建筑节能的技术措施

摘 要：由于能源消耗逐年增加,建筑行业作为主要的耗能项目,其耗能量增加更为迅速,为了实现可持续发展战略,建筑节能势在必行.建筑节能的主要技术措施有节能建筑规划设计、增强维护结构的隔热保温性能、屋顶的节能技术措施等.

关 键 词：节能建筑；新型建材

中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：1000－8136（2012）09－0093－02

1引言

建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗.

近年来,随着经济的不断发展,能源消耗不断增加,节能技术已成为全世界关注的热点,也是当前国内外节能领域的一个热点研究课题.然而,在国内外,建筑能耗已成为主要的耗能项目,为了实行可持续发展,建筑节能是目前节能领域的当务之急.

建筑物的节能主要是从建筑设计规划、维护结构、遮阳设施等方面考虑.

2节能建筑规划设计

根据建筑功能要求和当地的气候参数,在总体规划和单体设计中,科学合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高,选用节能型建筑材料,保证建筑外维护结构的保温隔热等热工特性及对建筑周围环境进行绿化设计,设计要有利于施工和维护,全面应用节能技术措施,最大限度减少建筑物能耗量,获得理想的节能效果.

2.1建筑朝向和平面形状

相同形状的建筑物,南北朝向比东西朝向的冷负荷小,因此,建筑物应尽量采用南北向.如一个长宽比为4∶1的建筑物,经测试表明：东西向比南北向的冷负荷约增加70%.在建筑物内布置空调房间时,尽量避免布置东西朝向的房间及东西墙上有窗户的房间以及平屋顶的顶层房间.建筑的平面形状,应在体积一定的情况下,采用外维护结构表面积小的建筑.因为外表面积越小,冷负荷越小,能耗越小.

2.2合理确定建筑外墙的窗墙面积比

外窗、实墙是建筑立面构图的主要元素,也是围护结构的重要组成部分.外窗是保证房间良好的采光、通风的重要卫生条件.窗墙比是窗洞口与墙的面积比值,增大这两个比值不利于空调建筑节能,应尽量减少空调房间两侧温差大的外墙面积及窗的面积.控制窗墙比、对外墙及屋顶的导热系数等提出具体要求.通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的很大一部分,故在进行前期建筑设计时,在保证室内采光通风的前提下合理控制窗墙比是很重要的,一般北向不大于25%；南向不大于35%；东西向不大于30%,主要朝向的窗墙面积比选择为0.4左右较为适宜,这样只需对外窗的传热系数提出要求即可,而不必再考虑外窗玻璃的可见光透射比的要求.

2.3重视建筑外窗的细部设计

外窗的设计不但应考虑传热系数和遮阳系数的要求,还应重视其开启位置、开启方式及玻璃分格的确定,少用玻璃幕墙.

2.4合理控制体形系数

体形系数的定义是建筑物外表面积S与其所包围的体积V的比值.对于相同体积的建筑物,其体形系数越大,说明单位建筑空间的热散失面积越高,体形系数每增大0.01,能耗指标约增加2.5%.因此,出于节能的考虑,在建筑设计时应尽量控制建筑物的体形系数.当需满足造型和美观的要求,采用较大的体形系数时,应尽量增加围护结构的热阻.

2.5绿化对节能建筑的影响

绿化对气候条件起着十分重要的作用,它能调节改善气温,调节碳氧平衡,减弱温室效应,减轻城市的大气污染,减低噪声,遮阳隔热,是改善建筑室内环境,节约建筑能耗的有效措施.

3增强建筑维护结构的保温隔热性能

改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷.据有关资料介绍,围护结构的传热系数每增大1W/m2K,在其他工作情况不变的条件下,空调系统设计计算负荷增加近30%.

