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文檔簡介

1、1業(yè)務建設-圍護結構的節(jié)能設計圍護結構的常用節(jié)能技術措施上海市(夏熱冬冷地區(qū))中船第九設計研究院建筑所二零零七年一月26維護結構的常用節(jié)能技術措施(夏熱冬冷地區(qū))一般在建筑節(jié)能設計中主要是指對外圍護結構采取節(jié)能措施。其中,外墻體、外門窗、幕墻、屋面、樓地面及遮陽是外圍護結構應當重點采取隔熱保溫節(jié)能措施的部位。一、外墻的常用節(jié)能技術措施:傳統(tǒng)砌體如多孔粘土磚、加氣混凝土砌塊、小型混凝土空心封底砌塊等上海地區(qū)常用材料,其熱工性能較差,并不能滿足節(jié)能設計的要求,或者需砌筑到一定厚度才勉強滿足要求,這勢必造成材料的浪費、工期的加長、主體結構的自重增加,因此,我們常采用復合保溫構造來解決外墻保溫問題。外

2、保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術。外保溫有其明顯的優(yōu)越性,使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫比內保溫的效果好,能避免建筑熱橋,避免墻面冬季結露,比內保溫增多建筑使用面積。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程,也適用于舊樓改造,在既有房屋節(jié)能改造時不致干擾原有住戶生活;外保溫包在主體結構的外側,能夠保護主體結構,延長建筑物的壽命;有效減少了建筑結構的熱橋,增加建筑的有效空間;同時消除了冷凝,提高了居住的舒適度。與此同時,由于我國居住建筑以磚混結構或鋼筋混凝土框架結構為主,結構厚重,熱容量大,在采用外墻外保溫的條件下,建筑熱穩(wěn)定性良好,因而房屋冬暖夏涼,居住舒適,有利于改善人民生

3、活。因此,我們下面著重介紹外墻外保溫體系的常用技術措施。1、保溫板薄抹灰外保溫技術:薄抹灰外保溫技術是采用粘接砂漿或者是專用的固定件,將聚苯乙烯泡沫塑料(EPS、XPS)板、聚氨酯泡沫板、巖棉、玻璃棉等保溫板材固定在外墻上,然后抹聚合物抗裂砂漿,壓入玻璃纖維網格布形成加強保護層,最后加做裝飾面層的外保溫體系。EPS聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰外保溫技術:20世紀70年代開始在歐洲及美國大量使用的一項節(jié)能技術,至今此項技術在美國和歐洲得到不斷發(fā)展,其應用的最高建筑為44層。經過長期的理論和工程實踐,歐美國家均形成了健全的外墻外保溫系統(tǒng)的標準和規(guī)范體系。20世紀80年代末,我國引進該體系,并最早在北京

4、臥龍小區(qū)、裕京花園試點,取得了較好效果,并在90年初代以來在北方地區(qū)得到了較廣泛的應用;到目前為止,這是我國使用最多的一種外保溫體系,其中聚苯板在基層墻體上的固定方式有三種:第一,采用粘結膠漿固定;第二,采用機械固定物固定;第三,以上兩種固定方式的結合。該體系的優(yōu)勢在于:第一,該技術在歐美已沿用了近三十幾年,具有較成熟的技術體系,粘結層、保溫層與飾面層可配套使用;第二,EPS聚苯乙烯泡沫塑料板價格不十分昂貴,整體價格適中,易于被市場接受;第三,施工工藝不很復雜,施工方只要經過較簡短的培訓即可掌握;第四,整個系統(tǒng)具有較強的耐候性、良好的防水性和水蒸氣滲透性;第五,集保溫、防水、裝飾于一體,具有多

5、功能性。其缺點是:板縫之間容易開裂,耐撞擊能力差,對基層要求較高,對面層狀飾面的選擇有一定的限制,貼外墻面磚受到限制。1墻體層2膠粘劑層3界面劑層4EPS板層5界面劑層6抹面膠漿層7網格布層8抹面膠漿層9彈性光面膩子層10網格布層11彈性光面膩子層12涂料層1墻體層2膠粘劑層3界面劑層4高強度EPS板層5界面劑層6抹面膠漿層7鍍鋅鋼絲網層8抹面膠漿層9柔性粘結劑層10面磚層11勾縫劑層選擇該種外保溫體系時宜采用涂料外飾面,當必須選擇面磚飾面層時,應進行可靠的風洞試驗等檢測,確保今后的使用安全。XPS聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰外保溫技術:XPS聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰外保溫系統(tǒng)是以XPS板為保溫材

6、料,采用粘釘結合的固定方式將XPS板固定在基層墻面上,同樣以聚合物砂漿作為保護層,耐堿玻纖網格布為增強層,外表面做飾面層的外墻外保溫系統(tǒng)。其具體構造層次與上述的EPS相同。XPS板是以聚苯乙烯樹脂為主要原料,其具有高密度、高硬度的特性,其熱工性能優(yōu)于EPS板,吸水率低于EPS 板,但其硬度過高,因此其變形應力較大外飾面較易出現裂縫,尤其板縫之間處理失當極易出現較大裂縫;在具體選用時,還需注意用于屋面與外保溫的XPS 板的性能不同,一般用于外保溫的XPS 板強度應控制在150250kPa之間,且材料的尺寸穩(wěn)定性及柔韌性應更大一些,全部回收材料生產的XPS 板不可用于外墻外保溫體系中。1墻體層2膠

