1概述
1.1建筑节能的概念
建筑节能就是建筑物要制止和减少能源浪费,实行科学的设计施工,最大限度地节约能源。有三层含义:第一,建筑物在建设过程中要节约能源,包括使用生 产能耗低的建筑材料和最大限度节约使用建筑材料;第二,建筑物竣工后要保障使用过程中的能源节约,包括墙体、门窗、屋顶、采暖系统、照明以及利用太阳能 等,都要使用符合节能建筑质量要求的新型建筑材料,提高能源使用效率,节约能源;第三,要从建筑
物生命周期的观点出发,从建筑物材料的生产到建筑物的生产,最后建筑产品使用期终结时,材质得到最大限度的利用回收。
1.2建筑节能的三个阶段
建筑节能的研究经历了三个阶段,开始提出的建筑节能仅限于通过能源节约以降低资金投入,是最浅层次的建筑节能概念;上世纪八十年代后期,升华到节约 资源的高度,把建筑节能同人类赖以生存的自然资源联系到一起,是建筑节能的第二个阶段;第三阶段是上世纪九十年代后,把建筑节能与自然生态和人类社会的可 持续发展结合起来,是最具积极意义的节能概念。社会发展以能耗为基础,节能并非不消耗能源,而是要提高能源的利用效率,大幅度减少对环境的污染,在建筑的 全寿命周期内,尽量减少常规能源的消耗量。
2建筑节能技术
2.1墙体保温技术
按照建筑节能要求,建筑外墙要采用承重材料与高效保温材料(如聚苯板等)组成复合墙体,按保温材料和结构的不同,有外墙内保温、外墙外保温及CL建筑结构体系等方式。
2.1.1外墙内保温
内保温复合外墙有主体结构与保温结构两部分,保温结构是由保温板和空气间层所组成,主体结构一般为砖砌体、混凝土墙或其他承重墙体,保温结构中空气 间层的作用是防止保温材料受潮和提高外墙的热阻,空气间层的设置主要是防止保温层受潮。内保温复合外墙施工结构上会在龙骨部位、丁字墙部位、拐角部位和踢 脚部位形成热工弱点,须有进一步的保温措施。
2.1.2外墙外保温
外保温复合外墙构造在主体结构外侧贴以保温层再做饰面层。其特点如下:
(1)保护主体结构,延长建筑物寿命,减少维修费用。外保温技术保温层位于建筑物围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨雪、冻融、干湿循环造成的结构破坏,减少空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。
(2)基本消除“热桥”影响。“热桥”指的是在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗洞等部位形成的散热的主要渠道。采用外保温,“热桥”部位不产生结露,可消除“热桥”造成的热损失,热损失减少,降低采暖费用支出。
(3)墙体潮湿情况得到改善。结构墙体处于保温层内侧,只要保温材料选择合理且厚度适当,墙体内部一般不会发生冷凝现象,改善了墙体的保温性能。
(4)利于室温保持稳定。外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内空气温度上升或下降,墙体结构屋能够吸收或释放热量,有利于室内温度保持稳定。
(5)便于旧建筑物节能改造。旧建筑物一般不能满足节能的要求,外保温对旧房墙体进行节能改造无需临时搬迁,对用户正常生活影响不大。
(6)增加房屋使用面积。外保温技术保温材料贴在墙体的外侧,其保温隔热效果优于内保温,并能增加每户的住房使用面积。
2.1.3 CL建筑结构体系
CL建筑结构体系墙体是一种集受力与保护于一体的复合钢筋混凝土剪力墙结构体系,将保温层与剪力墙的受力钢筋组合成CL网架板,使承重的复合剪力墙 的墙体骨架发挥受力和保温双重作用,具有保温隔热性好、节约资源、整体性好、自重轻等特点,是实现墙体改革、建筑节能和建筑工厂化的一种建筑墙体结构。
2.2门窗节能技术
2.2.1减少渗透量
(1)密闭条的设置:减少透气性是达到气密隔声的必要措施之一,通过设置密闭条来改善密封性能,减少空气流动。
