民用建筑结构节能

民用建筑结构节能（精选12篇）

民用建筑结构节能 篇1

一、引言

建筑节能优化设计方法的研究在我国具有重要现实意义。一方面我国城乡建设高速发展, 近几年每年建成房屋达16～20亿平方米, 超过各发达国家年建成建筑面积的总和;另一方面建筑耗能过程复杂, 影响因素多样。系统节能的观念、投资回收期的观念以及能量利用效率的观念都是实现建筑节能优化设计的必要前提。如何在建筑节能设计的过程中融入这些观念, 是关系到建筑节能设计是否优化的关键问题。

目前, 我国的建筑节能设计主要是以建筑节能设计标准的形式得以开展, 其针对的具体对象主要为居住建筑, 主要的研究内容仍然集中于围护结构的热工设计以及采暖通风空调系统的优化设计。由于与设计过程相分离且缺乏系统优化的观念, 这样的建筑节能设计方法仍然是一种被动的设计方法, 更谈不上优化。

国外对建筑节能优化设计方法的研究主要集中在两个方面:一是促进各种与建筑能耗相关的模拟软件在建筑设计中的应用;二是研究如何利用计算机辅助建筑设计工具实现建筑节能的优化设计。

由此可见, 无论是我国建筑节能设计的实际需要, 还是学术研究的深入发展, 都有必要从整体和系统优化的角度对建筑节能优化设计方法进行研究。

二、建筑节能结构的优化设计

(一) 外窗设计。

在炎热地区, 窗户节能的关键在于提高窗户的遮阳效果, 控制辐射传热。选择遮阳系数小的外窗, 减少由窗户进入室内的热辐射能, 对降低建筑的制冷能耗水平有重要的意义。

1、适当控制窗墙比, 保证门窗的开启面积。

一般而言, 住宅建筑的外窗面积不宜过大。根据规定, 各朝向的窗墙比应当加以控制, 其中北向不应大于0.45, 东、西向不应大于0.30, 南向不应大于0.50。在设计开窗的同时, 对门窗的开启也要满足设计标准, 在建筑设计中有时为了立面的效果, 忽略了门窗的开启, 从而影响了节能。

2、外窗类型的选择。

在外窗选用中, 遮阳系数SC是个非常关键的指标, 应当选用遮阳系数低的外窗。常用的窗户种类有钢窗、铝合金窗、塑料窗等。从各种常见的外窗热工参数中可知, 窗框材料影响的主要是K值, 对SC值没有任何影响, 因此框材的选择对节能的贡献不大。在外窗节能设计中应该着重选择好玻璃。玻璃按其性能可分为透明玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃等, 各种玻璃又可以制成中空玻璃。外窗玻璃的优选对节能有很大影响, 普通玻璃比较经济, 但遮阳效果差一点, 对节能达标也差一点, 节能型玻璃能耗少、遮阳效果好, 因此价格较高一些。

3、遮阳。

在设计立面时, 做一些水平、垂直的遮阳板或外挑阳台以及其他的遮阳措施, 同时应选用遮阳型门窗, 这样既丰富了立面造型, 又达到了很好的节能效果。

4、合理控制门窗的气密性。

门窗在安装过程中, 各部件之间存在装配间隙, 会产生室内外空气的交换。在满足室内卫生换气的条件下, 通过门窗缝隙渗透的空气过大, 会导致冷、热能耗的增加, 对节能是不利的。因此, 必须控制门窗缝隙的空气渗透量。尤其在高层建筑中, 风压较大, 气密性应当进一步提高。所以, 九层以下的住宅外窗气密性应达到3级, 十层以上的住宅外窗气密性应达到4级。

(二) 屋面设计

1、屋面铺隔热板。

为了增加屋面的热阻, 降低传热系数, 减少外界高温向室内的传递, 目前常见的屋面隔热做法是在屋面结构层上铺设绝热材料。为了提高材料层的隔热性能, 应当选用导热性小、蓄热性大的材料, 以降低屋面表面的温度。近年来, 为了达到隔热目的, 又便于施工, 又有利于节能, 屋面保温材料均选用传热系数小的保温材料, 在室外温度波热作用一定时, 外围护结构内表面平面温度的高低和振幅衰减的大小, 主要取决于外围护结构的热阻热惰性, 实体材料层的增厚通常能够使热阻和热惰性指标同时增大, 从而降低围护结构内表面温度, 提高外围护结构的热稳定性。在具体设计时采用倒置式屋面构造, 能取得很好的屋面隔热、防水效果。

2、通风隔热屋顶。

屋面通过各种措施, 可以减少对太阳辐射热量的吸收, 降低屋面自身的温度。但是, 不管措施如何, 夏季白天, 屋面还是会有一定的高温, 并通过辐射传递给室内, 造成热感。通风屋顶, 通过空气流经屋面的表面, 带走屋面蓄积的余热, 能够有效地降低屋面板自身的温度。通风量越大, 通风层的空气带走的热量也越大, 隔热效果就越好。通风屋面隔热性能好、散热快, 是夏季隔热的一项重要措施。

3、反射屋面。

浅色表面能够反射更多的太阳辐射, 减少结构材料对太阳能的吸收。反射屋面就是将屋面表面做浅色处理, 一般可在屋面表面喷涂一层白色或浅色涂料, 或铺设浅色地面砖。影响建筑材料表面对阳光辐射反射率的主要因素是表面的色调, 颜色越浅, 反射能力越强。在《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》中规定, 当采用浅色外饰面, 即p<0.6时, 当量热阻为0.2 (m2·K/W) 。这种屋面多用于不上人屋面。

(三) 外墙设计

1、提高墙体的热阻。

提高外墙的热阻是目前常见的保温隔热措施。一般情况下, 提高外墙热阻可以通过以下途径来获得:外墙选用新型节能墙体材料。新型节能墙体材料是指具有节能、利废、省土、轻质和多功能等特点的墙体材料。砌块类:蒸压加气混凝土砌块、改性粉煤灰空心砌块、改性混凝土空心砌块等。

2、外表做浅色处理, 如采用浅色的涂料、面砖等。

原理和反射屋面一样。炎热地区的外墙适宜采用浅色表面处理, 可以降低墙体表面对太阳辐射热的吸收, 降低墙面升温幅度, 这是一项很好的节能措施。

(四) 自然通风设计。

自然通风是对自然条件的最充分利用, 也是改善热环境的有效措施, 即使在夏季使用空调降温的条件下, 也可以减少开机时间, 节省能耗。在建筑群布置时, 按照建筑所处地理纬度, 选择好建筑主体朝向, 减少太阳辐射影响;利用建筑体形、高度、间距及建筑开口与夏季主导风的关系, 组织小区气流;利用地势起伏、水面陆地分布、绿化植被, 以及太阳辐射热昼夜被吸收反射的特性, 形成有利的地方风等这些措施对于改善小区微气候, 降低室外气温, 为单体建筑的自然通风创造条件等均能取得显著效果。在单体建筑平面及空间设计中, 结合使用功能, 安排好门窗洞口位置和空间组织, 借助自然力———热压和风压作用, 促使室内空气流动和室内外空气交换, 形成穿堂风;还可采用导流措施, 改善气流的流线和流场、调整风量, 会使自然通风取得更佳的效果。在组织室内穿堂风时, 应注意防止室内污染源的扩散。可利用管道通风或辅以局部机械排风, 以保持室内空气质量。

三、对建筑节能优化设计方法的讨论

当前我国城乡建筑发展十分迅速, 房屋建设的规模日益扩大, 我国建筑节能设计计算机辅助设计技术水平不高的现实, 决定了不可能对所有的建筑都进行建筑节能优化设计, 应对不同类型的建筑加以区别对待。对于建筑形式共性比较强的建筑 (如住宅) , 除了建筑节能设计标准之外, 可应用成熟的商业化模拟软件, 根据当地的气候特点, 全面地对各影响因素以及节能设计方案进行建筑全寿命周期内的性能预测分析, 并在此基础上形成针对特定地区、特定建筑的建筑节能优化设计指南与专家知识。Garde等针对湿热气候条件下的典型住宅做了类似的研究。

对于个体特征比较明显的公共建筑, 则应力争在建筑设计过程的每一个阶段都融入建筑节能设计的意识和技术措施, 积极应用各种现有计算机辅助设计工具, 实现建筑节能设计的优化。

四、结论

节能建筑的推广, 关键在于人们观念意识的变化, 应通过宣传教育来提高节能意识, 对节能建筑的经济效益进行综合评价, 从专业的角度出发, 建立可比条件, 对节能投资与节能收益进行权衡, 分析建筑节能的社会、经济、环境效益。这方面建筑师更应该走在前面, 树立可持续发展的意识, 掌握一定的节能设计方法, 进而自觉进行节能建筑的设计, 让人们重新回到自然界这个人类最基本的生存环境, 充分利用经济手段、技术、社会力量, 精心营造宜人的人居环境, 以实现人、自然、社会的和谐共生, 实现建筑业的可持续发展。

民用建筑结构节能 篇2

摘要：探讨了夏热冬冷地区的气候特征和该地区建筑节能现状，夏热冬冷地区环境的特点决定了该地区建筑围护结构的节能设计有其自身的特点，建筑的热过程需考虑冬夏两季不同方向的热量传递，并从不同的方面考虑节能的可能性，Z，LN提出该地区围护结构的节能措施。

关键词：夏热冬冷;围护结构;节能

夏热冬冷地区的范围，大致为陇海线以南，南岭以北，四川盆地以东。该地区包括上海、重庆二直辖市，湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省全部，四川、贵州二省东半部，江苏、河南二省南半部，福建省北半部，陕西、甘肃二省南端，广东、广西二省区北端，亦即涉及16个省、市、自治区。夏热冬冷地区的建筑气候特征，表现为夏季闷热，冬季湿冷，气温的日较差小，年降水量大，日照偏少。

1.夏热冬冷地区围护结构节能现状

长期以来，夏热冬冷地区建筑的隔热保温状况基本上没有改善，多层建筑的外墙主要沿用24cm实心黏土砖墙，即使采用其它墙体材料，也以24cm的砖墙作为参照对象。普遍采用单层玻璃窗，窗墙面积比有增大趋势。建筑外遮阳较少，门窗气密性不好，冷空气渗透严重。屋顶以平屋顶为主，架空屋面对夏季隔热有一定效果，采用较多。

2.节能措施

2.1墙体的节能措施

外墙体和门窗需要一定的热阻和热惰性，以发挥保温、隔热和蓄热作用，减少室温的波动。

2.1.1保温墙体。在节能建筑外墙设计中，复合材料保温墙应用比较广泛。它是用高效的保温材料和装饰材料一起使用，建成复合的节能外墙，分为内保温墙、外保温墙和夹芯保温墙三种(如图1所示)。这样的墙体不仅厚度小，还可以增加房屋的使用面积，且保温性能好，更有利于节能。

夏热冬冷地区需要制冷时的室内外温差比采暖时要小得多，春秋夏三季的夜间，室外气温比室内低，此时保温性能太好而散热性能缺乏，会造成多余的冷负荷，这对于节能反而会造成相反的效果。需要注意的是，对节能效果来说，外保温层厚度并不是越厚越好，推荐厚度为25mm。

