1、居住建筑的節(jié)能技術(shù)措施探究        【摘要】節(jié)能不僅是當今世界人們共同關(guān)注的熱點問題,也是克服當前或今后資源供需矛盾和環(huán)境壓力的重要舉措。居住建筑的節(jié)能是多方面的,本文主要對居住建筑基于建筑方向宜采取的節(jié)能技術(shù)措施進行探討。 【關(guān)鍵詞】建筑 節(jié)能措施 規(guī)劃設計 圍護結(jié)構(gòu) 熱工性能 1 引言 近年來建筑節(jié)能技術(shù)已成為全世界關(guān)注的熱點,也是當前國內(nèi)外節(jié)能領域的一個熱點研究課題。據(jù)資料顯示,西方發(fā)達國家建筑能耗占社會總能耗的30%45%,我國建筑能耗已占社會總能耗的20%25%,正逐步上升到30%1。因此建筑節(jié)能是

2、目前節(jié)能領域的當務之急。 居住建筑是通過采用合理的建筑規(guī)劃設計和通過采用新型的建筑材料,增強建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫、隔熱性能以及通過執(zhí)行建筑節(jié)能標準,合理設計出建筑圍護的熱工性能等措施對居住建筑加以控制,以此來達到建筑節(jié)能的最終目的。 2 節(jié)能建筑規(guī)劃設計 2.1 合理的建筑布局及朝向 采取合理的建筑群布置,合理確定房屋間距與布局的形式。居住小區(qū)的建筑規(guī)劃布置宜采用南低北高的設計原則。在規(guī)劃條件允許的情況下,建筑的主要朝向宜選擇本地區(qū)最佳朝向,一般宜采用南北向或接近南北向,宜使主要居室朝向南偏東15°至偏西15°范圍,但不宜超出南偏東45°至偏西30°范圍。因

3、為同樣形狀的建筑物,南北朝向比東西朝向的冷負荷小。如對一個長寬比為41的建筑物,經(jīng)測試表明:東西向比南北向的冷負荷約增加70%2。在建筑物內(nèi)布置空調(diào)房間時,還應盡量避免布置在東西朝向或東西墻上有窗戶的房間以及平屋頂?shù)捻攲臃块g。為了組織好房間的通風,引風入室并能形成一定的風速,房屋朝向要力求接近夏季主導風向,并合理選擇房間開口位置和面積,積極地采取各種通風構(gòu)造措施。 2.2 控制建筑物的體型系數(shù) 體形系數(shù)的定義是建筑物外表面積F與其所包圍的體積V之比值,體形系數(shù)的大小對建筑能耗的影響非常顯著。對于相同體積的建筑物,其體形系數(shù)越大,說明單位建筑空間的熱散失面積越高,研究表明:體形系數(shù)每增大0.01

4、,能耗指標約增加2.5%。從降低建筑能耗的角度出發(fā)應將體形系數(shù)控制在一個較低水平上,建筑物的體形設計應適應不同地區(qū)的氣候條件。夏熱冬冷地區(qū)條式建筑居住建筑體形系數(shù)0.35,點式建筑0.40。夏熱冬暖地區(qū),單元式、通廊式建筑居住建筑體形系數(shù)0.35,塔式住宅0.40。3 2.3 綠化對節(jié)能建筑的影響 綠化對居住區(qū)氣候條件起著顯著的作用。它能調(diào)節(jié)改善氣溫,調(diào)節(jié)碳氧平衡,減弱溫室效應,減輕城市的大氣污染,減低噪聲,遮陽隔熱,是改善居住區(qū)微小氣候、改善建筑室內(nèi)環(huán)境,節(jié)約建筑能耗的有效措施。在居住小區(qū)布置時宜采用中心綠地與組團綠地相結(jié)合的方式,充分利用小區(qū)現(xiàn)有的地形、地貌及一切其它可利用條件進行綜合綠化

5、。 3 增強建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能 改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負荷。據(jù)有關(guān)資料介紹,圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)每增大1W/M2·K,在其他工況不變條件下,空調(diào)系統(tǒng)設計負荷增加近30%4。所以改善建筑外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能是建筑節(jié)能的首要措施。 3.1 門窗的節(jié)能技術(shù)措施 門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,面積約占建筑外維護結(jié)構(gòu)面積的 30%,其能耗約占建筑總能耗的 2/3,其中傳熱損失為 1/3。所以門窗是外維護結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點。 3.1.1 合理控制窗墻比 窗墻比是外門窗洞口與外墻的面積比值,通過窗戶的傳熱有兩部分,一部分是室內(nèi)外的溫差引起的傳熱;另一部分則是太