(2)密闭系数的确定和应用:建筑物由门窗缝隙渗入的冷空气量是由门窗两侧所存在的风压差和热压差所决定的,一般来说,风压差和热压差与建筑物的型 式、门窗所处的高度、朝向及室内外温差等因素有关。密闭系数(采取密闭的各种窗型测出的气密性数据与未加密闭处理的窗型气密性数据相比)见表1、表2。
摘要:建筑业是能源消耗的重要产业部门,约占社会总能源消耗的30%,建筑节能是节约能源的重要组成部分和促进经济发展的要素之一,建筑节能工作成 为一个地区必须高度重视和加快实施的一项工作。通过说明建筑节能的概念和含义,论述对建筑外墙保温、建筑门窗节能、建筑采暖、太阳能建筑以及建筑节能的相 关技术问题,力求为建筑节能工作的开展提供一些借鉴和帮助。
关键词:建筑节能;节能技术;太阳能。
1概述
1.1建筑节能的概念
建筑节能就是建筑物要制止和减少能源浪费,实行科学的设计施工,最大限度地节约能源。有三层含义:第一,建筑物在建设过程中要节约能源,包括使用生 产能耗低的建筑材料和最大限度节约使用建筑材料;第二,建筑物竣工后要保障使用过程中的能源节约,包括墙体、门窗、屋顶、采暖系统、照明以及利用太阳能 等,都要使用符合节能建筑质量要求的新型建筑材料,提高能源使用效率,节约能源;第三,要从建筑
物生命周期的观点出发,从建筑物材料的生产到建筑物的生产,最后建筑产品使用期终结时,材质得到最大限度的利用回收。
1.2建筑节能的三个阶段
建筑节能的研究经历了三个阶段,开始提出的建筑节能仅限于通过能源节约以降低资金投入,是最浅层次的建筑节能概念;上世纪八十年代后期,升华到节约 资源的高度,把建筑节能同人类赖以生存的自然资源联系到一起,是建筑节能的第二个阶段;第三阶段是上世纪九十年代后,把建筑节能与自然生态和人类社会的可 持续发展结合起来,是最具积极意义的节能概念。社会发展以能耗为基础,节能并非不消耗能源,而是要提高能源的利用效率,大幅度减少对环境的污染,在建筑的 全寿命周期内,尽量减少常规能源的消耗量。
2建筑节能技术
2.1墙体保温技术
按照建筑节能要求,建筑外墙要采用承重材料与高效保温材料(如聚苯板等)组成复合墙体,按保温材料和结构的不同,有外墙内保温、外墙外保温及CL建筑结构体系等方式。
2.1.1外墙内保温
内保温复合外墙有主体结构与保温结构两部分,保温结构是由保温板和空气间层所组成,主体结构一般为砖砌体、混凝土墙或其他承重墙体,保温结构中空气 间层的作用是防止保温材料受潮和提高外墙的热阻,空气间层的设置主要是防止保温层受潮。内保温复合外墙施工结构上会在龙骨部位、丁字墙部位、拐角部位和踢 脚部位形成热工弱点,须有进一步的保温措施。
2.1.2外墙外保温
外保温复合外墙构造在主体结构外侧贴以保温层再做饰面层。其特点如下:
(1)保护主体结构,延长建筑物寿命,减少维修费用。外保温技术保温层位于建筑物围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨雪、冻融、干湿循环造成的结构破坏,减少空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。
(2)基本消除“热桥”影响。“热桥”指的是在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗洞等部位形成的散热的主要渠道。采用外保温,“热桥”部位不产生结露,可消除“热桥”造成的热损失,热损失减少,降低采暖费用支出。
(3)墙体潮湿情况得到改善。结构墙体处于保温层内侧,只要保温材料选择合理且厚度适当,墙体内部一般不会发生冷凝现象,改善了墙体的保温性能。
(4)利于室温保持稳定。外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内空气温度上升或下降,墙体结构屋能够吸收或释放热量,有利于室内温度保持稳定。
