淺談建筑節(jié)能技術措施及節(jié)能途徑-職稱評審
淺談建筑節(jié)能技術措施及節(jié)能途徑
遼寧省大連市旅順開發(fā)區(qū)工程質量檢測中心任英116046
摘要:中國建筑節(jié)能技術正處在發(fā)展的初期,建筑能耗很高,能源利用率還很低,隨著建筑業(yè)的發(fā)展和人民生活質量的改善,研究建筑節(jié)能與改善室內空氣品質尤為重要。
關鍵詞:建筑節(jié)能;技術措施;節(jié)能途徑
1前言
在可持續(xù)發(fā)展成為全世界所追求的目標,建筑行業(yè)也在關注能源以及環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展問題。隨著人民對生活質量要求的快速提高,建筑能耗以更高的速度增加,例如冬季供熱地區(qū)正迅速南擴,而北方地區(qū)空調器擁有量也迅速增加。建筑物壽命一般較長,建筑節(jié)能改造難度很大,因此在設計之初便考慮建筑能耗與環(huán)境影響便顯得至關重要。
2我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀
我國建筑用能已經(jīng)超過全國能源消費總量的1/4,并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。公共建筑用能數(shù)量巨大,浪費嚴重。建設部部長汪光指出,中國目前存在建筑能耗大、能效低、圍護結構的保溫隔熱性能差等問題,并具有夏季空調用電量大、冬季采暖能耗高的特點。隨著建筑業(yè)的發(fā)展和人民生活質量的改善,建筑能耗占全社會總能耗的比例還會增長,將成為制約國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要因素。
2005年4月建設部發(fā)布了《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005,總則中規(guī)定按此標準進行的建筑節(jié)能設計,在保證相同的室內環(huán)境參數(shù)條件下,與未采取節(jié)能措施前相比,全年采暖、通風、空氣調節(jié)和照明的總能耗應減少50%。其內涵為:以上世紀80年代建造的公共建筑作為比較能耗的基礎,即“基準建筑”,計算其全年的暖通空調和照明能耗,將其定位為100%,再將圍護結構、暖通空調、照明參數(shù)進行調整,按照新的節(jié)能設計標準計算全年的暖通空調和照明能耗,應該相當于50%。
3建筑節(jié)能技術
建筑節(jié)能包括建筑物的節(jié)能和空調、供熱系統(tǒng)的節(jié)能。對于建筑物的節(jié)能,它受體型系數(shù)、圍護結構傳熱系數(shù)、窗墻面積比、樓梯間開敞與否、換氣次數(shù)、朝向、建筑物入口處是否設置門斗或其他通風措施等因素的影響。各類公共建筑的節(jié)能設計,必須根據(jù)當?shù)氐木唧w氣候條件,首先保證室內熱環(huán)境質量,與此同時還要提高采暖、通風、空調和照明系統(tǒng)的能源利用效率,實現(xiàn)國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和能源發(fā)展戰(zhàn)略,提高人民的生活水平;完成本階段節(jié)能50%的任務。
圍護結構熱工性能權衡判斷是一種性能化的設計方法。為了降低空氣調節(jié)和采暖能耗,對建筑的體型系數(shù)、窗墻比以及圍護結構的熱工性能國家已規(guī)定了許多剛性指標。所設計的建筑有時不能滿足所有這些規(guī)定的指標,在這種情況下,可以通過不斷調整設計參數(shù)并計算能耗,最終達到所設計建筑全年的空氣調節(jié)和采暖能耗不大于參照建筑的能耗的目的。即權衡判斷。建筑物圍護結構的能耗主要來自三個部分:外墻、門窗、屋頂。
3.1墻體節(jié)能措施
傳統(tǒng)的墻體做法不能適應節(jié)能和環(huán)保的要求,復合墻體已取而代之。復合墻體一般以基層墻體(混凝土空心砌塊、粘土多孔磚等砌體墻或鋼筋混凝土墻),外貼或內貼保溫隔熱材料而成的新型外墻保溫系統(tǒng)。外墻內保溫系統(tǒng)的優(yōu)點是不受外界氣候影響,技術難度小,施工靈活方便等,但存在熱橋,熱量散失多,影響較大;外墻外保溫系統(tǒng)的優(yōu)點是對主體承重結構有保護作用,延長建筑物壽命,不影響室內裝修,不占使用面積,對室內熱穩(wěn)定性有利,但施工難度大,施工質量要求較高。