7、粘劑層3界面劑層4XPS板層5界面劑層6抹面膠漿層7網格布層8抹面膠漿層9彈性光面膩子層10網格布層11彈性光面膩子層12涂料層聚氨酯硬質泡沫塑料外保溫體系:聚氨酯硬質泡沫塑料是由異氰酸酯和多元醇為基本原料聚合而成的結構致密的微孔泡沫體。它具有質量輕、強度高、導熱系數低、閉孔率高、不透絕緣、防震、吸音、耐油、耐化學腐蝕等優(yōu)異性;與其它泡沫塑料相比還具有無毒、無異味、氣泡均勻、耐低溫等特點;它對金屬、混凝土、磚石、木材、玻璃、纖維等有很強的自粘性;添加阻燃劑的制品有離火自熄性;在使用中,應用快速混合技術,既可以澆注成預制板或構件、又可現場發(fā)泡成形,工藝設備簡單,施工效率高,對環(huán)境污染小。其用于外

8、墻外保溫時,有兩種做法:一種是現場發(fā)泡噴涂保溫層,一種是采用預制的聚氨酯泡沫板作為保溫層;現場發(fā)泡噴涂的保溫層與基層的粘結強度較高,但其完成面的平整度及保溫層厚度均依靠現場工人控制,無法達到較高的要求,同時施工周期較長,對施工氣候的依賴加高,給總體施工增加了一定難度。預制的聚氨酯泡沫板作為保溫層的構造,其外飾面做法同EPS板薄抹灰系統(tǒng)相同。2、聚苯顆粒保溫漿料外墻保溫:將廢棄的聚苯乙烯塑料(簡稱為EPS)加工破碎成為0.54mm的顆粒,作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術包含保溫層、抗裂防護層和抗?jié)B保護面層(或是面層防滲抗裂二合一砂漿層)。其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術在1998年就被建設部列

9、為國家級工法。這種工法是目前被廣泛認可的外墻保溫技術。 該施工技術簡便,可以減少勞動強度,提高工作效率;不受結構質量差異的影響,對有缺陷的墻體施工時墻面不需修補找平,直接用保溫料漿找補即可,避免了別的保溫施工技術因找平抹灰過厚而脫落的現象。同時該技術解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開裂等問題,從而實現外墻外保溫技術的重要突破。與別的外保溫相比較,在達到同樣保溫效果的情況下,其成本較低,可降低房屋建筑造價。例如與聚苯板外保溫相比較,每平方米可降低25元左右。其主要構造做法如下:1墻體層2基層界面砂漿層3膠粉聚苯顆粒保溫層4抗裂防護網格布層5涂料飾面層涂料飾面基本構造

10、1墻體層2基層界面砂漿層3膠粉聚苯顆粒保溫層4專用錨固件5抗裂防護金屬網層6面磚飾面層面磚飾面基本構造1墻體層2基層界面砂漿層3膠粉聚苯顆粒保溫層4砂漿找平層5抗裂防護網格布層6涂料飾面層膠粉聚苯顆粒貼砌聚苯板涂料飾面基本構造1墻體層2基層界面砂漿層3膠粉聚苯顆粒保溫層4專用錨固件5砂漿找平層6抗裂防護金屬網層7面磚飾面層膠粉聚苯顆粒貼砌聚苯板外保溫面磚飾面基本構造3、聚苯板與墻體一次澆注成型:該技術是在混凝土框剪體系中將聚苯板內置于建筑模板內,在即將澆注的墻體外側,然后澆注混凝土,混凝土與聚苯板一次澆注成型為復合墻體。該技術解決了外掛式外保溫的主要問題,其優(yōu)勢是很明顯的。由于外墻主體與保溫層

11、一次成活,工效提高,工期大大縮短,且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時,聚苯板起保溫的作用,可減少外圍圍護保溫措施。但在澆注混凝土時要注意均勻、連續(xù)澆注,否則由于混凝土側壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現變形和錯茬,影響后序施工。 其中內置的聚苯板可以是雙面鋼絲網的,也可以是單面鋼絲網的。雙面鋼絲網聚苯板與混凝土的連接,主要是依靠內側鋼絲網架與墻體外側配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力,其結合性能良好,具有較高的安全度。單面鋼絲網聚苯板與混凝土的連接,主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力,結合性能也較好。與雙鋼絲網相比較,單面鋼絲網技術因取消了內側

12、鋼絲網和安裝保溫板前的板外側抹灰,節(jié)省了工時和材料。其造價可降低10%左右。 但此兩種做法都采用了鋼絲網架,造價較高,且鋼材是熱的良導體,直接傳熱,會降低墻體的保溫效果。4、泡沫玻璃隔熱磚:外墻泡沫玻璃磚是以玻璃為原料,經高溫發(fā)泡燒制而成,具有完全封閉氣泡結構,不吸水,不透濕,是唯一具有100%防水防潮效果的輕質保溫材料,不燃燒,不產生任何有毒氣體,是對人體完全無毒害的理想不燃絕熱保溫材料,其膨脹系數與水泥砂漿、鋼筋混凝土相近,因而與這些材料結合更可靠而不易產生開裂現象;同時具有輕質高強特點,不變形,易切割加工成形,抗壓強度可以達到0.6Mpa;并具有較好的化學穩(wěn)定性,防腐耐蝕,防嚙齒類動物和