(5)便于旧建筑物节能改造。旧建筑物一般不能满足节能的要求,外保温对旧房墙体进行节能改造无需临时搬迁,对用户正常生活影响不大。
(6)增加房屋使用面积。外保温技术保温材料贴在墙体的外侧,其保温隔热效果优于内保温,并能增加每户的住房使用面积。
2.1.3 CL建筑结构体系
CL建筑结构体系墙体是一种集受力与保护于一体的复合钢筋混凝土剪力墙结构体系,将保温层与剪力墙的受力钢筋组合成CL网架板,使承重的复合剪力墙 的墙体骨架发挥受力和保温双重作用,具有保温隔热性好、节约资源、整体性好、自重轻等特点,是实现墙体改革、建筑节能和建筑工厂化的一种建筑墙体结构。
2.2门窗节能技术
2.2.1减少渗透量
(1)密闭条的设置:减少透气性是达到气密隔声的必要措施之一,通过设置密闭条来改善密封性能,减少空气流动。
(2)密闭系数的确定和应用:建筑物由门窗缝隙渗入的冷空气量是由门窗两侧所存在的风压差和热压差所决定的,一般来说,风压差和热压差与建筑物的型 式、门窗所处的高度、朝向及室内外温差等因素有关。密闭系数(采取密闭的各种窗型测出的气密性数据与未加密闭处理的窗型气密性数据相比)见表1、表2。
根据国家规定的检测方法,测得一般窗缝构造渗透量约为4.5m3/m·h。按照建议的密闭系数计算,采用Ⅲ级窗可减少房间冷风渗透方面的能耗 40%;采用Ⅱ级窗可减少该项能耗60%;采用Ⅰ级窗可减少该项能耗达80%之多。规定要求,低层和多层居住建筑中应等于或优于Ⅲ级;高层和中高层居住建 筑应等于或优于Ⅱ级。
2.2.2减少传热量
(1)保温措施:①镶嵌部分材料,保温性能的提高主要是利用两层玻璃中间的空气间层热阻较大的原理,空气间层厚,热阻就大。密封中空双层玻璃密封空 间内装有一定量的干燥剂,寒冷季节空气内的玻璃表面温度虽低,仍不低于干燥空气的露点温度,避免玻璃表面结露。②框扇型材部分保温的加强采用导热系数小的 材料截断金属型材的热桥,效果较好。如采用复合型框扇如钢塑型、钢木型。③在窗外配套设置外遮阳系统,减少热辐射量。
(2)不论哪种节能窗型,空气间层的薄厚与传热系数的高低之间有着一定的规律性,在同样的材质构造中,空气间层愈大传热系数越小。在窗型中空气间层 厚度达到一定程度,传热系数降低就很小。一般来说,窗框扇面积较大,窗的传热系数则有很大提高,在低导热的塑料窗及钢塑框扇型中,其面积比例的变化则是相 反的情况,故要合理控制框扇的面积。
(3)门窗热损失有三个途径:①门窗框扇的热传导;②门窗框扇之间、扇与玻璃之间、框与墙体之间的空气渗透热交换;③窗玻璃的热辐射。玻璃的热辐射是导致室内温度升高的主要因素,改善窗户的隔热性能,可采用双层、三层或中空玻璃。
2.2.3外门节能
一般进户门采用金属门,采取15mm或18mm厚岩棉板为保温隔音材料,具有防盗、保温、隔声等功能,传热系数不应大于2.0。阳台门下部采用聚苯板加芯型门主板,上部透明部分为单玻或双玻,独立的阳台门上部透明部分为双层玻璃。
2.2.4有关技术要求
(1)窗墙面积比
窗户(包括阳台门透光部分)的传热能力比外墙大得多,夏季太阳的辐射通过窗户进入室内,窗墙面积比越大,进入室内的太阳辐射热就越大,在充分满足采 光要求的前提下,必须限制窗墙面积比,同时单窗高度不宜过高,以减少建筑围护部分热交换和空气渗透能量能耗,提高单窗抗风压强度。
(2)异型材规格、壁厚与结构
应用塑料门窗依据使用环境与楼层风压值进行风压强度计算,确定选用相应的型材规格、壁厚、结构,钢衬规格、窗型、密封形式、玻璃性能、层数、间距 等。应选用平开60、推拉80系列以上的型材制作,型材壁厚应≥2.5mm,选用的型材框以三腔,扇以两腔结构为宜,框型材排水腔应尽量窄些,钢衬腔应尽 量宽一些。
(3)钢衬规格、形状与壁厚
塑料门窗采用的钢料规格应与型材主内腔尺寸一致,间隙以1mm为宜,与框、扇连接时,螺栓间距应低于300mm为宜。尽量采用惯性矩较大的矩形钢衬,钢衬厚度依据楼层高度按抗风压计算确定,最低不得低于1.5mm。
