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住宅建筑節(jié)能技術(shù)的應用

2009-12-30 15:32    【  【打印】【我要糾錯】

  摘 要:文章從建筑環(huán)境的營造、建筑主體節(jié)能、門窗保溫三方面闡述了住宅建筑節(jié)能的設計及要求。

  關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能技術(shù);建筑主體節(jié)能;門窗保溫

  目前,我國建筑節(jié)能技術(shù)相對落后,能源浪費十分嚴重。建筑單位面積能耗是發(fā)達國家的3-5倍。根據(jù)國家《建筑節(jié)能“九五”計劃和2010年規(guī)劃》要求建筑總體(包括建筑節(jié)能、設備節(jié)能)實現(xiàn)節(jié)能50%的目標,對其中的建筑節(jié)能提出更高的要求。筆者認為:住宅建筑節(jié)能主要從建筑環(huán)境的營造、建筑主體節(jié)能、門窗保溫三方面著手。

  一、建筑環(huán)境的營造

  (一)總平面設計階段節(jié)能設計

  總平面的合理設計、布置,一方面可以使住宅日照充均衡充足,從而降低冬季采暖能耗,同時可以營造出良好的自然通風環(huán)境,使小區(qū)達到冬暖夏涼的理想狀態(tài),自然而然的降低了空間的能耗。

  住宅的主要朝向使住宅在冬季有充分日照,夏季盡可能享受主導風向的吹拂。

  點塔式單元、多/低層住宅及公建布置在夏季主導風迎風面,以利進風;板式單元及高層住宅布置在冬季主導風迎風面的一側(cè)以利防風。

  住宅群體的布置和排列,要引導夏季主導風向從30°-60°斜方向進入建筑群體內(nèi)部,保證風路的暢通,盡可能減少群體內(nèi)部和背風區(qū)轉(zhuǎn)角處氣流停滯和漩渦范圍,迎冬季主導風向處,減少豁口。

  住宅間距在滿足日照的前提下,考慮通風效果,在用地條件允許情況下,適當放大。住宅群體間距要疏密相間布置,密處風速加大,會改善群體內(nèi)部通風。

 。ǘ┛傮w景觀與綠化階段節(jié)能設計

  綠化對改善環(huán)境空氣質(zhì)量、降低空氣粉塵、減輕噪聲污染、降低室外溫度、營造良好的室外熱工環(huán)境等有重要意義。對于住宅小區(qū)盡量減少硬地面,提高綠化覆蓋率。

  綠化植物主要有草地、灌木、喬木三類,三者要有機結(jié)合,其中喬木不僅有觀賞作用,而且有遮陽降溫功能,因此,在小區(qū)道路兩旁以及住宅的周圍宜選擇樹冠較大的常綠喬木,充分發(fā)揮其遮陽的功能。

  在夏季輻射得熱嚴重的多層住宅山墻要布置垂直綠化,種植常綠爬藤植物。屋頂布置屋頂花園,種植佛甲草、牽;ǖ茸约郝浞N、繁殖能力強,且不需要人工養(yǎng)護的植物種類。

 。ㄈ﹩误w設計階段節(jié)能設計

  1.平面設計階段

  充分考慮室內(nèi)空間的合理性,盡可能讓每個居室都有穿堂風,夏季利用自然通風進行降溫。保證主要居室有朝南的充分日照,使住宅在冬季有充足的陽光,基本滿足白天的自然取暖要求。

  2.立面設計階段

  立面設計講究實用原則,盡可能減少外墻的凹凸面,改善住宅體形,使住宅建筑體形系數(shù)達標,以減少熱量散逸,在滿足日照、采光的前提下,要根據(jù)不同朝向控制窗墻比,目前廣為流行的凸窗、轉(zhuǎn)角窗、大面積幕墻窗、落地窗對節(jié)能是不利的。

  在外墻立面選材方面,為了使建筑節(jié)能系統(tǒng)更合理并發(fā)揮節(jié)能投資效益,選擇淺色飾面外墻,以反射太陽輻射,降低建筑能耗。

  二、建筑主體節(jié)能措施

 。ㄒ唬┩鈮ν獗

  相對外墻內(nèi)保溫而言,外墻外保溫的保溫效果更理想,取暖成本大幅下降,并可完全避免熱橋。保溫層厚度合理的情況下,不易發(fā)生保溫層內(nèi)部冷凝或結(jié)構(gòu)內(nèi)表面冷凝現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)墻體的熱儲存性被充分利用,改善了室內(nèi)熱穩(wěn)定性,外墻外保溫在夏季起到一定得隔熱作用,同時室內(nèi)到室外溫度曲線對結(jié)構(gòu)墻體有利,因而采用外墻外保溫是在經(jīng)濟條件允許的情況下較好的選擇。