13、昆蟲破壞,是一種完全環(huán)保的絕熱保溫材料;其抗空氣氧化、抗陽光暴曬、抗凍性強、使用壽命長,因此被譽為無需更換的絕熱保溫材料;使用溫度范圍廣(-196400),該種材料原本應用于管道設備的保溫隔熱節(jié)能降耗,最近被開發(fā)為新型外墻磚,但現階段其售價較高,市場認可度較低,實際工程較少,有待進一步市場化發(fā)展,有待進一步完善其設計及標準體系。以下為外墻泡沫玻璃磚兩種構造類型:普通型和加強型。5、四種常用保溫材料性能的比較與結論。綜上所述,現階段進行外墻外保溫設計,工程上主要采用EPS、XPS、聚氨酯泡沫塑料及聚苯膠粉顆粒四種材料。其主要性能對照如下表:序號材料名稱表觀密度使用溫度范圍抗壓強度導熱系數吸水率(

14、kg/m3)()(MPa)W/(mK)(%)1EPS聚苯乙烯泡沫板18220.120.04082XPS聚苯乙烯泡沫板0.150.02813聚氨酯硬質泡沫塑料4060-1401200.20.02364聚苯顆粒保溫砂漿220-50750.010.07我們對同一建筑進行節(jié)能計算,并分別將該建筑的外墻外保溫設置為:EPS、XPS、聚氨酯外墻外保溫薄抹灰體系及聚苯膠粉顆粒外保溫體系,在保證大致相同的耗能條件下(即動態(tài)計算耗電量相同),計算結果如下:四種外墻外保溫體系的熱工制表匯總表:外墻保溫材料外 墻屋 面動態(tài)計算結果傳熱系數保溫層厚度傳熱系數保溫層厚度全年耗電量(W/m2.C)(cm)(W/m2.C)

15、(cm) (XPS板)kWh/m2專威特EPS板0.78320.723055.058擠塑聚苯板0.75250.952055.058聚氨酯泡沫塑料0.75270.952054.707振利膠粉聚苯顆粒0.76480.952054.707通過上述計算,可以得出結論:在同等設計條件下,聚苯膠粉顆粒保溫漿料外墻保溫的設計厚度需最大;XPS板和聚氨酯泡沫的所設計厚度接近(隨著聚氨酯泡沫密度的提高,氣厚度可減薄,但價格也會隨之上升。);EPS板所需設計厚度適中;結合外保溫的最小設計厚度要求、保溫材料的價格比較,以及各種保溫板的施工情況、外飾面開裂情況,我們認為,在現有技術條件下,EPS板外墻外保溫薄抹灰體系

16、,最適合應用在夏熱冬冷地區(qū)的實際工程中。二、外門窗的常用節(jié)能技術措施:節(jié)能型建筑門窗是指達到現行節(jié)能建筑設計標準的門窗。即門窗的保溫隔熱性能(傳熱系數)和空氣滲透性能(氣密性)兩項物理性能指標達到(或高于)所在地區(qū)相應“建筑節(jié)能設計標準”所要求的建筑門窗統(tǒng)稱為節(jié)能門窗。1、減小門窗的傳熱系數K值(1)框材目前,上海地區(qū)常用的窗框材料有木材、鋼材、鋁合金、塑料。他們的導熱系數見下表: 各種窗框材料的導熱系數表窗框材料鋁合金pvc塑鋼斷熱型鋁合金木框傳熱系數(W/m2.K)6.211.913.722.37從表中可以看出,木、塑料的隔熱保溫性能優(yōu)于鋼、鋁合金,但因考慮到節(jié)約木材和抗風性要求,木和塑料

17、框材在實際應用中不多。當然,鋼和鋁做成的框材有其自身的優(yōu)點,如剛性大、不易變形,是木與塑料不能取代的。因此在目前的門窗框中,復合型框材使用比較普遍。型材的阻熱性能優(yōu)劣還取決于型腔斷面的設計,從型材的斷面來看,雙腔型材由于分格的空間多于單腔型材,其保溫隔熱性能優(yōu)于單腔型材,而三腔型材的節(jié)能性能又優(yōu)于雙腔型材。同理四腔型材優(yōu)于三腔型材,但四腔型材設計較為復雜,生產相對較為困難,價格相對較貴。從框材的選用上,在現代工業(yè)的發(fā)展中,對于夏熱冬冷地區(qū)來說,框材實際采用中,選擇塑料或復合材料、結構上選擇雙腔結構是比合理的。(2)玻璃 夾層玻璃在節(jié)能門窗設計中是采用比較多的,主要因為夾層玻璃的導熱系數比吸熱玻

18、璃、熱反射玻璃和普通玻璃的導熱系數低很多,阻熱性能好。這是由于夾層玻璃增加了空氣間隔層,空氣的導熱系數很低(0.04W/(mk),從而可以大大地提高了夾層玻璃窗的熱阻性能。傳熱阻的大小與空氣夾層的厚薄有一定的關系,在門窗材質,在構造相同的情況下,空氣夾層越大,傳熱阻越大。但空氣夾層厚度達到一定數量值后,傳熱阻的增大率會減小。因為當空氣層厚度增大到一定程度后,空氣就會產生一定的對流,抵消了空氣夾層增厚所增加的傳熱阻。例如:空氣間層由 9mm 增加到15mm,傳熱系數降低10;15mm 增加至22mm,降低 2。各種玻璃系統(tǒng)的熱阻合、導熱系數表:單玻玻璃類別表面輻射率系統(tǒng)構造熱阻(m2.K / W