(4)窗型与密封形式
采用整体式窗型,窗扇较大时应采用中挺分割,组合窗或带式窗应采用增强管拼接,建筑楼层较低时,可选用单扇推拉窗,以减少空气渗透缝隙。
平开门窗框扇搭接或扇与玻璃密封采用弹性和延伸率较好的橡塑胶条密封,制作时每扇应采用整根胶条,不许两根胶条拼接。胶条长度装配时应有一定的余 量,不许以拉伸状态装入扇槽内。推拉门窗框扇搭接密封应采用硅化毛条,扇与玻璃密封采用的胶条质量和装配要求一样。装配玻璃时应采用玻璃密封胶,可以提高 扇与玻璃密封性能并提高扇与玻璃协调抗风压性能。框与墙体安装后,其间隙应采用聚氨酯发泡剂填充,再用胶塑封盖和密封胶合缝,以适应门窗框在墙内长久使用 及热胀冷缩无渗漏的密闭要求。
2.3屋顶节能技术
顶层住房冬冷夏热是居民普遍关注的问题,节能建筑采取以下办法:
(1)平顶屋面
可将加气混凝土块架空设置,上面设置一层保温沙浆,或在架空的混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩。用高效保温材料,如聚苯板用于屋面,上铺防水层或聚苯板设在防水层以上,使防水层不直接受日光曝晒,保温效果比较好。
(2)尖顶屋面
尖顶屋面以前做法是在坡屋顶天棚上铺设岩棉、膨胀珍珠岩等保温材料,现在一般是按尖顶设计要求铺设保温彩板(5-10CM厚度)。
2.4建筑节能的重点———采暖问题
2.4.1采暖节能中的问题
(1)平衡供暖
住宅小区同一供暖系统中各住户冬季室温相差较大,利用计算机技术对小区供暖系统进行全面的水力平衡调试,采用以平衡阀及其它专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术,实现管网流量的合理分配,随时监控各住户室内温度,做到动态平衡调节,供暖质量大为改善,节约能源。
(2)热量按户计量及室温控制调节
生活用热计量收费是适应市场经济要求的一项改革,新建筑可按户或联户安设热表,旧建筑可在散热器上安设热量分配计,整幢建筑则安一热表,为控制室温 可在散热器端部安设恒温调节阀,达到热舒适和节能的双重效果,这种各用户的供暖动态调节与整个采暖系统的自动调节相结合,使整个系统的供暖运行随各个用户 用热需求的变化及时不断调整,效果明显。
(3)管道保温
供暖管道保温不好,输送中热能散失过多,采取输暖管外套聚乙烯或玻璃钢壳,中间用泡沫聚氯酯保温,直埋地下,管道热损失小,施工维修方便。
2.4.2节能采暖的几种方式:
(1)集中供热采暖方式
推行集中供热和热电冷联产联供技术,对各生活小区供热方式进行改造,减少环境污染和废渣废气的排放,节约土地。
(2)地板采暖技术
低温地板热辐射技术有以下优势:
①提高了采暖的舒适性,节约能源。低温地板采暖是地板发热,设计温度比传统对流采暖的设计温度要低2-4度。而室内采暖温度降低一度,可节省燃料10%,实现“按户计量,分室调温”,有可观的节能效益。
②有效节约房间的使用面积。暖气片采暖每100平米的居住面积,暖气散热器一般约占2平米左右的有效使用面积,而采用地暖技术,管道全被埋在地面下,不专设散热器,只设一个分水器装在暗柜内,增加房间使用空间。
③使用寿命长,节约维修时间,且清洁卫生。低温地板采暖是把铝塑复合管埋在地面的混凝土中,没有接头,不渗漏,寿命可达50年,低温地板辐射不会因冷热空气对流而使室内尘埃飞扬,室内清洁。
(3)地板采暖需注意的问题
①选用管材必须百分之百合格,高耐久性与建筑物同寿命,达到50年抗老不变形;②设计施工必须规范,不得违规操作和偷工减料;③使用过程中防止破坏性的震动,尤其装修过程中,要防止砸、撞地面。
2.5太阳能建筑
太阳能是绿色清洁能源,太阳能建筑有3种形式:
(1)被动式:通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理,以自然热交换方式获得太阳能源。采用太阳能墙方式,在建筑物的墙体外侧加一层薄薄的黑色 打孔铝板,吸收照射到墙体上的80%的太阳能量,被吸入铝板的空气经预热后,通过墙体内泵机抽到建筑物内,从而节约中央空调的能耗。
