还不到1%,节能建筑的推广应用已经迫在眉睫。目前我国的建筑中50%以上的能耗来源于空调制冷和采暖系统,而在空调采暖能耗中,大约20%-50%由外围护结构传热所消耗。因此,建筑幕墙的节能对建筑节能的意义非常重大。
我国是建筑业大国,建筑业也是我国国民经济的重要组成之一。我国每年完成的建筑工程总量约为20亿㎡,越占全世界建筑总量的50%。我国已建成的建筑面积总量约430亿㎡,累计已建成节能建筑总面积约有28.5亿㎡,仅占城镇现有建筑总量的16.1%。
同时,我国建筑能耗是相同气候条件发达国家建筑能耗的2到3倍,在全面建设小康社会的进程中,节能减排的任务十分艰巨。建筑节能是提高住宅舒适度,降低使用费用的基础,也是可持续发展的迫切要求,只有把资源节约、降低能耗放在突出位置,才能更好地促进和谐社会的建设。
建筑节能65%主要由建筑围护系统承担。在外围护结构中,作为现代建筑一大特色的玻璃幕墙,上世纪90年代在我国建筑工程中得到广泛应用,但也存在诸多问题,比如选择玻璃不当,致使夏季透过玻璃的太阳能是其它材料墙体的数倍;选用的密封胶粘结效果差,胶缝施工不到位,胶条密封不严,结构变形产生裂缝,导致冷、热风渗透情况严重。
三、建筑幕墙节能设计原则
在我国的现有的现有建筑中,有95%的建筑属于高耗能建筑,其中40%的能耗是通过门窗,采光幕墙损失的,那么降低能耗,改变我们行业的高能耗现状的重任就落到我们行业的从业人员的身上,这个问题也得到了政府职能部门的重视,更需要整个社会提高对建筑,对门窗,幕墙节能的认识,特别是业主单位、设计单位和施工单位,必须贯彻国家节约能源保护环境政策,认真设计、精心施工、严格管理,把好节能关,实现可持续发展的战略目标。
建筑幕墙的节能设计并不是固定的模式,而是应因地制宜,节能没计应满足建筑周边的自然环境,如光线,温度,风压,气候状况等自然条件,针对建筑本身的朝向、高度、室内功能等特点,通过有效的系统技术和产品对室内环境起到适应和调整的过程。这个过程需要综合需要处理多种关系,如隔热和保温,采光和遮阳,通风和热交换的关系,气密性,水密性和传热,隔声的关系等等,所以说建筑的节能不仅仅是应用材料的节能,更是根据建筑环境的节能。总之,节能幕墙的设计应遵循如下四项基本原则:
1、科学性:需综合,全面权衡各因素,充分考虑其功能胜能等诸多方面,合理选型(幕墙的型式和窗墙面积比)进材和构造。
2、适用性:结合环境因素与项目的具体情况,参照标准规定与地方要求,认真落实国家有关节能政策,同时要处理好建筑低能耗与高舒适度的关系。
3、经济性:建筑幕墙只是建筑围护结构的一部分,只是建筑节能的一个方面,节能的考虑需全盘考虑,只有达到节能与经济的统一才能体现节能的作用与价值。
三、建筑幕墻节能设计要点
1、非透明幕墙节能结构分析
非透明幕墙大体归类可以分为三种:玻璃幕墙组成的非透明幕墙、铝板幕墙组成的非透明幕墙、石材幕墙组成的非透明幕墙,非透明幕墙的节能可通过在幕墙板和主体结构之间的空气间层中设置保温层,以及在幕墙板内部设置保温材料来实现;也可采取两者的结合作法。下面对三种非透明幕墙根据本身物理性质形成的节能要点进行简要分析。
(1)玻璃幕墙组成的非透明幕墙
楼层结构梁部位玻璃幕墙是作为非透明幕墙,需进行构造遮挡,设计采用保温棉加镀锌钢板处理。玻璃与保温棉的厚度选用需根据计算确定。通过围护结构的热量传递,从外传到内经过三个部分,即玻璃幕墙部分、封闭空气层部分与墙体部分。
(2)铝板幕墙组成的非透明幕墙
铝板属于传热性能很好的导体,其热阻非常微弱。铝板幕墙的热阻取决于其后面的保温衬里材料。铝板幕墙与墙体间的空气层应保证封闭。实际应用过程中,当铝板幕墙后无后置墙体时,可通过加厚衬里保温棉的方法达到所在气候区域的节能要求。如果铝板幕墙后置墙体的传热系数仍能达到一定的数值,保温材料的加衬必要性不大。
(3)石材幕墙组成的非透明幕墙
石材幕墙是现今国内大量应用的新技术,在外观、安全性、耐久性、可更换性等方面具有较大的优势。它可以不受主体结构产生较大位移或温差的影响,不会在板材内部产生附加应力,从而控制了破坏状态,特别适用于高层建筑和抗震建筑幕墙。在幕墙板与主体结构之间的空气层中设置保温材料。在水平和垂直方向有龙骨分隔的情况下,保温材料可钉挂在龙骨间层中。这种做法可使外墙中增加一個空气间层,提高墙体热阻从而达到良好的隔热节能作用。
四、国家的引导和监管
2005年4月4日,国家有关部门发布了国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005。《标准》适用于新建、扩建和改建的公共建筑的节能设计。《标准》的主要起草人之一、中国建筑科学研究院顾问副总工程师郎四维说,要实现我国2020年的宏伟目标,要确保GDP在2000年的基础上再翻两番,能源消费增长必须要控制在翻一番的水平内。根据预测,如果建筑节能工作进展差,到2020年建筑能耗会高达11亿吨标煤,是当前的3.1倍;如果建筑节能工作进展好,也就是说,能全面执行居住建筑节能设计标准,2005年执行公共建筑节能设计标准,每年分批改造既有建筑,2010年后逐步在各地实施节能65%、75%的标准,这样可以保持建筑能耗为7.5亿吨标煤,为当前的2.15倍,确保建筑能耗增长控制在一倍左右。由此可见节能标准的建立和执行的重要性。
另外,制定标准只是手段,最终的目的是要通过加强监管,严格实施节能标准,使标准中规定的建筑节能的基本技术要求得到落实。为此,国家的有关法律、行政法规均有明确的要求,例如《能源法》规定:固定资产投资工程项目的设计和建设,应当遵守合理用能标准和节能设计规范。建设部先后发布了《民用建筑节能管理规定》、《实施工程建设强制性标准监督规定》等部门规章,印发了《关于加强民用建筑工程项目建筑节能审查工作的通知》等文件。但从1996年以来,新建居住建筑严格执行或达到节能标准要求的不足20%。进一步加强建筑节能标准实施和监管,任务艰巨而迫切。
参考文献
[1]纪延魁《浅议幕墙建筑节能》
[2]陈建东 主编 《玻璃幕墙工程技术规范应用手册》,1996,中国建筑工业出版社
[3]GB/T 15225—1994 《建筑幕墙物理性能分级》
[4]公共建筑节能设计标准(GB50189-2005).中国建筑工业出版社,2005
[5]赵西安编幕,建筑幕墙工程手册,北京,中国建筑工业出版社2002