19、)傳熱系數(W/m2.K)白玻、著色及吸熱玻璃0.813mm0.1626.176mm0.1666.03反射玻璃0.505mm(室內側鍍膜)0.2005.01LowE玻璃0.105mm(室內側鍍膜)0.2873.480.055mm(室內側鍍膜)0.3033.30雙玻白玻、著色及吸熱玻璃0.813+12+30.3183.143+9+30.3043.29反射玻璃0.505+12+30.3713.725+9+30.3462.89LowE中空玻璃0.105+12+30.5321.885+9+30.4572.190.055+12+30.5771.735+9+30.4842.070.05(充氬氣)5+12+

20、30.7661.305+9+30.6471.55一般來說,當空氣夾層大于20mm 后,增大空氣層厚度所帶來的阻熱效果并不明顯,這是因為空氣夾層增大后,熱對流損耗越明顯,因此如果從節(jié)能上考慮,我們一般采用12mm的空氣層厚度。在實際的應用中可以選擇雙層窗、單框雙玻璃或中空玻璃窗。單框雙層玻璃窗與雙層窗+普通中空玻璃的熱阻性能比較接近,但雙層窗所耗窗框材料多,成本高,而中空玻璃的價格也高,因此選用單框雙玻璃比較經濟。(3)上海地區(qū)的常用門窗K值、A值:根據夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準及上海節(jié)能設計標準,及其對節(jié)能型門窗物理性能的具體要求,結合上海地區(qū)的建設市場認可度,在上海地區(qū),重點推薦下列節(jié)

21、能型門窗(設計標準實施細則要求:K4.7Wm2K,A1.5m3mh。單玻塑料窗(實測值:傳熱系數K4.63Wm2K,氣密性A1.20m3/mh);雙玻彩板窗(實測值:傳熱系數K3.75Wm2K,氣密性A0.83 m3/mh);雙玻鋁合金窗(實測值:傳熱系數K4.20Wm2K,氣密性A1.12m3/mh);雙玻塑料窗(實測值:傳熱系數x2.37 Wm2K,氣密性A0.53 m3/mh);雙玻斷熱高效節(jié)能型鋁合金窗(實測值:傳熱系數K2.23 Wm2K,氣密性A0.5 m3/mh);2、外門窗設計中的限制內容:在上海市1996-2010年建筑技術政策建筑材料與制品技術政策中明確規(guī)定:“在九五期間,

22、逐步淘汰25A和滬68實腹鋼窗,并對空腹鋼窗進行新改造。積極推行國產的30, 35, 80系列彩板鋼窗,重點發(fā)展塑料窗,以提高節(jié)能效果;鋁合金窗、型材和建筑小五金應得到重視”。在2000年6月發(fā)布的關于在本市建設工程中淘汰落后建材產品的通知中規(guī)定:在本市住宅、商務樓、公共建筑中,禁止設計、使用普通鋼窗,推廣使用符合PVC塑料窗(JC/T3018)標準的塑料窗,以及符合民用建筑節(jié)能設計標準(JGJ26M95)要求的建筑用窗。在2003年8月發(fā)布的上海市禁止和限制生產和使用的用于建設工程的材料目錄(第二批)中明確禁止在新建節(jié)能建筑中使用普通單玻建筑外門窗和在新建、改建、擴建建筑中使用50mm(含5

23、0mm)系列以下的單腔結構型材的塑料門窗。 3、外門窗技術措施要點:總之,在夏熱冬冷地區(qū),外門窗的節(jié)能要從材料、構造組成到門窗安裝要綜合整體考慮。作者認為外門窗節(jié)能的技術措施要點:(1)合適的窗型。鼓勵平開窗、上下推拉窗的采用。在悶熱的夏熱冬冷地區(qū),通風是解決非空調房間的主要手段,平開窗的通風面積大,密封性好,而上下推拉窗的通風效果有利室內環(huán)境,兩者都適合夏熱冬冷地區(qū)房間的通風。(2)加大塑鋼門窗與鋁塑門窗的發(fā)展。對于門窗框材,既要考慮加強門窗的阻熱性能又要考慮框材的價格情況。目前,塑鋼窗已經有很大的發(fā)展,價格合適,是未來幾年節(jié)能門窗的優(yōu)選方案,而鋁塑門窗暫時價格較高,但如果大批量生產降低成本

24、后,將會是未來較好的節(jié)能門窗類型。(3)合適的遮陽措施。在夏熱冬冷地區(qū),建筑遮陽是有效改善室內環(huán)境的重要方法。活動式外遮陽是很好的選擇,夏季可以遮擋陽光,冬季可以把遮陽板收起來享受陽光。必要時通過室內外配合設置遮陽。(4)門窗的傳熱系數 K 值越小越節(jié)能。但當 K 值小于 1.8W/(m2k)時,減小傳熱系數 K,能耗減小不明顯,投資卻明顯增加,性能價比降低。所以對于夏熱冬冷地區(qū),門窗的傳熱系數不應過低,目前理想的門窗傳熱系數值在1.83.2。三、幕墻的常用節(jié)能技術措施:節(jié)能型玻璃幕墻是指其性能指標,主要是保溫隔熱性能和氣密性兩項物理性能,達到或高于現行的建筑節(jié)能設計標準要求的建筑幕墻。由于我