(2)主动式:用电作为辅助能源的建筑,在屋面上朝南布置太阳能空气集热器,被加热的空气通过碎石储热层后由风机送入房间,辅助热源为煤气热风炉, 并设置控制调节装置,根据送风温度确定热源的投入比例。采用分体式热管真空管太阳能集热器系统,在冬天或阴雨天也能保证24h热水供应,太阳能利用节能率 可达60%以上,节能效果显著。
(3)“零能建筑”:这种建筑由太阳能屋顶的太阳能光电转换装置提供建筑物所需的全部能源消耗,在屋顶安装2~3kW太阳电池,与电网并网,真正做到清洁无污染。
3建筑节能的规划设计
规划节能设计是建筑设计的一个重要方面,规划节能设计从选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面考虑。
3.1建筑选址
住宅建筑设计中从以下方面争取日照:①选择在向阳避风的地段,为建筑争取日照提供条件;②最佳建筑朝向应以南北为主,使每户均有主要房间朝南,对日 照有利;③选择满足日照间距要求,不受周围建筑遮挡;④利用住宅楼群合理布局,争取日照。住宅楼的形状、布局、走向都将产生不同的阴影区,地理纬度越高, 建筑物背向的阴影区的范围也越大。在多排列楼群布置时,采用错位布局,利用山墙空隙争取日照,在点、条组合布置时,将点式住宅布置在好朝向位置,条状住宅 布置在其后,利用空隙争取日照。
3.2建筑布局
结合特定地点的自然环境因素、气候特征、建筑物的功能和人的行为特点,形成优化微气候的良好界面,建立好的气候防护单元。建筑布局时,注意使道路走 向平行于当地冬季主导风向,利于避免积雪;同时避免将高度相似的建筑排列在街道的两侧,宽度又是其高度的2-3倍,这时建筑与其组合会形成风漏斗,这种漏 斗可以造成高速风,提高风速30%,加剧建筑热损失。
3.3建筑形态
节能建筑形态不仅要求体型系数小,且要冬季日辐射热多,利于避寒风。从冬季得热最多的角度考虑,应尽量增大南向的热面积,要栋深小。严寒地区节能型住宅的平面形式,应追求平整、简洁,如直线型、折线型和曲线型,不宜大规模采用单元式住宅错位拼接和点式住宅或点式住宅拼接。
3.4建筑朝向
节能建筑朝向选择考虑:冬季能有适量并具有一定质量的阳光射入室内和居室外墙面;炎热季节尽量减少太阳直射室内和居室外墙面;夏季有良好的通风,冬季避免冷风吹袭;充分利用地形和节约用地;照顾居住建筑组合的需要。
根据国家规定的检测方法,测得一般窗缝构造渗透量约为4.5m3/m·h。
按照建议的密闭系数计算,采用Ⅲ级窗可减少房间冷风渗透方面的能耗40%;采用Ⅱ级窗可减少该项能耗60%;采用Ⅰ级窗可减少该项能耗达80%之多。规定要求,低层和多层居住建筑中应等于或优于Ⅲ级;高层和中高层居住建筑应等于或优于Ⅱ级。
2.2.2减少传热量
(1)保温措施:①镶嵌部分材料,保温性能的提高主要是利用两层玻璃中间的空气间层热阻较大的原理,空气间层厚,热阻就大。密封中空双层玻璃密封空 间内装有一定量的干燥剂,寒冷季节空气内的玻璃表面温度虽低,仍不低于干燥空气的露点温度,避免玻璃表面结露。②框扇型材部分保温的加强采用导热系数小的 材料截断金属型材的热桥,效果较好。如采用复合型框扇如钢塑型、钢木型。③在窗外配套设置外遮阳系统,减少热辐射量。
(2)不论哪种节能窗型,空气间层的薄厚与传热系数的高低之间有着一定的规律性,在同样的材质构造中,空气间层愈大传热系数越小。在窗型中空气间层 厚度达到一定程度,传热系数降低就很小。一般来说,窗框扇面积较大,窗的传热系数则有很大提高,在低导热的塑料窗及钢塑框扇型中,其面积比例的变化则是相 反的情况,故要合理控制框扇的面积。
(3)门窗热损失有三个途径:①门窗框扇的热传导;②门窗框扇之间、扇与玻璃之间、框与墙体之间的空气渗透热交换;③窗玻璃的热辐射。玻璃的热辐射是导致室内温度升高的主要因素,改善窗户的隔热性能,可采用双层、三层或中空玻璃。