  近年來,外墻外保溫的應用技術(shù)在國外發(fā)展迅速,已形成很多的應用體系和系統(tǒng)。其中,膨脹聚苯板(EPS)抹灰系統(tǒng)應用較廣,技術(shù)的成熟度較高。在外墻外保溫的其他應用體系中,擠塑聚苯板(XPS)外墻外保溫系統(tǒng)近兩年在國內(nèi)也有應用。擠塑聚苯板的導熱系數(shù)和吸水率小于膨脹聚苯板,而壓縮強度較高,是一種性能優(yōu)良的保溫材料,但它的表面致密光潔,用于外墻外保溫層制品的兩個表面均需涂界面劑,增加與聚合物砂漿的粘結(jié)力。此外,各地自主開發(fā)了不少新技術(shù),如砂加氣塊保溫系統(tǒng)和用在多層的聚氨酯外墻外保溫系統(tǒng),膠粉聚苯顆粒保溫砂漿抹灰系統(tǒng)以及有網(wǎng)和無網(wǎng)(鋼絲網(wǎng)架)膨脹聚苯板的澆合系統(tǒng)等。

  熱工性能良好的建筑外圍護結(jié)構(gòu)是保證減少能耗的必要條件。

 。ǘ┪蓓敱

  屋頂保溫通常采用倒置式屋面,從結(jié)構(gòu)層往上分別是防水層、保溫層、砌塊保護層。保溫層通常采用低熱導性高抗壓強度高抗水汽浸透性能的擠塑板(XPS)。與傳統(tǒng)屋面比較,保溫層在防水層之上,可以避免防水層受到陽光的直接輻射,保護防水層免受室外晝夜溫差和冬夏季溫差影響,防水層溫度相對穩(wěn)定,不易結(jié)露。

  (三)門窗保溫

  窗系統(tǒng)是圍護體系中保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié),有資料表明,我國采暖居住建筑經(jīng)窗戶損失的熱量約占全部建筑圍護結(jié)構(gòu)熱損失量的50%.

  提高建筑門窗保溫性能的途徑有:

  1.窗框選材:選用導熱系數(shù)低的塑鋼或者鋁合金斷熱型材。其中,鋁合金斷熱橋應有足夠的長度,一般不宜小于15mm,才能保證斷熱橋有足夠大的熱絕緣系數(shù)。

  2.成窗必須要做到真正斷熱。對于平開窗,五金配件與鋁合金斷熱型材不配套,裝上五金件后,斷熱的鋁合金型材又被里外聯(lián)通,導致斷熱型材傳熱能力加強,所以作平開窗時,應解決五金件及安裝上存在的問題。

  使用中空鍍膜玻璃:

  3.中空玻璃空氣層厚度對其熱絕緣系數(shù)影響較大,在型材斷面尺寸允許情況下,空氣層厚度盡可能取大。

  試驗結(jié)果表明,空氣層不大于20mm時,傳熱熱絕緣系數(shù)隨空氣層厚度增大而增加。如果條件允許,采用中空充氬氣等惰性氣體會使中空玻璃熱工性能進一步改善。

  當前,我國中空玻璃深加工市場比較混亂,部分廠家生產(chǎn)管理控制不嚴,使中空玻璃的使用壽命大大縮短,其中,膠條與玻璃的粘結(jié)質(zhì)量是決定中空玻璃壽命的主要因素。宜選擇氣體滲透系數(shù)低的丁基橡膠和聚硫膠做雙道密封。此外,中空玻璃鋁隔條是熱的良導體,使中空玻璃周邊傳熱強度遠遠大于中部,在嚴冬鋁隔條內(nèi)層玻璃內(nèi)表面溫度明顯低于中部,常出現(xiàn)寬15mm左右的結(jié)霜帶,因此在安裝時鋁隔條盡可能埋在窗框的溝槽中,使鋁隔條處內(nèi)外玻璃表面不直接暴露在空氣中,在嚴冬鋁隔條內(nèi)層玻璃內(nèi)表面溫度明顯低于中部,常出現(xiàn)寬15mm左右的結(jié)霜帶,因此在安裝時鋁隔條盡可能埋在窗框的溝槽中,使鋁隔條處內(nèi)外玻璃表面不直接暴露在空氣中,減少甚至消除鋁隔條處內(nèi)層玻璃表面結(jié)霜問題,鋁隔條宜采用整體折彎,不用插角,這樣可以減少角部水汽滲漏,從而提高中空玻璃整體性能。