25、國幅員廣闊,南北方、東西部地理氣候環(huán)境差異很大,不同的環(huán)境條件下對建筑玻璃幕墻的節(jié)能要求也不盡相同。北方地區(qū)的節(jié)能幕墻對于南方地區(qū)來講并不一定能達到節(jié)能的基本要求。因此,節(jié)能型建筑幕墻的含義中除了性能指標外還有其對應的環(huán)境指標。進行幕墻熱工設計時,必須對其復雜的傳熱過程和傳熱方式進行分析和研究。幕墻的傳熱過程大致有3種途徑:(a)幕墻外表面與周圍空氣和外界環(huán)境間的換熱:外表面與周圍空氣間的對流換熱,外表面與外界環(huán)境間的輻射換熱,外表面與空間的各種長波如電磁波、紅外線等產生的長波輻射換熱;(b)幕墻內表面與室內空氣和室內環(huán)境間的換熱:內表面與室內空氣間的對流換熱,內表面與室內環(huán)境間的輻射換熱;(

26、c)幕墻和金屬框格的傳熱:通過單層玻璃的熱流傳熱,通過金屬框格傳熱。原則上講,建筑幕墻節(jié)能設計需要建筑師與幕墻設計師(外圍護)、暖通工程師(空調采暖)、室內設計師(采光)等充分協(xié)商,盡量達到各方面的統(tǒng)一。綜上所述,影響建筑玻璃幕墻節(jié)能的主要因素有幕墻的傳熱系數K值、遮蔽系數、空氣滲透性、幕墻玻璃的可見光透過率。針對以上各因素,節(jié)能措施歸納為:1、減小幕墻的傳熱系數K值 減小幕墻的傳熱系數K值包括減小玻璃的傳熱系數和減小金屬框架材料的傳熱系數。 玻璃的傳熱系數K值是玻璃的傳導熱、對流熱和輻射熱的函數,它是這三種傳熱方式的綜合體現。采用Low-E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃等玻璃處理技術以減少太陽透

27、過玻璃的直接輻射,可減小K值。常用玻璃的熱工性能參數表玻璃種類傳熱系數(W/m2.K)玻璃種類傳熱系數(W/m2.K)6mm厚普通單片玻璃6.3310mm白玻+9A+10mm白玻3.168mm厚普通單片玻璃6.216mm白玻+12A+6mm白玻2.7吸熱玻璃5.86mm藍玻+12A+6mm白玻2.7熱反射玻璃5.48mm白玻+12A+8mm白玻2.67Low-E玻璃3.81 Omm白玻+12A+1 Omm白玻2.64Sun-E玻璃3.76熱反射+12A+6mm白玻2.66mm白玻+9A+6mm白玻3.276mm白玻+12A+6Low-E玻璃1.9減小金屬框架材料的傳熱系數可采用在幕墻建造時選用

28、導熱系數比較大的材料制作幕墻框架,并采用熱絕緣橡膠密封條分隔的辦法,進行玻璃幕墻框架的建造;近年來,人們還專門設計了隔熱斷橋型材,減小金屬框架材料的傳熱系數。2、控制遮陽系數SC規(guī)定一塊3mm的透明玻璃的SC為1,則如果某種材料的SC為0.15,則意味著85的熱量被反射掉了。公共建筑節(jié)能設計標準GB50189對不同地區(qū)玻璃幕墻的熱工性能提出不同的要求,如對于我國嚴寒地區(qū),冬季漫長、寒冷,建筑的采暖是主要能耗,因此僅對玻璃的傳熱系數提出要求,而對遮陽系數沒提要求。對于嚴寒地區(qū)來說,玻璃幕墻的遮陽系數越大越好,因為遮陽系數大有利于降低建筑冬季的采暖能耗和照明能耗。因此,寒冷地區(qū)宜選擇低輻射玻璃。在

29、有條件的地方,盡量使用低輻射中空玻璃,它綜合性能最好,對周圍環(huán)境基本無光污染,不眩目刺眼。對于我國的夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū),建筑的夏季制冷是主要能耗,因此應降低玻璃幕墻的遮陽系數,公共建筑節(jié)能設計標準GB50189對應用于夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)的玻璃幕墻遮陽系數有明確規(guī)定。降低玻璃幕墻遮陽系數的方法很多,如采用著色玻璃、熱反射玻璃、彩鈾玻璃和遮陽系統(tǒng),究竟采用何種遮陽方式,應結合各方面因素綜合考慮決定。3、增加幕墻的氣密性 幕墻的空氣滲漏可通過幕墻玻璃板塊與幕墻框架之間的間隙、玻璃與玻璃框之間的間隙以及幕墻框架與建筑主體結構之間的間隙進行。 (1)減少幕墻玻璃板與框架之間間隙的最有效方

30、法是采用隱框玻璃幕墻。隱框幕墻玻璃板塊之間打密封膠,形成連續(xù)的沒有間隙的立面。密封性最差的是推拉窗,推拉窗雖然扇與框之間設有密封條,但密封性不是很好,另外在門窗的四角也很難達到完全密封。 (2)隱框玻璃幕墻的玻璃與玻璃框之間的間隙因外層打密封膠,不影響幕墻的空氣滲漏,只在有框幕墻和推拉門窗才存在空氣滲漏,解決玻璃與玻璃框之間空氣滲漏的關鍵是密封系統(tǒng)的設計。因內層幕墻不存在防水問題,故玻璃與玻璃框的內外兩側均可采用橡膠密封膠條,密封膠條與玻璃接觸的一側設計成波浪型,能有效地阻止空氣滲漏。 ( 3)幕墻框架與建筑主體結構一般都采取填充水泥砂漿密封,對空氣滲漏影響不大,但因水泥砂漿在干燥過程中會有收