2.2.3外门节能
一般进户门采用金属门,采取15mm或18mm厚岩棉板为保温隔音材料,具有防盗、保温、隔声等功能,传热系数不应大于2.0。阳台门下部采用聚苯板加芯型门主板,上部透明部分为单玻或双玻,独立的阳台门上部透明部分为双层玻璃。
2.2.4有关技术要求
(1)窗墙面积比
窗户(包括阳台门透光部分)的传热能力比外墙大得多,夏季太阳的辐射通过窗户进入室内,窗墙面积比越大,进入室内的太阳辐射热就越大,在充分满足采 光要求的前提下,必须限制窗墙面积比,同时单窗高度不宜过高,以减少建筑围护部分热交换和空气渗透能量能耗,提高单窗抗风压强度。
(2)异型材规格、壁厚与结构
应用塑料门窗依据使用环境与楼层风压值进行风压强度计算,确定选用相应的型材规格、壁厚、结构,钢衬规格、窗型、密封形式、玻璃性能、层数、间距 等。应选用平开60、推拉80系列以上的型材制作,型材壁厚应≥2.5mm,选用的型材框以三腔,扇以两腔结构为宜,框型材排水腔应尽量窄些,钢衬腔应尽 量宽一些。
(3)钢衬规格、形状与壁厚
塑料门窗采用的钢料规格应与型材主内腔尺寸一致,间隙以1mm为宜,与框、扇连接时,螺栓间距应低于300mm为宜。尽量采用惯性矩较大的矩形钢衬,钢衬厚度依据楼层高度按抗风压计算确定,最低不得低于1.5mm。
(4)窗型与密封形式
采用整体式窗型,窗扇较大时应采用中挺分割,组合窗或带式窗应采用增强管拼接,建筑楼层较低时,可选用单扇推拉窗,以减少空气渗透缝隙。
平开门窗框扇搭接或扇与玻璃密封采用弹性和延伸率较好的橡塑胶条密封,制作时每扇应采用整根胶条,不许两根胶条拼接。胶条长度装配时应有一定的余 量,不许以拉伸状态装入扇槽内。推拉门窗框扇搭接密封应采用硅化毛条,扇与玻璃密封采用的胶条质量和装配要求一样。装配玻璃时应采用玻璃密封胶,可以提高 扇与玻璃密封性能并提高扇与玻璃协调抗风压性能。框与墙体安装后,其间隙应采用聚氨酯发泡剂填充,再用胶塑封盖和密封胶合缝,以适应门窗框在墙内长久使用 及热胀冷缩无渗漏的密闭要求。
2.3屋顶节能技术
顶层住房冬冷夏热是居民普遍关注的问题,节能建筑采取以下办法:
(1)平顶屋面
可将加气混凝土块架空设置,上面设置一层保温沙浆,或在架空的混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩。用高效保温材料,如聚苯板用于屋面,上铺防水层或聚苯板设在防水层以上,使防水层不直接受日光曝晒,保温效果比较好。
(2)尖顶屋面
尖顶屋面以前做法是在坡屋顶天棚上铺设岩棉、膨胀珍珠岩等保温材料,现在一般是按尖顶设计要求铺设保温彩板(5-10CM厚度)。
2.4建筑节能的重点———采暖问题
2.4.1采暖节能中的问题
(1)平衡供暖
住宅小区同一供暖系统中各住户冬季室温相差较大,利用计算机技术对小区供暖系统进行全面的水力平衡调试,采用以平衡阀及其它专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术,实现管网流量的合理分配,随时监控各住户室内温度,做到动态平衡调节,供暖质量大为改善,节约能源。
(2)热量按户计量及室温控制调节
生活用热计量收费是适应市场经济要求的一项改革,新建筑可按户或联户安设热表,旧建筑可在散热器上安设热量分配计,整幢建筑则安一热表,为控制室温 可在散热器端部安设恒温调节阀,达到热舒适和节能的双重效果,这种各用户的供暖动态调节与整个采暖系统的自动调节相结合,使整个系统的供暖运行随各个用户 用热需求的变化及时不断调整,效果明显。
(3)管道保温
供暖管道保温不好,输送中热能散失过多,采取输暖管外套聚乙烯或玻璃钢壳,中间用泡沫聚氯酯保温,直埋地下,管道热损失小,施工维修方便。
2.4.2节能采暖的几种方式:
(1)集中供热采暖方式