2.1.2双层玻璃幕墙。外墙中设计缓冲层空间能有效的减少建筑能耗并创造出舒适宜人的内部工作环境。双层(或三层)围护结构是当今建筑节能所普遍采用的一项先进技术，被誉为“可呼吸的皮肤”。在冬季，双层玻璃之间形成一个阳光温室.增加了建筑内表面的温度，有利于节约采暖。在夏季，利用烟囱效应进行通风，排走玻璃之间的热空气，达到降温的目的。

2.1.3绿化墙体。建筑外墙表面覆盖植物能够改善建筑外表的微气候，可以为建筑遮阳，并可利用植物的蒸腾作用降温和调节湿度。据实测，建筑西墙种植爬山虎，在植被遮蔽90%的状况下，外墙表面温度将降低8.2℃。

2.2窗户的节能措施

2.2.1建筑朝向及窗墙面积比。建筑朝向影响窗户的.太阳辐射得热量，窗墙比既影响太阳辐射得热量，又影响窗户自身传热能耗量，建筑外窗面积越大，夏季太阳辐射得热量越大，同时建筑外窗比墙的传热系数大得多，考虑到采光性和经济性，必须控制窗墙面积比。

2.2.2隔热与热阻。窗户玻璃的遮阳系数与太阳辐射得热量成正比，玻璃遮阳系数越小，透过窗户进入室内的太阳辐射热量越少。窗户的热阻与窗户自身的传热能耗成反比，热阻越大，传热系数越小，窗户自身的传热能耗越小。

2.2.3内外遮阳。采取窗户的遮阳措施，减小窗户的综合遮阳系数是减少夏季太阳辐射热产生的制冷能耗的主要方法，主要指在满足建筑立面设计要求的前提下，增设外遮阳板、遮阳篷，阻挡夏季太阳辐射热。夏季透过窗户进入室内的太阳辐射热构成了空调负荷的主要部分，设置外遮阳是减少太阳辐射热进入室内的一个有效措施。冬季透过窗户进入室内的太阳辐射热可以减小供暖负荷，所以设置活动式外遮阳是比较合理的。

2.2.4气密性。提高窗户的气密性，减少窗户缝隙，是减少窗户空气渗透能耗的主要方法。可采用以下措施：通过提高窗用型材的规格尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量，减少开启缝的宽度;采用气封条，提高外窗气密水平;改进密封方法。

2.3屋面的节能措施

屋面的热量损失在围护结构总的热损失中所占比例不大，但屋面的保温隔热性能对顶层住户的影响显著。因此屋顶的保温隔热措施也应足够重视。

2.3.1屋面形式。屋面形式有坡屋面、绿化屋面、蓄水屋面、通风保温屋面等。

2.3.2屋面保温。屋顶保温的形式根据保温层在屋顶中的位置有两种：(1)保温层位于防水层之下。保温材料可采用发泡式聚苯乙烯板，发泡式聚苯乙烯导热系数和吸水率均较小，且价格便宜，但密度小、强度低，不能经受自然界各种因素的长期作用，宜位于屋顶防水层的下面。(2)保温层位于防水层之上，又叫倒置式保温屋顶。保温材料可采用挤塑式聚苯乙烯板，而挤塑式聚苯乙烯板具有良好的低吸水性(几乎不吸水)、低导热系数、高抗压性和抗老化性，其优越的保温性，具有明显有效的节约能源作用，是符合环保节能的新型保温材料。

3.结语

建筑围护结构的节能设计 篇3

关键词:外围护结构;U值;保温;节能

中图分类号:TU201.5 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2010)10-0013-02

1建筑围护结构发展概况

建筑围护结构就像人类的衣服一样,保护着它们不受极端温度和气候变化的影响。它起的作用越大,采暖或空调的能耗就越小。因此技术手段和构造方法必须在每一个细节上都与功能和气候所决定的要求相协调。

建筑的采暖要求很大程度上取决于建筑围护结构的热量损失,建筑构件的热量传递损失是和它的面积和导热能力相对应的。首先要把建筑变得更加紧凑,其次是要采取优质均匀的材料。对于那些面积比较大的元素来说,保温性能的好坏显得尤为重要。

建筑围护结构通常包括透明和不透明两个部分。由于玻璃的U值(室内外温差时热传递的参数,用于描述通过物体时的热损失,它表示室内外温差相差每1华氏度,每1个小时每平方英寸玻璃通过的热量)比较高,所以它的热损失要比其它不透明的建筑围护结构大得多。窗户必须满足自然通风和采光与外界的视觉联系和建筑表现等一系列功能要求。同时,这些围护结构如果是经过正确的规划和设计的话,还可以作为被动式利用太阳能的基础。

对于玻璃区的构造来说,窗框和玻璃的质量有着至关重要的意义。近年来,玻璃工业有了很大的进步。三层中空玻璃和特殊的表面处理可能实现很低的U值。这种玻璃的造价只比传统的隔热玻璃贵了不到25%,而且随着它们的大规模推广,价格还会大幅下降。即使对于传统的隔热玻璃来说,窗框的隔热性也比玻璃要差得多。因此在采用三层中空玻璃时,必须对窗框的隔热性有相应的提高,有保温层的窗框应运而生。这些窗框要昂贵得多。而且,由于三层中空玻璃的厚度比较大,所以就要求窗框的截面也比以前更宽,这对设计和美观来说是一个美中不足的地方。在这种情况下,大型整体窗户可以降低窗框的用量,固定扇和开启扇开启的合理划分也可以减少厚窗框的用量。几乎没有可开启扇的梁柱式里面与三层中空玻璃的结合会更加经济,受力面也会少得多。

对于提高窗户标准来说,与立面其他部分结合时,避免热桥的产生和保证气密性是非常重要的,建筑维护结构上的渗漏电往往出现在这些地方。

不透明的墙体必须同时满足各种不同的要求,例如,用同一种材料,既要满足保温的要求,又要满足热量储存的要求,这样就会导致两种效果都不是很理想。在这种情况下,正确的方法是采用不同特征的裁量和设计相结合的办法在外墙上添加轻质保温材料,可以提高墙体的U值。这个设计取决于室内建筑围护结构的蓄热能力对温度波动的补充。多个层次的外墙设计为把具有蓄热功能的实体构件放在内侧提供了条件,而保温层则设置在外侧。整个建筑外围护结构外表面均匀的保温层有利于避免在外墙上出现保温的薄弱环节。在建筑节能中,需要对建筑围护结构之间的连接点予以高度的重视,尤其是要避免热桥的产生。

保温材料的发展趋势主要集中在针对性的应用,而不是要实现单个产品或系统的普遍适用。采用高效保温材料后,墙厚得以减薄。但如果采用内保温,主墙体越薄,保温层越厚,热桥的问题就越趋于严重。在寒冷的冬天,热桥不仅会造成额外的热损失,还可能使外墙内表面潮湿、结露,甚至发霉和淌水,而外保温则不存在这种问题。由于外保温避免了热桥,在采用同样厚度的保温材料条件下,外保温要比内保温的热损失减少约20%,从而节约了热能。

2建筑外墙保温效果分析

对外墙进行保温,无论是外保温、内保温还是夹心保温,都能够使冷天外墙内表面温度提高,使室内气候环境有所改善。然而,采用外保温则效果更良好,其原因主要表现于以下几个方面。 ①外保温可以避免产生热桥。在采用同样厚度的保温材料条件下,外保温要比内保温的热损失减少约1/5,从而节约了能耗。 ②在进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳辐射或间歇采暖造成的室内温度变化缓慢,室内温度较为稳定,生活较为舒适;也使太阳辐射热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用,有利于节能,而在夏季,外保温层能减少太阳辐射热的进入和室内高气温的综合影响,使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。可见外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。 ③室内居民实际感受到的温度,既有室内温度又有围护结构内表面温度的影响,这就证明,通过外保温提高外墙内变面温度即使室内的空气温度有所降低,也能得到舒适的热环境,在加强外保温,保持室内热环境质量的前提下,适当降低室温,可以降低釆暖负荷,节约能源。④由于采用了外保温的结果,内部的砖墙或混凝土墙受到保护,室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内,使内部的主体墙冬季温度提高,湿度降低,温度变化较为平缓,热应力减少,因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻,使用寿命得以延长。

3节能建筑外墙外保温系统的分类 ①EPS板薄抹面外保温系统。以EPS板为保温材料,玻纤网增强聚合物砂浆抹面层为保护层,采用粘结方式固定,抹面层厚度小于6 mm的外墙外保温系统。②胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统。以矿物胶凝材料和EPS颗粒组成的保温浆料为保温材料并以现场抹灰方式固定在基层上,以抗裂砂浆玻纤网增强抹面层和饰面层为保护层的外墙外保温系统,在此基础上又开发了适合于粘贴面砖饰面层的外墙外保温系统。③现浇混凝土复合无网EPS板外保温系统。用于现浇混凝土剪力墙体系。以EPS板为保温材料,以玻纤网增强抹面层和饰面涂层为保护层,在现场浇筑混凝土时将EPS板置于外模板内侧,保温材料与混凝土基层一次浇筑成型的外墙外保温系统。④现浇混凝土复合EPS钢丝网架板外保温系统。用于现浇混凝土剪力墙体系,以EPS单面钢丝网架板为保温材料,在现场浇筑混凝土时将EPS单面钢丝网架板置于外模板内侧,保温材料与混凝土基层一次浇筑成型,钢丝网架板表面抹水泥抗裂砂浆并可粘贴面砖材料的外墙外保温系统。⑤硬泡聚氨酯外保温系统。用聚氨酯发泡工艺将聚氨酯保温材料喷涂于基层墙体上,聚氨酯保温材料面层用轻质找平材料进行找平,饰面层可采用涂料或面砖等进行装饰,该工艺保温效果好,可达到国家第三步节能目标,而且施工速度快,能明显缩短工期。⑥保温砌块和预制保温板外保温系统。用轻质砂浆预制成保温砌块或工厂预制的保温挂板与墙体复合形成保温系统,施工速度快,能明显缩短工期。 ⑦XPS板外保温系统。用XPS板代替EPS板形成的保温系统,导热系数低、保温性能好,但XPS板表面的粘结性以及透气性仍需进一步研究。

具有良好保温性能的建筑围护结构和紧凑的建筑形式可以减少建筑的能量消耗。太阳能可以满足剩下的能量要求中的绝大部分。但是,在晴天,尤其是春秋季,收集来的太阳能往往得不到充分的利用。过热的情况常常会出现,剩余的热量必须通过通风或者阻止太阳入射来解决。内部储存能量的蓄热性能越强,热量的损失就越小。热量储存能量还可以对夏天和冬天房间内的温度变化进行调节。这也是最容易造成过热,尤其是加大室内热负荷的原因所在。热量储存体量和夜间通风的结合还能起到“冷储存”的作用。在建筑节能中,要是能做好这些细节的处理,则可以事半功倍。

参考文献:

[1] 丁大均.墙体改革与可持续发展[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[2] 徐占发.建筑节能技术实用手册[M].北京:机械工业出版社, 2005.