31、縮現象,另外,水泥砂漿與金屬框之間的粘合力不高,如處理不好的話,會產生縫隙,造成空氣滲漏。解決這一問題可采用聚氨脂發(fā)泡填充劑,通過聚氨脂的膨脹對幕墻框架和建筑主體結構產生一定的壓力,使密封嚴實。4、減少單位面積幕墻通風換氣平均耗能量 幕墻的通風換氣和防止空氣滲漏是一對矛盾,要進行通風換氣就必須有空氣交換,自然產生空氣滲漏。如何科學地解決這一矛盾,是雙層幕墻設計的難關之一?,F在一些熱通道幕墻要求立面通透,視野開闊,內層幕墻往往采用推拉門窗形式,但推拉門窗的保溫性能較差,尤其在開窗換氣時,門窗開啟量不好控制,而且一旦開窗,其整個門窗的上下高度方向上全開,對室內空氣產生一定的影響,所以最好采用懸窗結

32、構形式。另外,還有一種方法是設置通風器,通風器可安裝在幕墻的頂部,使得控制方便,通風換氣更自然、柔和,使人更加舒適。5、提高幕墻玻璃的可見光透過率 玻璃幕墻能提供良好的采光,是玻璃幕墻建筑的一個重要特征,要使玻璃幕墻建筑的室內照度比較高、比較均勻,減少室內人工照明的用電能耗,就要提高幕墻玻璃的可見光透過率??刹捎脽o色低輻射鍍膜玻璃,其保溫隔熱效果好,可見光透過率又高。四、屋頂及樓地面的常用節(jié)能技術措施:屋面?zhèn)鳠嵯禂档脑龃?,建筑物的空調及其組成能耗不斷增長,其中采暖能耗影響更為明顯。屋面?zhèn)鳠嵯禂祵τ诓煌ㄖ问降目照{能耗影響大小的順序為:低層建筑多層建筑小高層建筑。1、傳統(tǒng)正置式屋面保溫:建筑屋

33、面保溫工程中常用的傳統(tǒng)方法大多采用鋪設瀝青珍珠巖、水泥珍珠巖、水泥蛭石、加氣混凝土、聚苯板等方法(架空結構只能起隔熱作用,不屬于保溫節(jié)能范疇)。由于水泥珍珠巖(或水泥蛭石)在現場拌合采用濕作業(yè)方式,施工中用水量較大,大大地影響了實際保溫效果。這種保溫結構,很難滿足節(jié)能50標準的要求,并且需用160mm厚的水泥珍珠巖板(或水泥蛭石)及200mm厚的加氣混凝土塊,單位面積造價較高。特別是屋面單位面積重量加重,同時提高了檐口高度,增加了儲運、施工搬運和鋪設勞動強度,是極其不科學的。2、倒置式屋面保溫 :倒置屋面(USD屋面)簡單的說就是將憎水性保溫材料設置在防水層上的屋面。作為倒置保溫屋面的保溫層材

34、料,尤其從吸水性能、保溫厚度效果等考慮,其最佳選擇應是擠塑型聚苯板(XPS板)。傳統(tǒng)屋面保溫工程中常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛭石、礦棉巖棉等都是非憎水性的,這類保溫材料如果吸濕后,其導熱系數將陡增,所以需在保溫層下做隔氣層,從而增加了造價,使構造復雜化。再次,這類保溫層采用濕法施工,其含水份很難自然風干,要在屋面上設置大量排汽孔,不僅影響屋面使用和觀瞻,而且人為地破壞了防水層的整體性,排汽孔上防雨蓋又常常容易碰踢脫落,反而使雨水灌入孔內,即使是按規(guī)范設排汽道、排汽孔有時還會出現防水層起泡現象。其中混凝土坡屋面在設計中最常用,按照屋面瓦的不同分為釘掛型(各種規(guī)格較大的混凝土瓦、陶瓦等)

35、、粘鋪型(以油氈瓦為主,還包括小體形的其他類瓦片)兩類,兩類的構造做法均可采用與普通平屋面相同的倒置式屋面保溫,同時其瓦面下部可設或者不設細石混凝土整澆層;但需注意的重點構造為其檐口,須設阻擋保溫、隔熱層下滑的措施,具體見圖示:保溫層阻擋構造 1屋面瓦鋼釘 2掛瓦條PVC檐溝 3檁條 4細石混凝土保護層 5無紡布 6保溫層(XPS板) 7防水層 8找平層3、金屬板屋面:1)、金屬單板屋面:金屬單板屋面主要是以壓型鋼板、鋁單板、鋁塑板、成型鋁板、鈦板等作為主要覆蓋材料,以巖棉、玻璃棉、聚苯板(EPS)板、聚氨酯等保溫材料作為復合材料,此類屋面應用在大跨度廠房、庫房較多,聚苯板(EPS)板、聚氨酯