6、陽輻射直接透過窗玻璃進入室內(nèi)引起的傳熱,窗墻面積比越大,則采暖空調(diào)能耗也越大。因此從節(jié)能的角度出發(fā),在保證日照、采光、通風、觀景條件下,盡量減少外門窗洞口的面積。居住建筑的窗墻比應按氣候分區(qū),分成嚴寒、寒冷地區(qū);夏熱冬冷地區(qū);夏熱冬暖地區(qū)。嚴寒、寒冷地區(qū)北向和東西向的居住建筑的窗墻比0.30,南向的0.50;夏熱冬冷和冬暖地區(qū)北向的窗墻比0.45,東西向的0.30(無外遮陽設施),南向的0.50。 3.1.2 使用新型保溫節(jié)能門窗 采用熱阻大、能耗低的節(jié)能材料制造的新型保溫節(jié)能門窗可大大提高熱工性能.為提高建筑門窗的保溫性能,宜采用中空玻璃.當需進一步提高保溫性能時,可采用Low-E中空玻璃,

7、充惰性氣體的Low-E中空玻璃、兩層或多層中空玻璃等。門窗型材可采用木-金屬復合型材、塑料型材、隔熱鋁合金型材、隔熱鋼型材、玻璃鋼型材等.為提高建筑門窗的隔熱性能,降低遮陽系數(shù),可采用吸熱玻璃、鍍膜玻璃(包括熱反射鍍膜、Low-E鍍膜等)。 3.1.3 設置遮陽設施 設置遮陽設施,盡量減少通過玻璃直接進入室內(nèi)的太陽輻射.門窗遮陽產(chǎn)品可采用花格、外擋板、外百葉、外卷簾、玻璃內(nèi)百葉等。窗戶遮陽中外部遮陽是效率最高的一種遮陽措施,外遮陽按遮陽構(gòu)件安裝位置可分為水平式、垂直式、綜合式、擋板式四種基本形式3。水平式外遮陽宜布置在北回歸線以北地區(qū)南向及接近南向的窗口和北回歸線以南地區(qū)的南向及北向窗口;垂直

8、式外遮陽宜布置在北向、東北向、西北向的窗口;綜合式外遮陽宜布置在從東南向到西南向范圍內(nèi)的窗口;擋板式外遮陽宜布置在東、西向及其附近方向的窗口。 3.1.4 門窗具有良好的密閉性能 嚴寒、寒冷地區(qū)及夏熱冬冷地區(qū)1-6層居住建筑的外窗及陽臺門的氣密性等級不應低于現(xiàn)行國家標準建筑外窗氣密性能分級及檢測方法GB/T7107中規(guī)定的4級,夏熱冬冷地區(qū)7層及7層以上居住建筑的外窗及陽臺門的氣密性等級不應低于現(xiàn)行國家標準規(guī)定的3級;夏熱冬暖地區(qū)1-9層居住建筑外窗(包括陽臺門)的氣密性能,在10Pa壓差下,每小時每米縫隙的空氣滲透量不應大于2.5m3,且每小時每平方米面積空氣滲透量不應大于7.5m3;10層

9、及10層以上居住建筑外窗的氣密性能,在10Pa壓差下,每小時每米縫隙的空氣滲透量不應大于1.5m3,且每小時每平方米面積空氣滲透量不應大于4.5m3。 3.2 外墻的節(jié)能技術(shù)措施 3.2.1 采用新型、環(huán)保、節(jié)能的復合墻體 由于外墻在整個外包面積中所占的比例最大,所以對傳熱的影響也最大,使用環(huán)保、節(jié)能型保溫材料能承擔增大熱阻的功能,可有效減少通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱。在傳統(tǒng)墻體的基礎上增設一層保溫材料,組合而成多層復合墻體,是提高墻體保溫隔熱性能的重要措施。外墻的保溫系統(tǒng)有外墻外保溫系統(tǒng)、外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)。目前常采用的外墻外保溫系統(tǒng)的類型及其適用范圍詳見福建省居住建筑節(jié)能設計標準實施細則DBJB-62

10、-2004。 3.2.2 采用新型、環(huán)保、節(jié)能的自保溫墻體 自保溫墻體即是充分利用材料自身的特點而起來的一種環(huán)保、節(jié)能的新型外墻體系。構(gòu)成墻體的材料不但有變廢為寶、凈化環(huán)境、減少污染的優(yōu)點,還具有重量輕、強度高、抗震性能好、保溫隔熱性能好的特點;所砌筑的墻體不但可用于橫墻承重和框架填充墻的房屋,不同厚度的墻體,還可滿足不同氣候區(qū)建筑節(jié)能標準。如目前廣泛使用的蒸壓加氣混凝土砌塊,它在穩(wěn)態(tài)傳熱條件下,1m厚的材料板,兩側(cè)表面溫差為1時,單位時間內(nèi)通過1面積傳遞的熱量為0.110.18W,僅為粘土和灰砂磚的1/41/5,為普通混凝土的1/6左右2。實踐證明200mm厚加氣混凝土砌塊的保溫效果相當于4

