胡淞博
中国矿业大学
摘 要:建筑节能是社会经济可持续发展的需要,是节约资源、减少大气污染和改善建筑热环境的需要,也是发展建筑业的必然要求。本文主要介绍了居住建筑节能改造技术的方法,包括自然采光和通风在居住建筑布局、选址上的影响。介绍了近年运用广泛并且技术成熟的外墙保温技术,主要有外墙自保温、外墙内保温、外墙夹心以及外墙外保温。
关键词:建筑布局;外墙保温体系;保温层;屋面保温
能源危机爆发之后,各国对绿色节能技术越来越重视,并不断探索和研究。其中包括节能政策的发布,被动式节能设计策略的分析优化,相关建筑节能构造的提升以及节能模拟评估软件的开发等,都是为了提高建筑的节能、绿色、生态,进而降低建筑能耗。
1 选题背景
2000 年之后,全球建筑能耗在能源消耗比例中呈上升趋势,到 2010 年之后,建筑行业已经占据了50%的消耗总量,并且还造成了各种污染(图 1-1)。可见建筑对能源消耗和环境污染的影响日益严重,因此在可持续发展的战略中,如何减少建筑能源消耗也越来越引起人们的关注。
提高建筑节能性最重要的是降低建筑由于采暖和制冷所造成的高能耗,建筑的节能性通常通过建筑的设计形式、建筑的节能构造以及选用一些节能技术(如太阳能技术、雨水收集系统、节能家电等)去提高,而建筑主体的节能性可以很大程度的降低建筑能耗,减少对空调采暖技术的依赖,并且也是一种可持续的建筑设计方法。
2 居住建筑规划和单体的节能设计
2.1 居住建筑选址
太阳辐射与自然采光方面:建筑得热的来源是太阳辐射以及相关空调采暖设备,建筑白天的主要光源来源于自然采光和室内灯光设备,若能在选址上,选择可以最大限度利用自然采光以及合理利用太阳辐射的区域,就可以减少建筑得热与采光的能耗。在自然通风方面:有江河海湖的地方,因为地表水陆分布和表面覆盖的不同,以及陆地和水体冷却和增温的不同会产生昼夜不同方向的地方风;在严寒和寒冷地区,建筑应规划应避免建在凹地或山谷的位置,以防形成“霜洞”效应,而对于夏热冬暖地区,建筑布置在凹地容易实现自然通风,尤其是在夜晚,
2.2 居住建筑布局
经研究发现高层建筑布局的风速高于多层与低层建筑布局,主要是由于高层建筑布局易形成狭长的甬道易形成风洞。在建筑布局时还要注意建筑与建筑之间的间距,从而提高日照时间和日照质量,并且需要满足住宅建筑相关的日照标准。合适的建筑布局可以有效的减小冬季寒冷气流的风速,从而降低建筑热损失以及能耗,也可以争取更多日照。
3 居住建筑节能构造设计
3.1 外墙保温节能设计
外墙按其保温层所在位置可以分为四种:外墙自保温、外墙外保温、外墙内保温、外墙夹芯保温。
3.1.1 外墙自保温体系
外墙自保温技术体系是指墙体自身的材料具有保温隔热节能的功能,并且可以和适当的的保温材料和墙体厚度相搭配组成复合式保温墙体。常见的保温节能墙体有蒸汽加压混凝土砌块、节能型页岩烧结空心砌块、陶粒混凝土空心砌块、泡沫混凝土砌块等。自保温的缺点是:热桥部位在外部气温较低时,容易产生结露现象,因此热桥部位需要采取合理的措施进行处理,必须采用低热导率的砌筑砂浆。
蒸压加气混凝土自保温体系中砌块即可作为单一墙体材料,又可以作为保温材料,它的优点是节能效果好,建筑耐久性好,产品尺寸精确,节约造价。
3.1.2 外墙内保温体系
外墙内保温体系(图 3-1),就是将保温隔热层放于基层墙体的内部。它的优点是技术成熟、施工快,检验标准成熟,缺点是:保温层置于室内,减少了房间内部的使用面积;影响室内的二次装修,并且墙壁上不宜悬挂或固定物件,否则破坏室内保温结构;楼板、抗震柱、隔墙部位做不到保温,会产生热桥现象;屋内水蒸气会凝结在室内,产生冷凝现象,导致室内墙体发霉;保温结构可导致内外壁形成两个温度场,形成温差,两侧热胀冷缩不一致会使建筑物结构产生不稳定性且极易导致保温材料的破坏,因此不推荐使用。
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图3-1外墙内保温体系
3.1.3 外墙夹芯保温体系
外墙夹芯保温体系将保温层放于基础墙体的中央,基础墙体可采用砖类、砌块类等。该体系根据不同结构特点可分为填充板式夹芯保温和发泡式夹芯保温。填充板式就是在基础墙体中间放置保温板材,主要的保温板有岩棉板、EPS 板、聚氨酯硬板、FRP 纤维增强塑料板等。另外发泡式夹芯保温就是在基础墙体中间放泡沫塑料,现场发泡。
该体系的优点是:对施工环境和条件要求不高,施工方便,且冬季可以施工;保温隔热效果好;保温层在内部,耐久性能好,防火性能好;施工方便,基础墙体可以预制也可以现场浇筑,缩短施工时间;缺点是易产生热桥,施工工艺复杂。该体系在黑龙江、内蒙古等北部严寒地区有一定的应用。
3.1.4 外墙外保温体系
外墙外保温体系是将保温材料放置于基础墙体外侧,这种保温体系可以减轻热桥,以及保护主体结构的免受过大的温度变形应力,并且以最小的保温材料厚度达到节能较高的节能效果,该体系运用广泛且正常使用年限不应少于 25 年。 外墙外保温体系的优势是:避免热桥;保持室内热稳定;提高建筑结构的耐久性;减少墙体内部出现冷凝现象;有利于既有建筑的改造。
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