36、類的板材具有易老化、易燃的缺點,其室內的效果較差,內部增設裝飾面層后,總體造價增加較多。2)、金屬復合板屋面:金屬復合板主要以巖棉、玻璃棉、聚苯板(EPS)板、聚氨酯等保溫材料作為復合板的芯材,以壓型鋼板、鋁單板、鋁塑板等作為正反兩面的覆蓋材料;此類屋面應用在鋼結構大跨度廠房、庫房以及大空間公共建筑較多,其室內的效果優(yōu)于金屬單板,適用范圍也更廣,其造價較金屬單板高。4、種植屋面:種植屋面的設計要點為:阻止植物根系穿透、選擇適合的綠化布置及植物、種植土下部的蓄排水設置;在選擇防水材料時盡可能選擇可以有效防止植物根系穿透的材料,并在防水層上部設置一定厚度的配筋西施混凝土保護層;綠化和植物的選擇應結

37、合建筑物所在地的氣候特點,尤其是在較高的建筑物屋面或由臺風地區(qū)屋面,不選種喬木;種植土的下部要設置有效的蓄排水系統(tǒng),并與景觀設計、給排水設計、結構設計協(xié)同配合。日本在屋頂綠化以及墻面綠化有較深入的研究,尤其對于種植土的研究由來已久,他們大量使用經過其改良的種植土,土質既輕又薄還可達到種植大型植物的要求。5、蓄水屋面:蓄水屋頂是在平屋頂上蓄一定厚度的水層,利用水的比熱大的優(yōu)勢,作為隔熱材料,每蒸發(fā) 1 kg 水能帶走 2428 kJ 的熱量,蓄水屋頂不僅在氣候干熱、白天多風地區(qū)是非常有效的隔熱形式,在濕熱地區(qū)效果也很明顯。重慶地區(qū)對同樣構造的蓄水屋頂(水厚100mm)與不蓄水屋頂進行實測的結果表

38、明:蓄水屋頂內外表面溫度僅為不蓄水屋頂的 1/2:蓄水后通過屋頂傳入室內的最大熱量只是未蓄水屋頂的 1/3;蓄水后通過屋頂傳入室內的平均熱 t 只是未蓄水的 1/35。由此可見蓄水屋頂有良好的隔熱能力。提高蓄水屋頂的隔熱能力,可在水面上敷設鋁箔或其它淺色漂浮物,減少水面對太陽輻射熱的吸收,從綜合利用的生態(tài)學觀念出發(fā),在水面種植漂浮物 (如水浮蓮、水葫蘆)更為理想。蓄水屋頂的深度,從白天隔熱和夜間散熱的綜合因素考慮,宜選 3.5cm 。蓄水屋頂要求有很好的防水質量,否則易發(fā)生漏水現象,但另一方面,屋頂用水隔熱后,大大降低了結構的平均溫度與振幅,不僅可防止防水層由于高溫漲縮引起破壞,也防止構造由于

39、溫度應力而產生裂縫,兼顧節(jié)能與保護雙重作用。6、通風保溫隔熱屋面:通風屋頂在我國夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)廣泛地采用,尤其是在氣候炎熱多雨的夏季,這種屋面構造形式更顯示出它的優(yōu)越性,構造圖如下圖所示。由于屋蓋由實體結構變?yōu)閹в蟹忾]或通風的空氣間層的結構,大大地提高了屋蓋的隔熱能力。通過實驗測試表明,通風屋面和實砌屋面相比雖然兩者的熱阻相等,但它們的熱工性能有很大的不同:在連續(xù)空調情況,通風屋頂內表加氣砼板(0=700 kg/m3)120mm 鋼筋砼屋面板面溫度比實砌屋面平均低 2.2。而且,通風屋面內表面溫度波的最高值比實砌屋面要延后 34 小時,顯然通風屋頂具有隔熱好散熱快的特點。五、樓地面

40、常用節(jié)能技術措施: 樓板保溫層可設置在樓板上表面(稱為正置法)或樓板下表面(反置法)。1、正置法保溫構造正置法保溫應采用具有較高強度和硬度的保溫材料,如擠塑聚苯板和泡沫玻璃等。其中,擠塑聚苯板的密度小,重量輕,是一種高效保溫材料,宜優(yōu)先采用。正置法保溫采用將保溫材料粘鋪在樓板面上,保溫層上面應有30mm厚細石混凝土壓蓋。其構造見下圖。2、倒置法保溫構造 倒置法保溫可采用硬質礦棉板粘貼或釘裝在樓板底面,也可采用在樓板底面先做一接口層,接口層下做保溫砂漿(ZL膠粉聚苯顆粒保溫漿料或JX保溫粉刷料)粉刷做法。在保溫層下表面均應有鋼板網與聚合物砂漿底護面層,鋼板網與樓板應有可靠連接,以防止保溫板開裂、

41、下撓或整體下墜。這種做法缺點是頂棚不能釘掛其它對象如電扇等,容易損耗保溫層。其構造見下圖:3、上海市對樓地面的保溫要求在規(guī)范中把樓板分為兩種,樓層之間的樓板和底層自然通風架空樓板。并分別提出了傳熱系數指標分別為K2.0 W/m2.K和K1.5 W/m2.K的規(guī)定。上海地區(qū)住宅建筑圍護結構節(jié)能應用技術規(guī)程(DG / TJ08-206-2002)中把樓板進一步分為四種情況,一是樓層間樓板熱阻規(guī)定值為0.22 m2.K/W;二是底層完全架空樓板傳熱系數要求與外墻相同;三是底層自然通風(地下室外墻有窗或通風口)的架空樓板取值0.19m2.K/W;四是底層不通風(地下室外墻無窗)的架空樓板取0.28m2