  鍍膜玻璃的節(jié)能性是改變玻璃表面的熱反射特性而實現(xiàn)的,由于選擇了不同的鍍膜材料和膜系結(jié)構(gòu)而形成了兩大系列產(chǎn)品,即熱反射鍍膜玻璃(或稱陽光控制膜玻璃)和低輻射鍍膜玻璃(或稱Low-E玻璃)。住宅對采光性能要求較高,而且Low-E玻璃的適用地域較廣,因此Low-E玻璃在住宅中的應用更為廣泛。

  Low-E玻璃——在玻璃表面鍍低輻射材料銀及金屬氧化物膜,使玻璃呈現(xiàn)出不同顏色。其主要作用是降低玻璃的U值,同時有選擇地降低Sc,全面改善玻璃的節(jié)能特性。因使用地域和設計要求的不同,Low-E玻璃被劃分為高透性、遮陽型及雙銀Low-E玻璃等種類。

  高透型Low-E玻璃,遮陽系數(shù)Sc≥0.5,對透過的太陽能衰減較少。這對以采暖為主的北方地區(qū)極為適用,冬季太陽能波段的輻射可透過這種Low-E玻璃進入室內(nèi),經(jīng)室內(nèi)物體吸收后變?yōu)長ow-E玻璃不能透過的遠紅外熱輻射,并與室內(nèi)暖氣發(fā)出的熱輻射共同被限制在室內(nèi),從而節(jié)省暖氣的費用。

  遮陽型Low-E玻璃,遮陽系數(shù)Sc<0.5,對透過的太陽能衰減較多。這對以空調(diào)致冷的南方地區(qū)極為適用,夏季可最大限度地限制太陽能進入室內(nèi),并阻擋來自室外的遠紅外熱輻射,從而節(jié)省空調(diào)的使用費用。

  雙銀Low-E玻璃是高級Low-E玻璃,它突出地強調(diào)了玻璃對太陽熱輻射的遮蔽效果,將玻璃的高透光性與太陽熱輻射的低透過性巧妙地結(jié)合在一起,在可見光透過率相同的情況下,它比普通Low-E玻璃具有更低的太陽能透過率,即具有更低的遮陽系數(shù)。換句話說,它最大限度地將太陽光過濾成為冷光源,解決了高可見光透過率與低太陽能透過率不能兼顧的矛盾,為追求外觀通透性的設計提供了節(jié)能性的保障。這種Low-E玻璃更適合于我國的氣候特性,其綜合節(jié)能效果遠優(yōu)于普通Low-E玻璃。不同的Low-E玻璃品種適用于不同的氣候地區(qū)。

  4.提高氣密性根據(jù)《建筑外窗空氣滲透性能分級及其檢測方法》(GB7107)規(guī)定:1-6層外窗及陽臺門氣密性等級不應低于Ⅲ級,7層及7層以上的外窗陽臺門氣密性不應低于Ⅱ級。

  平開窗關(guān)閉時氣密性優(yōu)于推拉窗,開啟時開啟面積大,有利于自然通風,故宜采用平開窗。

  門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設灰口等密封方式;框與扇可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫,回風槽等方式;扇與扇之間可用密封條,高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間可用各種彈性壓條密封。

  在窗格劃分時要縮短窗扇的縫隙長度,盡量采用大窗扇,擴大單塊玻璃的面積,合理減少開啟的窗扇面積,適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。

  三、結(jié) 語

  住宅建筑節(jié)能,在降低建筑能耗的同時,為居住者提供更健康舒適的居住熱工環(huán)境。經(jīng)調(diào)查,節(jié)能項目的銷售情況比同地段的普通住宅更好。對發(fā)展商而言,建筑節(jié)能所增加成本投資,相對所取得的經(jīng)濟效益是微不足道的。建筑節(jié)能是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成,是一項復雜的系統(tǒng)工程。如果從設計一開始入手,結(jié)合相關(guān)的節(jié)能措施,完成綜合節(jié)能50%的目標完全可以實現(xiàn)。隨著越來越多節(jié)能住宅小區(qū)的涌現(xiàn),住宅建筑節(jié)能及相關(guān)成套技術(shù)體系必將越來越成熟。

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