浅析建筑围护结构节能设计 篇4

关键词：建筑围护,结构,节能技术

1 建筑围护结构节能技术

1.1 墙体节能

在建筑围护结构中, 墙体在采暖能耗中所占的比例最大, 约占总能耗的32.1%-36.2%, 因此, 如何改善墙体的保温性能成为重中之重。目前, 我国节能住宅的外墙保温划分为内保温、夹心保温、外保温及综合保温四种保温形式, 它们对降低墙体耗热指标都具有良好效果, 但在节能效率上又存在较大的差别。外墙外保温是建设部倡导推广的主要保温形式, 其保温方式最为直接、效果也最好, 是我国目前应用最多的一项建筑保温技术。

1.2 门窗节能

在建筑围护结构的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中, 门窗的绝热性最差, 是影响室内热环境和建筑节能的主要因素。就我国目前典型的围护部件而言, 门窗的能耗约占建筑围护部件总能耗40%-50%。建筑门窗承担隔绝与沟通室内外这两个互相矛盾的任务。因此, 增加门窗的保温隔热性能, 减少门窗的能耗, 是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。

1.2.1 应区别不同朝向控制窗墙比, 尽量

避免东西向开大窗, 提高窗户的遮阳性能, 可用固定式或活动式遮阳。同时加强窗户的气密性, 除了采用气密条, 提高外窗气密水平外, 还应提高窗用型材的规格尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量, 减少开启缝的宽度达到减少空气渗透的目的。

1.2.2 改善镶嵌部分的保温能力:

其主要方法是设法增加其空间层数和提高镶嵌材料对红外线的反射能力, 以改善其保温性能。

1.2.3 加强窗框部分的保温措施:

其主要方法是对窗框进行断热处理, 用高效保温材料镶嵌于金属窗框之间, 加大窗框的热阻, 或利用空腹钢窗内的空气间层达到增加窗框热阻的目的;同时, 选用导热系数较小的塑料窗框以减少通过窗框部分的热耗。

1.3 屋面节能

屋面节能的原理与墙体节能一样, 通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。屋面的节能措施要点:一是屋面保温层不宜选用密度较大, 导热系数较高的保温材料, 以免屋面重量、厚度过大;二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料, 以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果, 如选用吸水率较高的保温材料, 屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在, 一些建筑的屋面保温, 采用岩棉板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩作法, 就克服了常规作法的诸多缺点, 另外诸如酚醛板等高效保温材料己经开始应用于屋面。

2 建筑外墙常见保温材料、构造做法及特点

2.1 保温材料

保温材料对于外墙外保温系统非常重要, 它关系到系统的保温隔热性能, 所以加强利用墙体保温材料对节能是一种很有效的方法。保温材料分为有机、无机、复合三种类型。

有机材料:也称泡沫塑科, 用发泡法制成。采用的发泡材料为高分子化合物或高聚物如聚氨酯硬质泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等。其主要优势是质量轻、隔热性能好、防水性能好。但致命弱点是防火能力差。

无机材料:由天然矿物质粗加工而成, 从形态上可分为纤维类如玻璃棉、水镁石等, 粒粉类如膨胀珍珠岩、海泡石、石膏等。从应用结构上又可分为单体型与复合型。无机质类总体的优势是防火性能好, 但保温性能不如有机质类。

复合型材料:近几年新兴的一种保温材料, 它是以防辐射吸收材料、岩棉、农作物秸秆甚至是可以利用的具有保温性能并进行过无害化处理后的垃圾、通过发泡方式生产的空心材料等为原材料加工生产的。复合材料的保温隔热效果好, 具有防火阻燃、变形系数小、工程成本低, 而且其原材料来源广泛、能耗低, 可节约资源, 提高资源的循环利用率。但复合材料仍然处于研制开发阶段, 没有市场化。

2.2 常见的构造做法及特点

按组成材料的不同, 外墙保温构造方案主要有两种类型, 单一材料墙体 (外墙自保温) 以及复合材料墙体, 随着建筑的发展以及人们对舒适性要求的提高, 现在广泛采用的是复合材料墙体。复合材料墙体根据保温层位置的不同, 可以分为以下三种形式: (1) 外墙外保温; (2) 外墙内保温; (3) 外墙夹芯保温。

2.2.1 外墙内保温

外墙内保温做法是将保温层做在主体结构靠室内的一侧。外墙内保温优点是: (1) 对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不甚高, 纸面石膏板、石膏抹面砂浆等均可满足使用要求, 取材方便; (2) 内保温材料被楼板所分隔, 仅在一个层高范围内施工, 不需搭设脚手架; (3) 在夏热冬冷和夏热冬暖地区, 内保温可以满足要求; (4) 对于既有建筑的节能改造, 特别是目前当房屋卖给个人后, 整栋楼或整个小区统一改造有困难时, 只有采用内保温的可能性大一些。因此, 近几年, 外墙内保温也得到广泛的应用; (5) 由于保温材料热容量小, 室内温度调节较快, 适用于电影院、体育馆等间歇性使用的建筑。

2.2.2 外墙外保温

外墙外保温做法是目前比较常用的外墙节能措施, 其是将保温层放置在主体结构靠室外的一侧。外墙外保温的优点在于: (1) 由于承重层材料位于内侧, 如砖砌体、钢筋混凝土等密实且强度高的材料, 其热容量很大、蓄热性能好, 当供热不均匀时, 围护结构内表面与室内气温不致急剧下降, 房间热稳定性较好, 感觉较为舒适;同时也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用, 有利于节能; (2) 对防止或减少保温层内部产生凝结水和防止围护结构的热桥部位内表面局部凝结都有利; (3) 保温层处于结构层外侧, 室外气候变化引起的墙体内部温度变化发生在外保温层内, 使内部的主体墙冬季温度提高, 湿度降低, 温度变化较平缓, 热应力减少, 因而主体墙体产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻, 有效地保护了主体结构, 尤其是降低了主体结构内部温度应力的起伏, 提高了结构的耐久性; (4) 当原有房屋的围护结构需加强保温性能时, 外保温施工时对室内使用状况影响不大; (5) 外保温有利于加快施工进度, 室内装修不致破坏保温层; (6) 外保温的综合经济效益很高。

2.2.3 外墙夹芯保温

外墙夹心保温是将保温材料置于外墙的内、外侧两个墙片之间。外墙夹心保温的主要优点是: (1) 对内侧墙片和保温材料形成有效的保护, 对保温材料的选材要求不高, 聚苯乙烯、玻璃棉以及脉醛现场浇注材料等均可使用; (2) 对施工季节和施工条件的要求不十分高, 不影响冬期施工。在黑龙江、内蒙古、甘肃北部等严寒地区曾经得到一定的应用; (3) 对于供暖建筑而言, 冬季室内热稳定性较好; (4) 对建筑主体能起一定保护作用, 能够延长结构的使用寿命, 提高墙体使用的耐久性。

外墙夹心保温的主要缺点是: (1) 在非严寒地区, 此类墙体与传统墙体相比尚偏厚; (2) 内、外侧墙片之间需有连接件连接, 构造较传统墙体复杂; (3) 外围护结构的“热桥”较多。在地震区, 建筑中圈梁和构造柱的设置, “热桥”更多, 保温材料的效率仍然得不到充分的发挥; (4) 墙体内部容易产生凝结水; (5) 外侧墙片受室外气候影响大, 昼夜温差和冬夏温差大, 容易造成墙体开裂和雨水渗漏。

参考文献

[1]付云松.建筑节能与外墙保温技术[J].土木建筑教育改革理论与实践, 2009-08-01.

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节能建筑论文建筑节能减排论文 篇5

论述建筑节能设计的问题和措施

要 文章主要就我市建筑节能设计存在的问题进行探讨和交流，分析了我市的节能设计中主要存在的问题，并结合多年设计实践经验提出了几点节能措施。摘

关键词 建筑设计；节能；措施

在发展低碳经济的道路上，建筑的节能和低碳注定成为绕不开的话题。低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。在我国二氧化碳排放中有40% 来自于建筑，建筑业还是占地大户，仅以住宅面积为例，我国城镇和村镇住房面积2008年底达到530多亿平方米，我国要实现节能低碳的目标，如果建筑业不作为，至少是半句空话。在我国能耗结构中，建筑能耗占社会总能耗近三之一，据调查，我国楼宇年电力消耗总量占全国总消耗量的10%，能源费用超过800亿元，单位建筑面积能耗比世界头号耗能大国美国2004年平均水平多出30%以上。楼宇建筑是能源消耗的主要领域。目前我国建筑业物质消耗占全部物质消耗总量的15%左右，建筑能耗约占全社会能耗的30%。同时，我国建筑耗能的效率仅为发达国家的30%左右，建筑节能的空间很大。建筑设计中的问题

1）部分建筑节能不合理。对于我市的住宅小区，由于空调的启停与人的活动密切相关，这点与北方有很大的差别，所以空调设备不是住宅节能的主要问题。住宅小区最突出的问题是在规划阶段和初步设计阶段很少根据夏季主导风向进行小区的自然通风模拟，并根据结果进行小区的合理规划。由于布局不当而造成的部分建筑自然通风不良的并不少见。建筑单体的自然通风也未受到普遍的重视。许多建筑设计大面积的窗户，而开启部分的面积却很小。由于缺乏自然通风，空气流通不畅，很多时间需要开空调，室内空气质量差，不仅增大

空调的能耗也会大大降低。由于可以少关闭窗户，居室内的空气质量自然也就好了。所以，小区的规划和建筑自然通风的设计，是与室内热环境和人们的健康有密切的关系，也是建筑节能设计的重要环节，而这一环节在我市的许多小区设计中或单体设计中被严重疏忽的地方。同时，许多建筑在建筑设计阶段，建筑师对其进行过必要的节能设计，对建筑的布局、朝向、体形、间距、组团布置及墙身、屋顶、地面、门窗等围护结构的构造、选材、热工指标曾按照国家规范的要求进行了考虑。然而，在进行建筑采暖设计时，设计人员不按照建筑节能设计计算所得的耗热（冷）量指标确定采暖（空调）设备的数量，甚至根本不考虑房屋建筑已经采取的节能措施，仍然一如既往地按非节能建筑进行设计，或者是有考虑，但不是按设计计算结果执行，而是加以过大的保险系数。结果这样所谓的节能建筑投入使用后，与普通建筑相比在能耗上并不节省，或者略有节省但效果不够明显，即人们常说节能建筑不节能。

2）建筑外遮阳不合理。随着节能技术的推广，建筑行业对建筑外遮阳也越来越重视。建筑外遮阳能有效地阻隔部分太阳光直接照射到建筑物的外围结构，特别是防止太阳辐射穿过窗户直接进入室内，从而有效降低室内温度，达到节能的最终目标。在实际设计中，设计师经常会为了达到造型效果而刻意增加立面上的装饰构板，这些构件由于并非从遮阳方面考虑，所以形式作用大于实际功能。这并不符合设计的经济原则和节能原则。

3）太阳能的利用不足。我市具有丰富的光、热资源。但在我市的建筑设计中，充分利用太阳能这一大自然免费提供的光热资源的设计理念尚未完全进入设计人员的头脑中，即便有一些设计中考虑了太阳能，也是极为简单和初级的。

熟悉，自然在设计时也就不会采用此类节能设备。

建筑节能措施

2.1 设计者必须优化建筑位置及朝向设计

在方案设计中，建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化，为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。同时，从方案设计开始到初步设计，工程师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况，计算空调和各类设备的装机功率，比对各种影响因素，严格按设计计算结果执行，最后提供最佳的节能设计方案。