推行集中供热和热电冷联产联供技术,对各生活小区供热方式进行改造,减少环境污染和废渣废气的排放,节约土地。
(2)地板采暖技术
低温地板热辐射技术有以下优势:
①提高了采暖的舒适性,节约能源。低温地板采暖是地板发热,设计温度比传统对流采暖的设计温度要低2-4度。而室内采暖温度降低一度,可节省燃料10%,实现“按户计量,分室调温”,有可观的节能效益。
②有效节约房间的使用面积。暖气片采暖每100平米的居住面积,暖气散热器一般约占2平米左右的有效使用面积,而采用地暖技术,管道全被埋在地面下,不专设散热器,只设一个分水器装在暗柜内,增加房间使用空间。
③使用寿命长,节约维修时间,且清洁卫生。低温地板采暖是把铝塑复合管埋在地面的混凝土中,没有接头,不渗漏,寿命可达50年,低温地板辐射不会因冷热空气对流而使室内尘埃飞扬,室内清洁。
(3)地板采暖需注意的问题
①选用管材必须百分之百合格,高耐久性与建筑物同寿命,达到50年抗老不变形;②设计施工必须规范,不得违规操作和偷工减料;③使用过程中防止破坏性的震动,尤其装修过程中,要防止砸、撞地面。
2.5太阳能建筑
太阳能是绿色清洁能源,太阳能建筑有3种形式:
(1)被动式:通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理,以自然热交换方式获得太阳能源。采用太阳能墙方式,在建筑物的墙体外侧加一层薄薄的黑色 打孔铝板,吸收照射到墙体上的80%的太阳能量,被吸入铝板的空气经预热后,通过墙体内泵机抽到建筑物内,从而节约中央空调的能耗。
(2)主动式:用电作为辅助能源的建筑,在屋面上朝南布置太阳能空气集热器,被加热的空气通过碎石储热层后由风机送入房间,辅助热源为煤气热风炉, 并设置控制调节装置,根据送风温度确定热源的投入比例。采用分体式热管真空管太阳能集热器系统,在冬天或阴雨天也能保证24h热水供应,太阳能利用节能率 可达60%以上,节能效果显著。
(3)“零能建筑”:这种建筑由太阳能屋顶的太阳能光电转换装置提供建筑物所需的全部能源消耗,在屋顶安装2~3kW太阳电池,与电网并网,真正做到清洁无污染。
3建筑节能的规划设计
规划节能设计是建筑设计的一个重要方面,规划节能设计从选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面考虑。
3.1建筑选址
住宅建筑设计中从以下方面争取日照:①选择在向阳避风的地段,为建筑争取日照提供条件;②最佳建筑朝向应以南北为主,使每户均有主要房间朝南,对日 照有利;③选择满足日照间距要求,不受周围建筑遮挡;④利用住宅楼群合理布局,争取日照。住宅楼的形状、布局、走向都将产生不同的阴影区,地理纬度越高, 建筑物背向的阴影区的范围也越大。在多排列楼群布置时,采用错位布局,利用山墙空隙争取日照,在点、条组合布置时,将点式住宅布置在好朝向位置,条状住宅 布置在其后,利用空隙争取日照。
3.2建筑布局
结合特定地点的自然环境因素、气候特征、建筑物的功能和人的行为特点,形成优化微气候的良好界面,建立好的气候防护单元。建筑布局时,注意使道路走 向平行于当地冬季主导风向,利于避免积雪;同时避免将高度相似的建筑排列在街道的两侧,宽度又是其高度的2-3倍,这时建筑与其组合会形成风漏斗,这种漏 斗可以造成高速风,提高风速30%,加剧建筑热损失。
3.3建筑形态
节能建筑形态不仅要求体型系数小,且要冬季日辐射热多,利于避寒风。从冬季得热最多的角度考虑,应尽量增大南向的热面积,要栋深小。严寒地区节能型住宅的平面形式,应追求平整、简洁,如直线型、折线型和曲线型,不宜大规模采用单元式住宅错位拼接和点式住宅或点式住宅拼接。
3.4建筑朝向
节能建筑朝向选择考虑:冬季能有适量并具有一定质量的阳光射入室内和居室外墙面;炎热季节尽量减少太阳直射室内和居室外墙面;夏季有良好的通风,冬季避免冷风吹袭;充分利用地形和节约用地;照顾居住建筑组合的需要。