建筑節(jié)能途徑墻體材料的節(jié)能分析

建筑節(jié)能途徑墻體材料的節(jié)能分析

中國的建筑能量占全國總能量的1.4%，是能量最重要的份額。近年來我國建筑業(yè)得到了快速的發(fā)展,需要大量的建造和運(yùn)行使用能源,尤其是建筑的采暖和空調(diào)耗能。中國對(duì)于全球氣候變暖承擔(dān)著重大的責(zé)任,而作為耗能大戶的建筑,其節(jié)能也就成為關(guān)系國計(jì)民生的重大問題。我國節(jié)能工作與發(fā)達(dá)國家相比起步較晚,能源浪費(fèi)又十分嚴(yán)重。如我國的建筑采暖耗熱量:外墻大體上為氣候條件接近的發(fā)達(dá)國家的4~5倍,屋頂為2.5~5.5倍,外窗為1.5~2.2倍;門窗透氣性為3~6倍;總耗能是3~4倍。如果聽任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增長的速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國能源生產(chǎn)可能增長的速度,國家的能源生產(chǎn)勢必難以長期支撐這種浪費(fèi)型需求,從而不得不組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造,將耗費(fèi)更多的人力、物力。下面談一談幾種建筑節(jié)能途徑一、設(shè)計(jì)目標(biāo)難以滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。我國以實(shí)心粘土磚為墻體材料,保溫性能不能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。以外墻為例,JGJ26-1995標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在建筑物形體系數(shù)(建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值)小于0.3時(shí),北京地區(qū)傳熱系數(shù)不超過1.16W/(m2·K),而目前常用的內(nèi)抹灰磚墻,傳熱系數(shù)都大于上述節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。因而在節(jié)能的前提下,應(yīng)進(jìn)一步推廣空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)。二、不同向的住宅窗墻比在住宅職外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。其節(jié)能措施有:(1)控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JGJ26-1995《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)》對(duì)不同朝向的住宅窗墻比做了嚴(yán)格的規(guī)定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過20%、30%、35%”。(2)提高住宅外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。如設(shè)置泡沫塑料密封條,使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而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(shè)灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。(3)改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺(tái)門應(yīng)結(jié)合防火、防盜要求,在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗,這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋,可設(shè)置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴(kuò)大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減少可開啟的窗扇面積,適當(dāng)增加固定玻璃及固定窗扇的面積。(4)設(shè)置“溫度阻尼區(qū)”。所謂溫度阻尼區(qū)就是在室內(nèi)與室外之間設(shè)有一中間層次,這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風(fēng)的直接滲透,減少外墻、外窗的熱耗損。在住宅中,將北陽臺(tái)的外門、窗全部用密封陽臺(tái)封閉起來,外門設(shè)防風(fēng)門斗,防止冷風(fēng)倒灌,樓梯間設(shè)計(jì)成封閉式的,對(duì)屋頂上人孔進(jìn)行封閉處理等措施均能收到良好的節(jié)能效果。三、設(shè)置保溫層在不斷改進(jìn)建筑外墻、外窗的保溫性能后,還必須進(jìn)一步加強(qiáng)屋面保溫隔熱的研究。屋面節(jié)能措施的要點(diǎn),其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大;其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分?，F(xiàn)在,高效保溫材料已經(jīng)開始應(yīng)用于屋面,一些建筑的屋面保溫,采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法,就克服了常規(guī)作法的諸多缺點(diǎn)。這種保溫芯板施工方便、價(jià)格低廉、不污染環(huán)境;芯板為柔性制品,不僅適用于具有平面的屋面,也可用于帶有曲面的屋面,其保溫工程更可顯示出它的優(yōu)越性。其主要技術(shù)指標(biāo),表觀密度為110~150kg/m3;導(dǎo)熱系數(shù)為0.04~0.06W/m·K;蓄熱系數(shù)為0.90~0.11m2·K。抗壓強(qiáng)度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽滲透系數(shù)為2.18×10-7g/m.n.Pa.這些指標(biāo)充分體現(xiàn)了膨脹珍珠巖密度較小,導(dǎo)熱系數(shù)較低,而且吸水率和蒸汽滲透系數(shù)也都很低。這是保溫性能好的材料所必須具備的。2001年已經(jīng)在西寧污水處理廠的數(shù)百平方米屋面工程中使用,收到了好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。四、太陽能資源開發(fā)潛力地球攔截的太陽輻射能相當(dāng)于目前全球電力消費(fèi)量的1500倍。而在現(xiàn)有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下可供開發(fā)利用的太陽能,只占理論資源量的很小一部分。據(jù)美國能源部評(píng)估,1990年美國太陽能經(jīng)濟(jì)可開發(fā)資源量約為22Mtce/年,僅為技術(shù)可開發(fā)量的0.6%。所以,太陽能的開發(fā)利用有巨大的潛力。太陽能作為一種可再生的潔凈能源,是建筑上很具有利用潛力的新能源之一。太陽能在建筑上的利用方式主要有,被動(dòng)式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動(dòng)式太陽能采暖與空調(diào)、以及太陽能發(fā)電等等。我國太陽能資源豐富,陸地每年接受的太陽輻射能,相當(dāng)于2.4×1012tec,2/3國土面積的太陽能總輻射量超過0.6MJ/m2。如果將太陽能源充分加以利用,不僅有可能節(jié)省大量常規(guī)能源,而且有可能在某些區(qū)域完全利用太陽能采暖。五、夜間室外空氣溫度低夜間通風(fēng)方法的原理是在夜間引入室外的冷空氣,通過冷空氣與作為蓄熱材料的建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)接觸換熱,冷卻建筑材料,達(dá)到蓄冷