2.2 建筑立面设计应与建筑外遮阳设计相结合

1）要明确各种外遮阳的适用性。建筑外遮阳的设置与太阳的位置、建筑物的朝向都有着密切的关系。在窗户遮阳方面，实践证明:水平遮阳能遮挡高度角较大、从上方入射的太阳光，适用于南向的窗户；垂直遮阳能遮挡高度角较小、从侧面斜入射的太阳光，适用于东北向、西北向和正北向的窗户；综合遮阳则综合了水平与垂直遮阳的优点，适用于东南向、西南向和正南向的窗户。此外，挡板式遮阳、帘式遮阳、百叶遮阳等方式对于窗户遮阳都有非常好的效果，但对建筑采光则有一定的影响。而对于建筑墙体和屋面的遮阳，目前较为有效的方法是通过栅格遮阳和绿化遮阳。随着社会经济水平的不断提高，建筑遮阳技术已越来越趋向智能化、自动化、高效化。

2）要从构件的设计上合理处理好遮阳与隔热的问题。传统的实体构件 水平、垂直和综合遮阳与墙体相连，其吸收的热量会直接传递给外墙，而且容易构成半开放式空间，遮阳构件受太阳辐射后温度上升，其一部分热量通过表面

现象，在风的作用下通过窗户导入建筑室内，从而不利于隔热。解决的方法是在水平遮阳构件的选择上采用通透性的构件，如金属百叶、混凝土栅格板等，使上升的热空气能有效地散失，减少对室内的影响。目前较为先进的双层玻璃幕墙系统中，为了利于热空气的上升，其两层玻璃幕墙间的空气夹层往往是一个可连续的整体，即垂直方向上的间隔均为通透的金属构件，确保热空气能上升并带走热量。因此，在遮阳构件的选择上要细致研究，不断更新设计。

3）要合理设置遮阳板，避免影响室内空气的流动速度。因为遮阳板的存在会对建筑物周围的风压产生影响，当其角度与风向不一致时，风速将会大大降低。实践证明，由于设置了遮阳板，室内风速会减弱22%~47%。而且，遮阳的设置方式也会对气流产生不同的影响。如实体水平遮阳板直接连接在窗顶，气流进入室内后会上升，不利于房间中下部的通风。若在实体板与墙体间增加空隙，或在遮阳板上部的墙体流出通风口，又或将遮阳板设在高于窗顶一段距离的位置，都能使得气流的方向得到有效的调节，使房间中部和下部均得到良好的通风，提高室内环境的舒适性。而对于垂直遮阳来说，由于风向是经常变化的，所以固定的垂直遮阳板应顺应所在地夏季的主导风来设置相应的角度，而更好的方法是采用可调节的垂直遮阳板，使建筑最大限度地适应气候的变化。

2.3 要加强设计人员的专项学习

相关管理部门及设计审查部门应加大对太阳能节能设计的审查，凡属可利用太阳能设施节能的，均应建议采用，通过行政手段强制推行太阳能 这一我市得天独厚的资源 节能措施。

结束语

民用建筑结构节能 篇6

【关键词】建筑节能；围护结构；建筑能耗

建筑围护结构是指门窗、墙体、屋面和地面，其保温、防潮、密封性能等热工性能的提高，可以大大减少建筑物冷热负荷，从而减少建筑设备的能耗、节省能源。所以提高建筑围护结构的热工性能是建筑节能的主要途径。在建筑物的四大围护结构门窗、墙体、屋顶和地面中，以面积与能量损失率计，排首位的是门窗，其次是墙体，第三是屋顶。从门窗跑掉的能量约占建筑使用过程总能耗的50%，其能耗是墙体的4倍、屋顶的5倍、地面的20多倍。

因此，门窗、墙体及屋顶这三部分围护结构的节能技术就成为各国建筑界关注的重点。主要发展方向是，开发高效、经济的保温、隔热材料和切实可行的构造技术，以提高围护结构的保温、隔热性能和密闭性能，减少围护结构的能量损失。要特别提出的是，围护结构节能建设的投入产出比很高。从各地的实践看，要使建筑节能率提高20%至40%，其增强围护结构的投入只需比总投资提高3%至6%即可实现。为此，通过以下几个方面阐述提高建筑围护结构的措施。

1 建筑節能现状

目前，在我国既有的400亿平方米建筑中，95％以上是高能耗建筑，每年新建近20亿平方米建筑中，仅有15-20％能达到国家强制性节能标准。我国住宅用电为10-30度/平方米•每年，大型公共建筑用电为100-300度/平方米•每年。由于北方集中供热调节不当，导致开窗散热浪费供热量30％以上。 据专家预测，到2020年我国建筑面积将达到686亿平方米。如从现在起对既有建筑进行节能改造，对新建建筑强制执行节能标准，到2020年，每年可节省3.35亿吨标煤，空调高峰负荷可省电8000万千瓦时，相当于4.5个三峡的发电量。否则，到2020年，我国年建筑能耗将达到11亿吨标煤，相当目前能耗的3倍以上，将对经济社会可持续发展产生严重障碍。由此，建筑节能是各种节能途径中潜力最大、最为直接有效的方式。

2 建筑节能材料

2.1 建筑墙体绝热材料 建筑材料的选择的建筑节能有很大的影响，目前我国大部分建筑的建筑墙体保温隔热性能差，导致我国建筑的采暖空调负荷比较高，即在相同的室内环境前提下，单位面积的建筑能耗需求较大。我国规定，凡平均温度不高于350°时热导率不大于0.12W/(m•K)的材料称为保温材料。而绝热材料的特点是轻质、疏松、或为纤维状，按材质分为无机绝热材料、有机绝热材料和金属绝热材料三大类。其中常用墙体绝热材料如膨胀珍珠岩及制品、聚苯乙烯泡沫塑料和岩棉、矿渣棉、玻璃棉等。在具体使用过程中根据其自身特点进行。

2.2 节能建筑的门窗材料 在建筑围护结构的四大构件中，门窗的绝热性能最差，是影响室内热环境和建筑节能的主要因素。就我国门窗的能耗约为墙体的4倍、屋面的5倍、地面的20多倍，占建筑围护构件总能耗的近50%。

建筑门窗一般由门窗框材料、镶嵌材料和密封材料构成。其材料的选择对建筑节能的影响很大，针对不同的构件选择导热率较小、节能性能好的材料。门窗框材料有木材、刚材、铝合金、塑料和复合材料等。尽管木材的导热率最小，但是木材资源的短缺和对木材资源的保护，加上对新材料的研发不断取得进步，所以木材的用量显著降低。经过复合、表面处理后的材料（铝合金与高性能工程塑料复合的铝合金型材，经粉末喷涂、佛碳喷涂等表面处理）占目前的主要地位。镶嵌材料常见的为玻璃及其制品，按其性能不同可分为平板玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃和彩色玻璃。其中作为节能玻璃目前已有抽真空玻璃、可调节玻璃等，特点是降低窗户失热、控制窗户太阳辐射。密封材料主要有定型（密封条）和非定型（密封胶）材料。

3 建筑保温

3.1 外墙 外墙是建筑物隔热保温的重要构件。通过增加外墙的厚度和降低外墙的传热系数来提高，增加外墙的厚度会使外墙的自重增加，同时会消耗大量的建筑材料，所以在节能建筑中一般通过降低材料的传热系数和改善构造来降低外墙的传热系数。外墙保温构造的方案单设保温层，保温层与结构层合二为一、复合构造等，保温层可设内保温、外保温和中间保温。

3.2 外窗 要增强外窗的保温性能，必须提高窗的气密性，减少冷风渗透，提高窗的保温性能。为此可使用密封性能良好的门窗材料，在门窗框与墙间的缝隙处使用弹性的轻型材料，框与扇、扇与扇、扇与玻璃之间用密封材料可靠密封。

3.3 屋顶 目前，建筑设计由以前的平屋面变为坡屋面它们之间的区别是，平屋面就是房间的天花板，与外界空气直接接触，使得热交换量较大。改为坡屋面后，在天花板与坡屋面之间有了一层相对不流通的空气，可以保护天花板的热量交换不是与原来那样大，从而使得下面的房间保温更加好，无论时用暖气还是开空调，都可以减少屋面能耗。

3.4 围护结构的热桥部位应采取保温设计 热桥是指在围护结构的主体部分中存在着保温能力远低于主体部分的嵌入构件。在节能建筑中，因围护结构主体部分的保温性能提高，热桥点就成为了节能建筑绝热保温的薄弱环节，所以必须要处理好热桥部位的保温设计，通常把钢筋混凝土梁设计成倒L形或过梁全包的形式。

4 建筑围护结构施工

4.1 墙体施工 根据保温层位置可分为内保温墙体施工和外保温墙体施工，在施工时应选用尺寸准确规整、不变形翘曲、板体结合牢固、保温性能良好的材料，然后做好基层的处理，再固定保温板，最后进行表面抹灰。在施工过程中要注意局部细节构造和材料特性的有效使用，确保工程质量。

4.2 门窗密封条施工 门窗密封是经济效益最好的一种建筑节能措施，可节能15%以上。对定型密封材料采用粘贴、钉固或镶嵌的方式安设，安设前对材料及基层严格处理，安设时要是使位置正确，确保牢固和密封性能；对非定型密封材料采用挤注法，在门窗框扇接缝处挤注一定量的密封膏，关窗后挤压固化即可。

4.3 保温屋面施工 根据材料的不同有现浇保温屋面、直接喷涂和保温屋面板施工，在现浇保温屋面施工是以膨胀珍珠岩或膨胀蛭石和水泥按要求配合搅拌后铺设，施工中宜人工搅拌，并对保温层的厚度及找平层的施工间隔参照具体规范要求。直接喷涂硬质聚氨酯泡沫塑料保温屋面，是将液体聚氨酯组合料直接喷涂在屋面板上，使硬质聚氨酯泡沫塑料固化后于基层形成无拼接缝的整体保温层。在施工前必须保证屋面其他所有工程完工，施工过程中对檐口、檐沟、天沟和水落口应按要求进行，在保温层上必须做分格面积不大于9m2的水泥砂浆保护层。保温屋面板主要有水泥聚苯板和饰面聚苯板、架空板下设袋装珍珠岩等，其施工要点是对基层进行清理，面板铺设、找平层施工。为防止大面积屋面热胀冷缩引起开裂，施工时按一定面积断开，并作通气槽或通气孔。

参考文献

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浅谈建筑围护结构节能 篇7

关键词：节能,围护结构,保温,发展

0 引言

能源是经济社会发展的原动力,能源是人类生存和发展不可缺少的资源。但随着能源的日益枯竭。许多国家都把节约能源提到了战略日程上来。现代建筑是一种过分依赖常规能源的建筑,而高能耗、低效率的建筑,不仅是导致能源紧张的重要因素,并且是使之成为制造环境污染的元凶。随着我国城市化的飞速发展和人们生活水平的提高,建筑能耗所占社会商品能源总消耗量的比例也持续增加,在人类认识到了水、电、煤和石油等不可再生资源的重要性的同时,也逐步认识到建筑节能的重要性。我国绝大多数建筑的围护结构热性能差,传热系数与我国气候接近的工业发达国家相比,外墙为他们的3.5~4.5倍.门窗的空气渗透为他们的3~6倍,外窗为他们的2~3倍。屋面为他们的3~6倍。随着我周社会经济和人民生活水平不断提高,冬季供暖和夏季空调降温,建筑能耗将会急剧增加。我们要发展国民经济,就非依赖于节能不可,加快建筑节能的步伐对我国能源消耗的降低有着重大的意义。