在一般的建筑保溫中,人們把在常溫(20℃)下,導熱系數(shù)小于0.233W/(m•K)的材料稱為保溫材料。保溫材料是建筑材料的一個分支,它具有單位質量體積小、導熱系數(shù)小的特點,其中導熱系數(shù)小是最主要的特點。我國的保溫材料品種多,產量大,應用范圍廣。主要有巖棉、礦渣棉、玻璃棉、硅酸鋁纖維、聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)、擠塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)、酚醛泡沫塑料、橡塑泡沫塑料、泡沫玻璃、彩板保溫夾芯板、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、硅藻土、稻草板、木屑板、加氣混凝土、復合硅酸鹽保溫涂料、膠粉聚苯顆粒漿料、復合硅酸鹽保溫粉以及其各種各樣的制品和深加工的各類產品系列,還有絕熱紙、絕熱鋁箔等。
膠粉聚苯顆粒漿料是將膠粉聚苯顆粒加水攪拌成漿料,抹于墻體外表面,形成無空腔保溫層。聚苯顆粒骨料是采用回收的廢聚苯板經(jīng)粉碎制成,而膠粉料摻有大量的粉煤灰,是一種廢物利用、節(jié)能環(huán)保的材料。
彩板保溫夾芯板是由內、外兩層彩色鋼板做面層,用巖棉板、玻璃棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS板)、擠塑聚苯乙烯發(fā)泡塑料板(XPS板)等材料做芯材。
由于用導熱性低的保溫板將建筑物包了起來,消除了冷橋,減少了空氣、風及濕氣浸入,穩(wěn)定了內部環(huán)境,大大減少了外部氣候對建筑物的冷熱沖擊。無論是嚴寒還是酷暑,始終有效保溫隔熱,達到年復一年的節(jié)能。外墻外保溫后,使室內墻體熱容量增大,能蓄存更多的冷、熱量,室內溫度變化減緩,室溫較為穩(wěn)定,而且外墻內表面溫度和室內溫度相差不大,使建筑物冬曖夏涼,從而增加了居住的舒適度。
3.2門窗節(jié)能措施
在外圍維護結構中雖然門窗的比例不如墻面大,普通窗戶和玻璃外門的傳熱系數(shù)遠大于墻體的傳熱系數(shù)。即通過窗戶的傳熱損失遠大于墻體,是圍護結構中熱量損失的另一大戶。
窗戶的熱量損失包括兩部分:窗戶傳熱損失和冷風滲透損失。對于減少窗戶傳熱損失,可以采取增加窗戶的層數(shù)、采用雙層玻璃、采用諸如塑鋼絕熱性能好的型材等,減少冷風滲透損失的措施主要考慮在窗戶面積一定的條件下,窗戶的分隔設計盡量減少窗戶的縫隙長度。采用這些保溫措施,其綜合經(jīng)濟效益良好。
公共建筑的窗墻面積較大,因而太陽輻射對建筑能耗的影響較大。為了節(jié)約能源,應對窗口和透明幕墻采取外遮陽措施,尤其是南方辦公建筑和賓館更要重視遮陽。實測表明:窗口有無遮陽,室溫最大差值2℃,平均差值1.4℃,而且有遮陽時,房間溫度波幅較小,出現(xiàn)高溫的時間也較晚。由此可見,假設各種活動或固定遮陽設施對既有建筑的節(jié)能改造不失為一種有效的途徑。
3.3屋頂節(jié)能措施
屋面保溫、隔熱是圍護結構節(jié)能的重點之一。提高屋面的保溫隔熱性能,對提高抵抗夏季室外熱作用的能力尤其重要,這也是減少空調耗能,改善室內熱環(huán)境的一個重要措施。在多層建筑圍護結構中,屋頂所占面積較小,能耗約占總能耗的8%-10%。加強屋頂保溫節(jié)能對建筑造價影響不大,節(jié)能效益卻很明顯。
屋面應優(yōu)先采用倒置式屋面。倒置式屋面是將傳統(tǒng)屋面構造中的保溫層與防水層顛倒,把保溫層放在防水層的上面。它的優(yōu)點是:構造簡化,不必設置屋面排汽系統(tǒng);防水層受到保護,避免熱應力、紫外線以及其他因素對防水層的破壞;出色的抗?jié)裥阅苁蛊渚哂虚L期穩(wěn)定的保溫隔熱性能與抗壓強度;能保持長久的保溫隔熱功能。
城市建筑實行屋面綠化,可以大幅度降低建筑能耗、減少溫室氣體的排放,當平屋面上的找坡層平均厚100mm,再加上覆土厚度為80mm的屋面,其傳熱系數(shù)K<1.5W/m2.k,若覆土厚度大于200mm時,其傳熱系數(shù)K<1.0W/m2.k。夏季綠化屋面與普通隔熱屋面比較,表面溫度平均要低6.3℃,屋面下的室內溫度相比要低2.6℃。因此,屋頂綠化作為夏季隔熱有著顯著效果,可以節(jié)省大量空調用電量。此外,還可采用蓄水屋面,蓄水屋面就是在剛性防水屋面上蓄一層水,其目的是利用水蒸發(fā)時,帶走大量水層中的熱量,大量消耗曬到屋面的太陽輻射熱,從而有效地減弱了屋面的傳熱量和降低屋面溫度,是一種較好的隔熱措施,是改善屋面熱工性能的有效途徑。
4結語
如今建筑節(jié)能工作已在全國啟動,節(jié)能建筑也是一項正在興起的嶄新事業(yè),體現(xiàn)了建筑節(jié)能的前進方向。我們必須跟隨世界和中國建筑節(jié)能發(fā)展的大趨勢和大潮流,搞好建筑的節(jié)能,促進建筑技術和建筑產業(yè)的發(fā)展,為合理利用資源、保護生態(tài)環(huán)境、提高人民生活質量而努力。