11、90mm厚的粘土磚墻,隔熱性能相當于240mm厚的普通磚墻。 1         3.2.3 減弱太陽對外墻表面的輻射 外墻表面對太陽輻射熱吸收的強弱也是個值得關(guān)注的問題,表面吸收的太陽輻射熱越多,墻面溫度就越高,通過墻體傳進室內(nèi)的熱量也就越多,墻體采取淺色外飾面(如淺色粉刷、涂層和面磚等)或植物覆蓋綠化(如種植攀爬相物如爬山虎、常春藤等)等措施,就可以反射掉相當大一部分太陽輻射。 3.3 屋面的節(jié)能技術(shù)措施 3.3.1 屋頂采用保溫材料 屋頂在整個外包面積中所占的比例不大,但對頂層房間而卻是比例最大的圍護結(jié)構(gòu),而

12、且水平面的太陽輻射遠遠大于垂直墻面,屋頂?shù)谋馗魺嵩O計類似于外墻。屋面保溫可采用板材、塊材或整體現(xiàn)噴聚氨脂保溫層等。 3.3.2 隔離太陽輻射熱 隔離太陽輻射熱,減少陽光直射,可采用淺色屋面,種植屋面等。種植屋面應根據(jù)地域、氣候、建筑環(huán)境、建筑功能等條件,選擇相適應的屋面構(gòu)造形式。如對屋面進行綠色覆蓋,既可遮陽,又能隔熱,而且通過光合作用,可消耗或轉(zhuǎn)化部分能量,也起到美化環(huán)境作用;還可采用架空屋面、蓄水屋面等節(jié)能技術(shù)措施,但應注意的是架空屋面宜在通風較好的建筑物上采用,不宜在寒冷地區(qū)采用;蓄水屋面不宜在寒冷地區(qū)、地震地區(qū)和振動較大的建筑物上采用。 3.4 樓地面的節(jié)能技術(shù)措施 樓地面的節(jié)能技術(shù)

13、,可根據(jù)層間樓板、架空或外挑樓板和底層地面這些不同部位,采用不同的節(jié)能技術(shù)措施。層間樓板可采取保溫層直接設置在樓板上表面或樓板底面,也可采取鋪設木龍骨(空鋪)或無木龍骨的實鋪木地板。鋪設木龍骨的空鋪木地板,宜在木龍骨間嵌填板狀保溫材料,使樓板層的保溫和隔熱性能更好;在樓板上面的保溫層,宜采用硬質(zhì)擠塑聚苯板、泡沫玻璃保溫板等板材或強度符合地面要求的保溫砂漿等材料;樓板底面的保溫層,宜采用強度較高的保溫砂漿抹灰。嚴寒及寒冷地區(qū)采暖建筑的底層地面應以保溫為主,在持力層以上土壤層的熱阻已符合地面熱阻規(guī)定值的條件下,宜在地面面層下鋪設適當厚度的板狀保溫材料,進一步提高地面的保溫性能。 4 圍護結(jié)構(gòu)熱工性

14、能的綜合評定 根據(jù)建筑所處城市的建筑氣候分區(qū),圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能指標(即屋頂及外墻的傳熱系數(shù)K和熱惰性指標D、外窗的的綜合遮陽系數(shù)Sw、傳熱系數(shù)K等)應符合相應的規(guī)范要求.但建筑有時不能同時滿足所有這些剛性指標,在這種情況下可以通過不斷調(diào)整設計參數(shù)并能耗,最終達到所設計建筑全年的空氣調(diào)節(jié)和采暖能耗不大于參照建筑的能耗.這里所說的參照建筑是進行圍護結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷時,作為計算全年采暖和空調(diào)能耗用的假想建筑,參照建筑的形狀、大小、朝向以及內(nèi)部的空間劃分和使用功能與所設計建筑完全一致,但圍護結(jié)構(gòu)熱工性能和體形系數(shù)、窗墻比等重要參數(shù)應符合規(guī)范中的剛性規(guī)定。 5 結(jié)論 為了實現(xiàn)我國可持續(xù)戰(zhàn)略,建筑節(jié)能勢在必行。只要結(jié)合我國國情和實際情況,綜合利用各種節(jié)能技術(shù)措施,趨利避害,必定可以獲得顯著的節(jié)能效果。只有牢固樹立發(fā)展觀,充分認識建筑節(jié)能工作的重要性,嚴格地執(zhí)行建