建筑节能问题主要从建筑设计、围护结构、采暖系统、照明系统和在建筑中应用可再生能源几个方面来解决。建筑使用能耗约占建筑总能耗的80%,其中用于控制室内温度所消耗的能量又是建筑使用能耗的主要部分,这部分能量的损失主要由围护结构的热传导和冷风渗透两方面造成。

围护结构是包围建筑物周围的与室外空气相接触的围挡物,如:外墙、屋顶、外门窗、接触室外空气地板等,以及不采暖楼梯间内墙和不采暖空间上部楼板。节能工作的重点在围护结构。

1 墙体节能

墙体是建筑外围护结构的主体,所以墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。墙体的节能有以下两个途径。

1.1 建筑保温节能

建筑保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。建筑内保温就是在建筑外墙的内表面上加设保温材料,再在其上粉刷、涂料等,其优点是墙体内表面不用加强防水层,构造处理简单,是一种简单但是效果很好的建筑保温方式。建筑外保温是在外墙外表面上做保温材料,覆以防水层,再设外墙装修的构造方法。保温层设在外表面,可以有效的保护外墙砌体免受太阳辐射的影响,减小墙体应力损害。

1.2 建筑隔热节能

隔热设计主要有隔热材料隔热和隔热构造隔热。隔热材料有填充类、板块类和热反射类。而现在有一种很廉价的隔热方式:空气层的隔热。这是一种将“空气”作为隔热材料的特殊做法,其隔热性能良好,所以在隔热构造设计中被经常用到。

2 门窗节能

作为影响建筑能耗三大围护部件之一的门窗,一般是薄壁的轻质构件,是建筑保温、隔热、隔声的薄弱环节。尤以绝热性能最差,它

通过辐射传递、对流传递、传导传递和空气渗透等四种形式导致建筑物能量流失,普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑冬季保温和夏季降温能耗的50%以上。因此门窗是改善室内热、光环境的重中之重,其性能直接决定着建筑节能的效果。增强门窗的保温隔热性能,减少门窗的能耗,是改善建筑热、光环境质量、实现建筑节能目标的重要步骤。

门窗的保温和隔热与玻璃、门窗框的材料、构造及其气密性息息相关。建筑门窗无沦什么形式、材质都要使用玻璃,它占窗户玻璃面积70%以上,因此建筑门窗的节能又应当首先考虑玻璃的因素。这就是为什么在京、津、沪等大城市已颁布的地方性法规中,大力推广和强制推行节能建筑,又无—例外地推行中空、充气、低辐射玻璃的原因。

另外可以通过提高外窗的气密性,减少空气渗透。《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》(JGJ26-1995)规定窗户的气密性等级在1~6层建筑中不应低于现行国家标准《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》(GB7107)规定的Ⅲ级水平,在7~30层建筑中,不应低于标准(GB7107)规定的Ⅱ级水平。从材料本身考虑,根据建筑门窗在使用中通过开启部分的密封处、窗框的热传导、采光玻璃的辐射与传导三种途径耗能,应尽可能淘汰原来广泛采用的保温性和气密性都较差的单层和双层钢窗,用PVC塑料型材窗以及铝木复合材料窗、铝塑共挤型材窗以及铝塑复合材料窗等代替,增加窗玻璃层数,选用性能优良的密封材料,如泡沫塑料密封条,提高门窗的气密性能。从保证换气次数和良好气密性来讲,平开窗优于推拉窗。

3 屋面的保温节能技术

屋面是建筑物上部与外界直接接触的重点部位,其保温隔热对建筑节能具有重要意义。为达到节能目的,屋面可设置隔气层和封闭的空气间层,可选择有憎水性膨胀珍珠岩板、水泥聚苯板、聚苯板等多种保温材料。屋面外表面采用柔性防水时,应使用反阳光辐射的材料。覆土和植草屋面的保温隔热效果很明显,用“建筑夹层防排组合”消除水压力。在一般的防水层上加塑料凹凸板,盖土工布,起到防水、排水、挡土、滤水的作用,既是绿化的基层,又是屋面的防排基层,解决了屋面渗漏和种植中排水透气问题。用轻质合成土,草坪厚20~30cm,荷载约l00kg/m2,增加了热阻,达到保温节能的目的。

4 结语

建筑围护结构综合节能分析 篇8

建筑节能一般是指建筑物在设计、建造和使用过程中,合理地使用和有效地利用能源,以便在满足同等需求或达到相同目的条件下,尽可能降低能耗[1]。目前我国建筑行业耗能巨大,据初步测算,我国住宅使用能耗占全国总能耗的20%左右,若再加上建材生产和建造的能耗,建筑行业总能耗约占全国总能耗的37%。到目前为止,中国既有的400多亿平方米城乡建筑中的99%为高能耗建筑,当前我国正处于房屋建设的高峰期,到2020年我们还要建造二三百亿平方米的建筑[2]。因此,选择资源节约型发展模式,大力发展建筑节能,已经迫在眉睫。本文笔者结合工作实际,对建筑围护结构的节能进行了深入分析,同时认为要作好建筑围护结构节能,需要深入研究、综合权衡、优化组合、共同努力才能真正实现。

1 外墙外保温技术分析

建筑围护结构中的墙体,特别是外墙的散热是建筑耗能的主要部位,加强外墙的保温隔热是建筑节能设计的重要部分。常用的保温材料有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯、聚氨酯、膨胀珍珠岩等等,以及这些材料发展的板材制品。

1.1 外墙外保温体系性能比较

1)膨胀聚苯板薄抹灰外保温体系。

将聚苯板用粘结材料固定在基层墙体上(或再用锚栓加以固定),在聚苯板上做抹面层,中间嵌埋玻纤网,表面以涂料作饰面。

2)胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系。

由界面层、胶粉聚苯颗粒保温浆料保温层、抗裂砂浆薄抹面层和涂料及钢丝网组成,饰面层可为涂料或面砖。该体系适合外形复杂的建筑,特别是曲面墙的情况。

3)膨胀聚苯板混凝土整浇外保温体系。

用带单面钢丝网架的聚苯板置于外墙外模内侧,在浇筑混凝土后,穿透聚苯板的交叉钢丝埋固于混凝土内,聚苯板与混凝土结为一体。对于外形复杂的建筑,该体系施工较麻烦。

4)硬质聚氨酯喷涂体系。

聚氨酯导热系数低,在外墙喷涂聚氨酯,与基层墙面的粘结性能好,施工方便,节能效果好,但造价稍高。

1.2 外墙保温材料的性能受构造方法的影响和制约

1)保温材料的导热系数大小是影响围护结构保温性能的决定性因素,但如果保温材料的构造不合理,将使保温材料的保温性能逐步降低。

2)保温材料易受潮,受潮后保温性能大大降低。与绝干状态相比,有些保温材料受潮后导热系数增大1倍以上,受潮严重的,将失去保温能力。所以保温材料的构造任务之一就是要保证保温材料不受潮,受潮后潮气能尽快排出,保证保温材料的导热系数基本不变。

3)保温材料强度差、易破损、易老化。保温材料破损、老化将严重降低材料的保温性能,所以保温结构必须对保温材料有很好的保护作用。防止日晒、雨淋使保温材料老化,防止风力和撞击使保温材料破坏。

4)有些保温材料(如:膨胀聚苯板)不是刚性材料,强度也不高,在其上抹面的材料必须是柔性体才能适应其伸缩变化(但也不能过多掺加有机乳液造成透气性的损失),只有通过“柔性应变逐层释放应力”的原则分散和消解应力,达到抗裂目的。

2 门窗节能技术分析

建筑围护结构中,门窗的绝热性最差,是建筑物热交换热传导最活跃、最敏感部位。就我国目前典型使用的围护结构而言,门窗的能耗约为墙体的4倍、表面的5倍,约占建筑围护结构总能耗的40%～50%。

2.1 常用门窗节能材料及技术

1)玻璃的类型。

常用的建筑玻璃主要有四种:a.普通玻璃。其传热系数高达6.21 W/(m2·K),不属于节能玻璃;b.中空玻璃。是目前广为采用的节能玻璃,由于两片玻璃充有12 mm厚的空气,传热系数为2.85 W/(m2·K),比普通玻璃小得多;c.真空玻璃。真空玻璃又比中空玻璃节能,两片玻璃之间的真空层厚度只有0.12 mm左右,较好地解决了玻璃的热传导和热对流,传热系数大为降低;d.低辐射(Low-E)玻璃。它是一种表面镀膜玻璃,在太阳光可见光谱范围内透过率高、反射率小,在近红外线和远红外线区的反射率大、透过率小,这种玻璃的保温隔热效果更加显著。

2)门窗断桥技术。

在铝合金型材断面之中,利用热桥阻断技术使型材分为内外两部分,目前有两种工艺:a.注胶式断热技术(也叫浇筑切桥技术),由于利用浇筑式处理,流体填补在成型的空间,其成品精度可以达到非常高的要求;b.断热条嵌入技术,采用由聚酰胺66加25%玻璃纤维(PA66GF25)合成断热条与铝合金型材在外力挤压下嵌合组成断热铝型材,这种断热铝型材的强度接近铝合金。

2.2 门窗节能材料及技术的综合应用

1)复合玻璃的使用。

中空玻璃、真空玻璃和低辐射(Low-E)玻璃的节能效果都比较好,但如果将其中的两种或三种技术结合使用,节能效果将更佳。

2)窗口外遮阳和遮篷是一种经济有效的节能方法。

国内外的研究表明,窗口遮阳所获得的节能收益为10%～24%,而用于遮阳的建设投资则不足2%。只要窗口外遮阳措施得当,一方面可以减少太阳辐射,平和风速,另一方面又可以增加艺术效果和特色。

3)提高门窗气密性。

处于关闭状态的建筑门窗的气密性,是表征门窗节能的重要性能指标之一。门窗制作和安装应严格遵守标准和规范,作好密封和气密性处理。另外,也可以通过合理的设计来提高门窗气密性。

3 屋顶节能技术分析

屋顶节能同样不可忽视,目前高效保温材料已应用于屋顶节能,如聚苯板、玻璃棉板、岩棉板等。节能屋顶主要有以下4类:

1)外保温屋面。在楼板上设置绝热材料,在绝热材料外侧设置防水层和保护层,让屋面的楼板受到保温层的保护而不致受到过大的温度应力。

2)倒置式屋面。它是外保温屋面的一个倒置形式,把保温层做在防水层的上部,防水层做在保温层和楼板的界面上,保温层上部的保护层有良好的透水和透气性能。

3)阁楼屋面。阁楼屋面也是属于通风屋面的一种形式,所不同的是阁楼的空间高大,通风的效果明显优于架空阶砖的通风屋顶,且阁楼有良好的防雨和防晒功能,能有效地改善住宅顶部的热工质量。