42、.K/W。上海地區(qū)地下室地面宜采用50厚XPS板保溫,樓板保溫層最小厚度如下表所示: 樓板保溫層最小厚度參數表樓板保溫層設置保溫層材料與做法保溫層最小厚度(mm)保護層做法樓層間樓板底部自然通風架空樓板底部不通風架空樓板正置法擠塑聚苯板(粘鋪)202020整澆細石混凝土30厚泡沫玻璃保溫板(粘鋪)203020硬質礦棉板(粘釘結合或釘裝)203020反置法保溫砂漿(抹灰)0.09W/(m.k)20-15鋼板網+聚合物砂漿抹灰0.07W/(m.k)153015六、建筑遮陽的常用節(jié)能技術措施: 炎熱的夏季,太陽輻射透過窗戶直接進入室內的熱量是造成室內過熱或嚴重增加空調制冷負荷的主要原因。因此遮陽是夏

43、季隔熱最有效的措施,它反射和吸收了大部分的太陽熱能,避免太陽輻射熱直接進入室內空間,有利于防止室溫升高和波動,達到節(jié)能目的。窗戶遮陽對建筑空調能耗的影響從大到小的排列順序為:西窗南窗東窗北窗。相對于窗口采光玻璃,通常遮陽可分為外遮陽、內遮陽與玻璃中間遮陽三種。外遮陽是位于建筑圍護結構外邊的各種遮陽的統(tǒng)稱;內遮陽是建筑外圍護結構內側的遮陽;中間遮陽是遮陽位于兩層玻璃之間,即位于單框多玻窗的兩層玻璃之間,或者建筑外圍護結構的兩層玻璃幕墻(Double-skin Facade)之間。1、內遮陽內遮陽因其安裝、使用和維護保養(yǎng)都十分方便而應用普遍。不論是自己挑選加工的布簾還是由生產商提供的遮陽成品,如百

44、葉一簾、卷簾、垂直簾、風琴簾等等,用戶可選擇的式樣很多。而淺色的窗簾比深色的遮陽效果好些,因為淺色反射的熱量更多,吸收的少。但是,內遮陽的隔熱效果不如外遮陽。遮陽設施反射部分陽光,吸收部分陽光,透過部分陽光。而外遮陽只有透過的那部分陽光會直接達到窗玻璃外表面,并有部分可能形成冷負荷。盡管內遮陽同樣可以反射掉部分陽光,但吸收和透過的部分均變成了室內的冷負荷,只是對得熱的峰值有所延遲和衰減。當然,室內窗簾在實用功能上不僅僅是出于遮陽的考慮,還有私密性的需要,即遮擋外來視線,對于住宅尤其如此。而且窗簾還是改善室內空間品質的重要手段之一,因此在居住建筑中室外遮陽不可能完全替代室內窗簾。兩者同時使用,實

45、用功能更好。另外,緊密的織物窗簾如安裝得當,能使得窗簾與窗戶之間形成靜止的空氣層,有助十冬季夜晚室內的保溫。2、外遮陽夏季外窗節(jié)能設計應該首選外遮陽。使用外遮陽往往不只是使用者個人的事情,因為建筑立面會不可避免地為之改觀。(1) 遮陽板以前國內多用1/4磚實砌或帶通花格的磚板做固定式垂直遮陽,用于現澆的百頁形混凝土板做固定式水平遮陽。這類的遮陽比較笨重,對通風和采光不利,己經逐步淘汰。在材料方面,如果用顏色深、蓄熱系數大的材料如普通混凝土板會適得其反,由于吸收較多的熱量,影響遮陽的效果。遮陽通常安裝在窗戶附近的墻面上,為了減輕荷載,以采用輕質材料為宜。遮陽構件如果暴露在室外,受日曬雨淋,容易損

46、壞,因此,要求材料耐久堅固。同時,材料外表面的吸收系數要小,內表面的輻射系數也小。如今鋁板做固定、半固定、可控式遮陽材料在國內悄然生起,它輕巧美觀,便于調節(jié),相比之下,同時對通風、采光都比較有利。如圖下圖所示:a)為南向窗口,采用水平遮陽,水平板挑出長度按h60;b)為北向窗口,采用垂直遮陽,垂一直扳挑處長度按8;c)為西向窗口,采用擋板遮陽,擋板下沿按h=300,若頂部水平板h50,則擋板左翼131,右翼28;d)為東向窗口,采用擋板遮陽,擋板下沿按h31,若頂部水平板h60,則擋板右翼451,左翼不挑出。 留槽式遮陽板的設置,槽的寬度過大,接近于遮陽板的寬度時,洞口的瓶頸效應就會削弱,表現為一個貫通空間的通風形式,此時遮陽板對通風的影響就非常的小;而槽的寬度過小,在槽的位置則會產生渦流區(qū),這種禍流將會削弱自上而下的通風,從而失去留槽改善通風的意義。所以留槽的寬度有最佳值。其實驗表明,當槽寬與板寬之比為3/4時,對通風的改善作用最佳。(2) 植物遮陽在選擇植物遮陽時要注意以下幾個問題:第一,選擇合適的綠化種類:第二,防止藤蔓植物帶來的蟲害;第三,結合實際,選用最好的藤蔓植物的攀援固定構件設計。落葉喬木和藤蔓在冬天會對窗日的陽光進入造成平均20左右的損失,這在設計中

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