4)种植屋面。它是利用屋面上种植的植物阻隔太阳能,防止房间过热的一种隔热措施。

4 建筑规划和体形设计分析

建筑规划和体形设计是影响建筑围护结构节能的一个重要内容。通过建筑的规划布局和体形设计,充分利用、改造自然条件,有效适应恶劣的微气候条件,使建筑区形成良好的、节约能源的人居环境。

4.1 建筑规划选址

1)避免“霜洞”效应,建筑基址不宜选在洼地。

如果建筑基址选在洼地里,冬季冷气流长时间集中于此,散发不出去,对建筑保暖不利。

2)选择建筑基址时要注意避风。

采用错列式布局方式,避免冬季冷空气渗漏对流把室内暖气带走。

3)合理的建筑朝向是为了更好的获取太阳辐射,利用好主导风向。

建筑最佳朝向范围应是南偏东15°～南偏西15°。

4.2 建筑体形

1)体形系数。

体形系数越大,说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大,能耗就越多。据测算,体形系数每增加0.01,耗热量指标月增加0.7 W/m2。在建筑设计上应该要求以最小的外表面积来包含最大的体积。根据JGJ 26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分),建筑物的体形系数宜控制在0.3及以下。JGJ 75-2003夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准规定条式建筑物的体形系数不应超过0.35,点式建筑不应超过0.40。

2)窗墙比。

天气炎热时,阳光直射,窗户是得热构件;天气寒冷时,室内温度比室外高,窗户又是耗热构件。窗户应按功能分别选择大小合适的尺寸,南向窗的面积不宜超过窗墙比0.35,北向窗的面积不宜超过窗墙比0.25,东西向窗的面积不宜超过窗墙比0.30。

3)表面面积系数。

从冬季争取日照辐射,夏季规避日照辐射的观点出发,表面面积系数应越小越好。因此,建筑物长轴朝向东西方向的长方形体形最好,正方形次之,而长轴朝向南北方向的长体形的建筑节能效果最差。

4)建筑物长宽比、建筑间距、建筑功能区布局也是影响建筑体形的因素。

建筑节能还受社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,每个因素和要求都满足是十分困难的。因此,要做好建筑围护结构的节能,需要深入研究、综合权衡、优化组合、协调配合、共同努力才能实现。建筑节能是一项比较复杂的系统工程,只有技术节能、管理节能和行为节能三者有机统一,才能使建筑达到最佳的节能效果。

参考文献

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[2]陈新园.推广建筑节能的经济大帐[J].瞭望新闻周刊,2006(4):11-12.

绿色节能建筑结构设计研究 篇9

建筑活动是人类对自然资源的一种消耗,建筑活动的核心是建筑结构,所以要想有效的降低建筑活动的耗能就必须优化建筑结构设计,实现绿色节能建筑。本文主要根据我国颁布实行的《绿色建筑评价标准》对武汉基地图文信息中心进行分析,从建筑工程的结构形式、刚度、设计等进行研究和优化,保证建筑工程使用年限中的安全性、可靠性、耐久性等,并且有效的降低建筑成本投入和材料的使用数量,提高建筑的灵活性和舒适性等,降低后期建筑的维护保养的费用。并且通过对实例的分析和介绍让人们了解到绿色节能建筑结构的必要性和重要性,从而提高建筑工程设计人员和施工人员等对建筑结构的理解和认识。

1 绿色商业建筑结构设计的理念

绿色建筑主要是指不以建筑本身的经济利益作为最终目的,而将整个建筑活动的生态利益作为最终目标。绿色建筑的实现要从建筑活动的选址、立项、设计等各个方面进行研究和考虑,并对建筑活动的规律、施工现场的环境、文化、风土人情等进行分析和研究,从而设计出具有地区特色和鲜明代表性的绿色建筑。另外,绿色建筑要求开发商不能只为重视眼前的利益忽视建筑,而要将眼光放在一些细微的地方,从建筑的每一个细微的地方体现出绿色环保的理念。比如:建筑中水龙头、灯具、小区景观、雕塑等的设计和施工都要体现出绿色环保的理念,在保证人们舒适度和生活水平的基础上最大化的实现生态利益的保护,提高建筑的质量和品质。

2 对于节材和材料利用的分析

我国《绿色建筑评价标准》中规定绿色建筑的必要条件包括:控制项、一般项、优选项三种,其中一般项和优选项的实现难度比较大,对于绿色环保的要求比较高,所以作为绿色建筑的可选条件。而《绿色建筑评价标准》中提到的节材和材料资源利用的内容和建筑结构的设计具有紧密的联系(如表1所示),标准中第4.4.5、4.4.8、4.4.10、4.4.11四条的实现都具有一定的难度和复杂性,标准中的其他规定都可以通过量化来实现绿色的目的。其中对第4.4.10条的分析可知:如果建筑不是木结构、钢结构、预制混凝土结构、非粘土砖砌块结构,那么必须对建筑结构进行优化和完善,必须有效的降低建筑结构的资源消耗量,降低建筑对于环境的污染和影响,实现绿色节能的目的。

3 建筑结构方案的优化

3.1 确定结构方案

建筑结构方案的确定对于建筑节能具有重要的影响,一般如果经济支持那么可以实现更大的舒适度,将竖向的构件根据远端对称的原理实现优化设计。譬如:如果出现整体周期偏长、位移偏大、刚度偏小等问题时可以利用竖向构件进行施工,或者是通过加大梁截面的方式优化设计;竖向构件可以对核心筒和周围构件的数量进行调节;如果条件允许那么最大化的减少使用的施工材料的数量;利用新型的技术设计竖向构件,从而有效的减少钢材、混凝土的使用量;利用预应力技术或者空间结构设计水平构件,从而有效的降低建筑的高度和材料使用量。本文中介绍的建筑工程为靠近建筑外面3层高的中庭结构,最大的跨度达到24m,可作为停车场或者绿化场地。对于此建筑结构的优化可以通过选择方钢柱、钢筋混凝土组合楼盖方式进行中庭的边柱和屋面施工的方法实现结构优化,实现建筑绿色节能设计的目的。

3.2 选择高强度高标号的材料

武汉地基图文信息中心的建筑设计因为具有较大的使用荷载,所以地层框架柱负荷就比较大,因此选择柱混凝土时必须进行严格筛选和控制,最后确定使用C50混凝土,使用这种标号的混凝土进行施工不但可以有效的提高建筑面积、缩小构件大小,还能降低柱混凝土的使用量。另外根据对梁柱不同型号的受力钢筋的比较分析可知:使用HRB400级钢筋进行梁柱的施工可以有效的节省施工材料15%左右。

3.3 绿色高性能混凝土的使用

根据相关分析统计可知:我国大约每年使用的混凝土总量大于60亿m3,其中水泥的使用量占10%左右,也就说水泥的使用量大约有10亿～15亿t,按照1t水泥向大气中排放大约1t的二氧化碳进行计算,那么每年使用的水泥向大气排放的二氧化碳就达到10亿～15亿t左右,占全国温室气体总排放量的4～7%左右。另外因为混凝土的生产过程中还必须使用大量的砂石、碎石、砾石、水等材料,所以具有较高的耗能和污染性,因此绿色混凝土的研究和发展显得刻不容缓。本文中工程施工使用的混凝土为高标号混凝土,并适当的加入外加剂、矿物细掺料、粉煤灰、矿渣、其他工业废料等代替水泥的使用。该工程的位置在武汉繁华的路段,所以具有丰富的水资源,工程施工过程中可以利用雨水、再生工业水进行混凝土的养护施工、混凝土的搅拌、混凝土车的清洗等工作。同时在混凝土的配制过程中可以利用减水剂、塑化剂等代替水资源的用量。

3.4 使用节能环保材料设计非承重围护结构

建筑中一些非承重的外墙和内部隔墙等都无法满足绿色建筑节能的要求,无法实现绿色环保的目的,所以在保证承重结构的安全性和可靠性的基础上可以选择节能环保的材料进行建筑施工。该工程中使用加气混凝土砌块进行墙体施工,并加上一层保温隔音棉来降低墙体的传热系数。

3.5 坡屋面的绿色节能设计

建筑中绿色屋面的设计不但能够净化空气、保温隔热等,还能美化建筑和环境,具有较高的绿色节能效果。根据相关研究表明:夏季如果屋面设计有绿色植被那么室内的温度相较于屋面没有植被的室内温度要低大约2～3℃左右。该工程中因为就较大面积的屋面,所以设计过程中可以采用绿色屋面的设计,利用简约轻型的草坪、花、灌木等作为屋面植被,并利用不同品种的植物设计出一个图案,保证屋面的美观程度。屋面的隔热可以通过采用导热系数为0.03W/(m2·K)的250厚挤塑聚苯乙烯板作为施工材料进行施工,然后再设计一层厚度大约为500mm的种植层,从而将屋面的传热系数控制在0.511W/(m2·K)左右。建筑结构设计中屋面的载重为50kg/m2,水饱和的状态为100kg左右,所以根据计算可知:建筑绿色屋面的成本相较于普通的屋面要增加大约20%,建筑基础工程的成本增加大约3%,钢筋混凝土梁柱成本增加大约1%,所以最终建筑工程整体成本增加大约2～3%。

3.6 建筑细部的节能设计

建筑的一些节点、凹凸处等都容易出现冷桥效应,导致增加建筑耗能,严重的可能还会出现透露和结露的问题。面对这一问题该工程在设计过程中利用对结构构件的设计和调整进行控制,另外在建筑梁、圈梁、嵌入墙的梁端部和梁垫等处使用外包珍珠岩、抹保温砂浆等材料进行施工,有效的降低这些敏感部位的耗能。

3.7 土建施工和装修的节能设计

绿色建筑中的重要一环就是绿色施工,只有保证绿色施工的质量和耗能才能控制绿色建筑的质量和耗能。绿色建筑主要包括绿色设计、绿色施工两个方面的内容。施工过程中要对施工材料进行严格的控制和管理,对于一些高耗能、高辐射的材料要进行严格的控制,必须经过相应的检测合格之后才能投入使用。该工程中的土建和装修工程的施工都是在建筑构件中预留孔洞或者预埋固定件,从而防止在装修过程中在进行打洞等,从而不但保证建筑结构的安全性和可靠性,还能有效的降低材料用量和成本投入,最终实现绿色环保的目的。

4 结束语

综上,绿色建筑节能设计对于建筑领域的发展具有重要的作用,未来建筑领域的发展必然会向低耗能、绿色环保的方向发展,所以我们必须不断研究创造出具有节能环保的建筑结构设计、建筑材料、建筑设备等,在保证建筑工程的安全性、可靠性、耐久性的基础上最大化的实现绿色节能环保的要求,提高建筑的舒适度,保证人们的生活环境和工作环境的水平,最终实现建筑领域的可持续发展。

参考文献

[1]绿色建筑教材编写组.绿色建筑[M].北京:中国计划出版社,2008.

[2]仇保兴.发展节能与绿色建筑刻不容缓[J].中国经济周刊,2005(9):11.

建筑外围护结构综合节能技术 篇10

由于建筑外围护结构的传热性能直接影响着建筑用采暖空调的能源消耗量, 因此提高建筑外围护结构的保温隔热性能是降低建筑能耗的关键。建筑外围护结构主要包括门窗、外墙、屋顶等, 它们相互影响、相互制约, 单纯地加强某一个或几个方面的节能性能, 并不一定能使建筑达到良好的节能效果和实现节能的经济性。

1. 外窗及幕墙保温隔热技术

随着建筑形式的多样化, 外窗和玻璃幕墙等透光型外围护结构所占外表面的比例越来越高。然而, 由于通常透光型外围护结构的热工性能大大低于非透光型外围护结构。因此外窗和玻璃幕墙成为影响建筑能耗的重要因素。提高外窗和玻璃幕墙的保温隔热性能的技术措施有很多, 通常是采用改善窗框、玻璃的热工性能和安装技术, 隔热重点采用遮阳技术。

1.1 节能窗

节能窗采用性能良好的塑料型材、铝塑和木塑复合型材、断热型铝合金型材和配套附件及密封材料, 使用平开、复合内开等开启方式。北方寒冷严寒地区采用单框双层中空玻璃窗、单框三层玻璃窗或双层节能窗。高效节能窗的传热系数应控制在2.0以下。在施工安装中窗口的密封处理非常重要, 应尽量减少窗的空气渗透。

为提高外窗的热工性能, 宜采用充填惰性气体的中空玻璃或特种玻璃, 如Low-E玻璃、真空玻璃、热反射镀膜玻璃等 (见图1) 。建设部借鉴国外经验, 组织研发了适合我国国情的门窗性能评价标识体系, 已开始试行, 以规范节能门窗市场。

1.2 遮阳技术

夏季太阳辐射透光玻璃照射到室内, 使大量的热量传递到室内并使室内温度升高。采取有效地技术手段遮阳, 可大幅度降低空调能耗, 或者不开空调即可得到舒适的室内热环境。在北方地区冬季可以调节遮阳装置, 使其不遮挡阳光进入室内。有的遮阳产品在冬季的夜晚还可以启动保温作用。外遮阳可以通过外围护结构设计外挑阳台或遮阳构件实现, 也可以安装可调节遮阳装置, 如可移动遮阳板、织物或金属卷帘, 安装中间夹带活动百叶的外窗等。

1.3 幕墙技术

采用全玻璃幕墙会大大增加建筑能耗, 应尽量避免。近年来, 我国引进了欧洲先进的呼吸式幕墙的设计理念和方法, 并在一些高档建筑中采用。呼吸式幕墙即为双层幕墙, 双层幕墙之间形成空气夹层, 通过在幕墙的不同部位开口, 形成自然通风, 或安装通风设备实现机械通风, 从而使幕墙起到保温隔热的作用。双层幕墙种类很多, 采用这种幕墙体系应根据不同气候条件、不同建筑类型分别设计建造, 不可简单地抄袭、照搬。

2. 外墙节能技术

外围护结构中墙体占了很大一部分, 因此重点要提高外墙的热工性能。提高外墙的热工性能, 一是要选用热工性能好的主体材料;二是要增加保温材料的厚度;三是要处理好构造热桥。

外保温技术适用范围广, 技术合理、成熟, 工程造价比较低, 是目前我国采用最广泛的墙体节能技术。外保温技术不仅适用于新建建筑工程, 也适用于既有建筑节能改造。与内保温相比, 外保温有明显的优越性, 除了保温效果优良, 外保温体系包在主体结构的外侧, 较好地解决了构造热桥结露问题, 提高了居住的舒适度, 同时还能够保护主体结构, 延长建筑物的寿命, 并增加建筑的有效使用空间。

2.1 外贴保温体系

外贴保温体系是将保温材料粘贴或加锚栓固定在外墙主体结构上, 然后加装玻璃纤维网格布或钢丝网增强, 外抹抗裂砂浆, 再做外装饰面层。保温材料有膨胀聚苯板 (EPS) 、挤塑聚苯板 (XPS) 、聚氨酯板、岩棉板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本, 使用最为广泛。目前, 外贴保温体系的最大缺陷是现场施工质量很难控制, 使用寿命短, 工程存在很多表面开裂、保温层剥落等质量问题。

另一种做法是用专用的固定件将保温板固定在外墙上, 然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等饰面材料外挂在预先制作的龙骨上, 直接形成装饰面。保温面和装饰层之间形成空气间层, 既保护了保温材料免受结露和渗透雨水的侵蚀, 又增强了墙体的热工性能。由于这种体系成本较高, 多用于公共建筑和高档住宅。

近年来, 为减少现场湿作业, 提高外保温体系的使用寿命, 并满足工程项目外观的需要, 保温装饰复合墙板体系发展很快。即在工厂内生产好标准的带有保温材料和装饰面层的复合墙板, 然后在工程现场粘贴或用锚栓固定在主题墙面上, 一次性满足保温和装饰的要求。装饰面层通常采用氟碳涂料, 也可采用新型墙面砖。

为满足低能耗建筑的要求, 要增加保温材料的厚度。例如, 在北方地区满足节能标准要求一般采用6~8cm厚的聚苯板, 建造低能耗建筑要采用10cm以上的聚苯板。

2.2 聚苯板与墙体一次浇筑成型技术体系

该技术是在混凝土框——剪体系中将聚苯板放置于建筑模板内即将浇筑的墙体外侧, 然后浇筑混凝土, 使混凝土与聚苯板一次浇筑成型为复合墙体。由于外墙主体与保温层一次成活, 工效提高, 工期大大缩短。在冬季施工时聚苯板起保温的作用, 可减少外围护保温措施。但在浇筑混凝土时要注意均匀、连续浇筑, 否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬, 影响后续施工。

3. 屋面节能技术

尽管屋面造成的热损失有限, 对建筑物总能耗的影响不大, 但是对于顶层房间的室内热环境影响很大, 造成顶层用户生活工作环境的舒适性差, 能源费用高。此外屋面保温隔热技术措施不好, 还会造成屋面冬季发生冻裂, 夏季发生热胀裂, 导致屋面开裂漏水事故频发。

3.1 倒置式保温隔热屋面体系

倒置式屋面就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒, 把保温层放在防水层的上面。倒置式屋面保温隔热性能优良, 施工简易、工期短、无需特别要求, 屋顶结构负荷小, 耐老化, 屋顶可再利用, 防水层维护方便 (见图2) 。目前, 我国北方地区和大中城市多采用聚苯板、加气混凝土板等板型保温材料及现场发泡聚氨酯等浇注型保温材料。

3.2 绿化屋面

屋顶绿化对夏季隔热效果显著, 可以节省大量空调电耗, 见图3据有关专业报道, 屋面覆土厚度大于200mm时, 其传热系数K<1.0W/ (m2·K) , 夏季绿化屋面与普通隔热屋面比较, 表面温度平均要低6.3℃, 屋面下的室内温度要低2.6℃。对于多层和低层建筑群, 屋顶绿化还可明显降低建筑物周围环境温度, 减少热岛效应, 从而降低空调电耗。同时冬季还可以起到保温的作用。此外, 由于土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜, 可起到阻水的作用。覆土种植后可使屋面免受风吹雨打日晒等外界气候变化的影响, 延长防水层寿命。为防止浇灌植物用的水肥对屋面防水层产生腐蚀作用, 降低屋面防水性能, 需在原防水层上加抹一层厚1.5~2.0cm的火山灰硅酸盐水泥砂浆后再覆土种植。

3.3 其他类型节能屋面

采用轻钢屋架或木屋架建造坡屋顶, 内置保温隔热材料, 铺设非金属屋面材料, 利用屋顶空间的空气流通, 太阳辐射最强时间的太阳光线对于坡屋面的斜射, 达到节能和室内舒适性要求。还可以利用破瓦材料的多种形式和对色彩的选择, 改善城市景观。

建造蓄水屋面, 利用水蒸发时带走大量水层中的太阳辐射形成的热量, 从而有效地降低屋面温度, 减弱了屋面的传热量, 是一种较好的隔热措施和改善屋面热工性能的有效途径, 由于蓄水屋面是在混凝土刚性防水层上蓄水, 既可利用水层隔热降温, 又改善了混凝土的使用条件。设计一个隔热性能好, 又节能的蓄水屋面, 必须对它的传热特性进行动态分析与计算, 以确定适合的蓄水深度和屋面负荷。

结语

面对建筑能耗迅速增加和建筑规模不断扩大的严峻现实, 我们应该尽可能最大限度地节约资源 (节能、节地、节水、节材) 、保护环境和减少污染, 为人们提供健康、适用和高效的使用空间, 与自然和谐共生的建筑。对建筑进行节能设计对于降低建筑能耗, 实现城市建设可持续发展具有重大意义。我们必须跟随世界和中国建筑节能发展的大趋势和大潮流, 抓住机遇, 迎接挑战、开拓进取, 搞好建筑外围护结构的节能。改善室内热环境, 促进建筑技术和建筑产业的发展, 为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活质量而努力。

摘要：通过对建筑外围护结构性能的分析, 对建筑外围护结构设计中外窗及幕墙、外墙、屋顶等所采取的节能技术措施及其特点作了论述, 并对这些节能措施目前的研究及应用现状作出归纳, 从而明确了常用节能技术措施的应用效果, 以使人们进一步了解节能技术在建筑外围护结构中的应用。

关键词：建筑节能,玻璃幕墙,节能技术,外围护结构,屋顶

参考文献

[1]柳孝图.建筑物理[M].北京.中国建筑工业出版社, 1999.

[2]李胜兰.遮阳隔热技术的应用分析[J].南方建筑, 2006, (6) :79-80.

[3]王丽滨, 陈戬.种植屋面的综合设计[J].浙江建筑, 2006, (8) :9-12.

[4]赵鸣等.既有玻璃幕墙的结构安全性模糊综合评判[J].四川建筑科学研究, 2008.

民用建筑结构节能 篇11

摘要:随着经济的快速发展和住宅生活水平的不断提高。住宅能耗占我国能源总消费量的比例逐年上升。建筑节能工作任务巨大.刻不容缓。本文主要从规划设计阐述了节能设计在建筑中的应用,并提出了一些节能措施。

关键词:建筑结构 节能 设计

0 前言

近年来我国的建筑规模迅速扩大,建筑能耗的总量逐年上升。这已成为我国经济发展的软肋。因此,如果现在不

开始注重建筑节能设计,将直接加剧能源危机。由此可见,我国的建筑节能要求十分迫切。建筑节能的中心是减少建筑耗能,提高建筑中的能源利用效率。同时,建筑节能需以不影响人们感觉舒适度为前提。那么,我们怎样进行建筑节能设计呢?节能型居住建筑设计方法。

1 总体规划设计

1.1 建筑选址 建筑基地不适宜选择在山谷、洼地及凹地等处,因冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。位于凹地的底层或半地下层建筑,为保持所需的室内温度所消耗的能量,就会相应的增加。所以建筑基地应尽量选择在向阳、避风的地段上,为建筑争取日照创造必要的条件。

1.2 建筑布局 利用建筑楼群合理布局,充分结合特定地点的自然环境因素、气候特征和建筑物功能。人的行为活动特点等,建立自然—人工生态平衡系统。具体体现在通过楼体排布的方案组合中,按以下原则挑选规划方案:充分利用和争取日照;避免风漏斗的出现,合理组织气流,减少建筑热损失;利用建筑外界面的反射辐射,对夏季炎热气候考虑充分。在规划布局中,可以通过建筑的手法来尽量改善Et照条件,比如:多排多列楼栋布局中,采用错位布置。利用山墙空隙争取日照;点、条组合布局时。点式住宅布置在朝向较好位置,条式布置其后,争取日照。

1.3 建筑形态 节能建筑的形态不仅要求体型系数(外表面积/体积)小,同时需要夏季日辐射得热少,冬季还需要对避寒风有利。但满足此三项需要的建筑形体常不一致,因此应考虑多种因索的制约,包括当地夏季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的环境情况,需要具体权衡得热和失热的具体情况,优化组合各项因素后得出结论。仅从夏季得热的角度,建筑应自合适的长宽比。加大进深由8m增加到14m,可以使建筑耗热指标降低11%～33%,因此对于1000～8000m2的住宅,进深控制在12～14m有利于建筑节能。

1.4 建筑间距 阳光对于个人不仅有卫生学的意义,同时对人的心理及精神也具有一定的影响。它不但是热源,同时还可以提高室内的日照水平,保证住宅室内具有一定的日照量,从而决定建筑问最小间距,并结合其他条件综合考虑建筑群体的布置。建筑采用斜屋顶在满足日照的前提下可以缩小住宅问距。

1.5 建筑朝向 朝向的选择考虑因索有:冬季具有适量和一定质量的日光照人室内;炎热季节尽量减少太阳直射室内及居室外墙面;夏季通风良好,冬季避免冷风吹袭;充分利用地形和节约用地;照顾居住建筑群体组合的需要。

2 建筑单体设计

2.1 合理控制体形系数 建筑物的体形系数一般应控制在0.3以下,平、立面尽量不出现过多的凸凹面,因为住宅表面体积较小,越利于建筑节能。避免热损失。当然,个别地方点缀一些里出外进还是可以的。在此处,平面型基本为长方形,单元组成行列式,增加了冬季直射室内的阳光,夏季减少阳光的辐射。合理组织穿堂风,增强空气对流,制造合适的小气候,以减少能源的使用。

2.2 门窗节能设计有屋顶对节能的影响 窗户对住宅影响相当大,它既是太阳辐射的得热处,又是室内热量的失热处。我们的节能住宅在满足采光通风的前提下,尽可能缩小北向开窗面积,扩大南向开窗面积。同时,阳台北及户门冷风渗透量大,应采取保温门。虽然屋面热量仅占整个建筑物的9%,但对顶层房间室内热环境条件冬、夏季较差,加强屋面结构保温也是降低能耗的重要措施。目前,我们屋面选用聚苯乙烯泡沫板加空气隔气屋,它具有良好的保温隔热性能,热工性能比较好。

2.3 新型节能材科的应用,实用粘土砖,浪费土地、耗能高、保温性能差 发展国家六十年代就发展了加气砖,建筑砌块、石膏板,各种轻质板材及节能窗。我国也正朝这个方向发展,并采取严格措施,限制实心粘土砖的应用。门窗的材料也由原来的钢、木而由塑钢制品代替,并采用了嵌入式橡胶密封胶条,使窗户空气渗透量大大减少,气密性提高。

3 建筑节能技术的应用

3.1 墙体节能 墙体是建筑外围护结构的主体。所以墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。墙体节能有以下两个途径:

3.1.1 建筑保温节能设计 建筑保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。建筑内保温就是在建筑外墙的内表面上加设保温材料,再在其上粉刷、涂料等,其优点是墙体内表面不用加强防水层,构造处理简单,保温材料以免受室外雨水的影响,是一种简单且效果很好的建筑保温方式。外保温是在外墙外表面上做保温材料,覆以防水层,再设外墙装修的构造方法,其优点多。首先其保温层设在外表面。可以有效的保护外墙砌体免受太阳辐射的影响,减小墙体应力损害;其次外保温对建筑柱、梁、墙角等敏感部位处理容易,可以减少热桥的产生,并可避免内表面结露;再次围护结构内侧为重质砌体,有较高的热容性,可以减少室温的波动;在夏季,外保温材料又起到很好的隔热作用,使墙体不会升温过快,内表面温度降低,增加了室内舒适度。

3.1.2 建筑隔热节能设计 隔热除考虑外墙部位需设置外。屋顶由于受太阳辐射影响最大,所以也要进行隔热设计。隔热设计主要使用隔热材料隔热和隔热构造隔热。隔热材料有填充类、板块类和热反射类。而现在有一种很廉价的隔热方式:空气层的隔热。这是一种将“空气”作为隔热材料的特殊做法,其隔热性能良好,所以在隔热构造设计中被经常用到。其隔热原理是通过降低传热达到隔热的目的,而影响其隔热性能的原因有:空气间层厚度、热流方向、空气间层的密闭程度和两侧表面的光洁度。这种隔热方式现在主要被用于炎热气候地区的屋面、墙体、双层窗中,隔热效果好。同时空气间层设于墙体部分,起隔热和保温双重效果,不过水平构件只有隔热作用。

3.2 屋面节能 常用的几种节能屋面是:高效保温材料屋面、架空型保温屋面、浮石砂保温屋面和倒置型保温屋面。平屋顶多采用加气混凝土保温,厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠岩或浮石砂保温。有的则在架空混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩,保温效果很好。坡屋顶为便于设置保温层。可以在坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡,或者在天棚上铺设上述绝热材料。

3.3 采暖节能 水源热泵技术是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流、湖泊)中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能转移的一种技术。众所周知,地下水温度在一年内波动远小于室外空气,是很好的热泵热源和空调冷源。同时。在冬季不存在结露、结霜等问题;在夏季有些情况下甚至可以直接从地下水作为冷源给用户供冷,而不用开启水源热泵,从而有很大程度。

4 结语

总之,建筑节能一次投资可能比较大,但是带来的效应是无法用金钱来衡量的。建筑节能作为一项系统工程涉及多方面同题,涉及自然地理环境、规划、建筑设计以及居民使用方式等多种因素,涉及到政府部门、建筑设计师、开发商、物业业主、使用人、管理者、相关节能部件的生产者等方面群体利益,有待与各部门通力协作,就一定能创作出既符合建筑学原理,又符合节能要求的优秀住宅。

参考文献:

[1]王立雄.建筑节能.第一版[M].天津.中国建工出版社.2004.5.

[2]上官安星.浅析建筑节能施工技术.2005.9.

居住建筑围护结构的保温节能 篇12

关键词：围护结构,体形系数,体温节能

0引言

为了贯彻国家节约能源保护环境,同时也为了提高住户人居环境,节省住户资源,如今在居住建筑中从建筑设计上强制性的采取了节能设计。居住建筑的节能是由围护结构部分和采暖部分构成。在居住建筑中以住宅建筑为主,并且包括了宿舍、托幼、老年建筑、病房楼、旅馆等。在这里只对多层居住建筑(6层及6层以下的建筑)进行阐述。

1围护结构节能的原理及途径

为了保持室内温度,建筑物必须获得或者是阻止热量的交换:即冬天在北方室内温度相对高于室外温度,要防止或者减少室内热量流于室外,并且要尽量多的获得室外阳光辐射带来的热量,保持室内高温;夏季北方室外温度相对于室内温度高,在不影响通风采光的情况下,要防止或者减缓室外的热量传入室内,以保持室内的凉爽。

冬季建筑物获得热量的途径一般包括采暖设备的供热(约占70%～75%),阳光辐射得热(约占15%～20%),建筑物内部得热(包括炊事,照明,家电,人体散热,约占8%～12%)。这些热量又通过围护结构(门窗,外墙,屋顶及不采暖地下室顶板)向外散失。建筑物的总失热包括围护结构的传热耗热量(约占70%～80%)和通过门窗缝隙的空气渗透的耗热量(约占20%～30%),因此建筑节能的主要途径是:减小建筑物外表面积和加强围护结构的保温,以减少传热耗热量;提高窗户的气密性,以减少空气渗透耗热量,在减小建筑总失热量的前提下,尽量利用太阳辐射得热和建筑内部得热,最终达到节能的目的。

2结构节能

围护结构采取节能措施,是建筑节能的基础。

由于我国建筑节能是从采暖居住建筑起步的,因此,建筑节能首先考虑加强围护结构保温无疑是正确的决策。

从管理的角度看,可以对围护结构制订限定性指标,易于评价。围护结构的节能设计是寻求围护结构在采暖期内消耗的热量不超过国家规定的耗热量指标即符合国家标准JGJ 123-95民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)。在诸多围护结构(包括屋顶,外墙,不采暖楼梯间,窗户,阳台门芯板,外门,接触室外空气的地板,不采暖地下室上部地板,周边地面,非周边地面)中窗户传热是耗热的薄弱环节,是节能的重点部位。改善建筑物窗户(包括阳台门联窗)的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键措施。

从传热耗热量的构成来看,外墙所占比例最大,其次是窗户,再次是楼梯间隔墙(在有不采暖楼梯间情况下)和屋顶,不封闭阳台门下部、外户门和地面所占比例较小,虽然这些部位的保温所占比例较小,但也是不可忽视的。

建筑的体形系数。建筑的体形系数是指建筑物的外表面积除以建筑物的体积所得的数字,当这个数字越小时,其建筑的表面积相对也就越小,所以其散热也就越小,则越有利于节能。就具体的建筑物来讲,当建筑物形体越规则时,凹凸面以及立面高低变化就越少,则其体形系数越小,建筑体形系数也就越小,越有利于节能。一般来讲建筑物的体形系数宜控制在0.35以下,当建筑物的体形系数超过0.3以后,则建筑物除了要加强外墙保温措施,还应该进行判断计算,以达到建筑节能50%的标准。

外墙保温。外墙保温分为外墙外保温和内墙内保温,但是宜首选外保温做法。

不采暖的楼梯间。不采暖的楼梯间的内墙和户门应有保温措施,传热系数应该符合当地限值的规定。

门窗保温构造。首先应该采用气密性良好的外窗(包括阳台门),其气密性等级不应该低于三级(一级为普通型气密性钢窗,二级为改进型废气密钢窗,三级为推拉铝窗,四级为塑料窗,五级为平开铝窗)。凸窗(飘窗)中外窗围板的传热系数应不大于1.5 W/(m2·K),并且凸窗的上下底板应该进行保温处理。

阳台的保温。阳台不封闭时,阳台处外墙及阳台门窗应进行保温。当阳台封闭时,外墙上设置门窗;当阳台采暖时,阳台栏板按照外墙考虑,封闭阳台内部按照室内考虑。阳台封闭,外墙上设置门窗,不采暖,当栏板的传热系数不大于1.5 W/(m2·K),阳台采用单玻窗时,阳台的外墙与外窗的传热系数修正系数按与有外门窗的不采暖房间相邻的隔墙取值。

在不采暖的地下室以及一层为不采暖的杂物间的顶板应该进行保温处理,在过街楼的上顶板也应该进行保温处理。

当伸缩缝,沉降缝,抗震缝的缝宽不大于50 mm时,应用聚苯板等保温材料密实填满;缝宽大于50 mm时,屋面和外墙的缝口应用聚苯板等保温材料封闭密实,其深度不应小于300 mm。传热系数不大于1.80 W/(m2·K)。其中缝隙净宽大于50 mm时,缝隙封堵缝两侧的外墙仍按外墙考虑,当缝隙净宽度不大于50 mm时,填满后,缝隙的两侧墙当内墙考虑。

参考文献