3.1外墙使用环保、节能型建筑材料

使用环保、节能型建筑材料,可有效减少围护结构的传热,从而减少各主要设备的容量,达到显著的节能效果.采用新型墙体材料与复合墙体围护结构,在进行经济性、可行性分析的前提下,在墙体内外侧敷设保温隔热的新材料.

3.1.1保温材料在墙体及围护结构中的应用

保温材料是实现建筑节能的最基本的条件.实心砖已普遍被空心砌块和多孔砖所代替,在空心砌块的墙体中,为了提高墙体的保温性能,隔断在砌块之间形成的空心通道的气流,还可以在各空隙中填加膨胀珍珠岩、散状玻璃矿物棉或散状矿物棉等绝热保温材料.

在建筑物的围护结构中,采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料.墙体的保温基本有3种形式,即保温、外保温和夹心保温.建筑的墙体结构可以是最外面一层为木质或塑料质的墙板,然后是一层硬质的泡沫塑料,里面就是墙的标准主体.另外一种典型墙的结构是在空心砌块或空心砌筑好的墙体空腔中,填充密实,同样能起到很好的保温作用.

3.1.2保温材料在屋顶上的应用

建筑采用尖顶的屋顶,在尖顶的阁楼空间紧接屋顶的下面装上供空气流通的通道,既能解决空气的流通,又可起到一定的保温隔热作用.同时在天花板的上面要铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫,或在此空间直接吹入松散的保温棉,或者直接吊装由玻璃棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板.

3.1.3保温材料在地面中的应用

对有地下室和地下空间的建筑,空间的地板并不是直接暴露在外界环境中,这就为保温创造了有利条件.即使地下室和地下空间不是采暖空间,在冬季仍会有相当多的热量通过一楼的地板传出.因此,在建筑物的一楼地板下面,仍需要填充高密度的保温材料.

3.1.4建筑的外墙装饰材料

外墙装饰材料应兼顾保护墙体和美化墙体的两重功能,根据实际情况选用.选材原则以对环境和人体无毒、无害、无污染与无放射性为主,另外在采光、通风换气、保暖隔热、防噪声方面都有明显的效果.外墙色调的选择也是非常重要的,如在我国南方的低纬度地区,由于日照时间和强度都比较大,所以外墙最好采用浅色调为主,能有效降低建筑的热量吸收,间接减少空调使用频率；相反,高纬度地区就应以深色调为主.

3.2隔离太阳辐射热

对垂直墙面可采用外廓、阳台、挑檐阳等遮阳设施和浅色墙面、反射幕墙、植物覆盖绿化等.

3.3门窗的节能技术措施

3.3.1尽量减少门窗的面积

门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,面积约占建筑外维护结构面积的30%,其能耗却约占建筑总能耗的2/3,其中传热损失为1/3,所以门窗是外维护结构节能的重点.可以在保证日照、采光、通风、观景条件下,尽量减少外门窗洞口的面积.

3.3.2设置遮阳设施

设置遮阳设施,考虑空调设备的位置.减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内,可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施.门窗的遮阳设施可选用特种玻璃、双层玻璃、窗帘或遮阳板等.

3.3.3提高门窗的气密性

设计中应采用密闭性良好的门窗.通过改进门窗产品结构（如加装密封条）,可提高门窗气密性.防止空气对流传热,加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一.

3.3.4尽量使用新型保温节能门窗

采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗（如塑钢门窗）可大大提高热工性能.同时还要特别注意玻璃的选材.玻璃窗的主要用途是采光,但由于玻璃窗的耗冷量占制冷机最大负荷的20%～30%,冬季单层玻璃窗的耗热量占锅炉负荷的10%～20%,因而控制窗墙比在30%～50%范围内时,窗玻璃尽量选特性玻璃,如吸热玻璃、反射玻璃、隔热遮光薄膜.

4屋顶的节能技术措施

4.1隔离太阳辐射热

隔离太阳辐射热,减少阳光直射,对屋顶可采用架空屋面、浅色屋面、种植屋面等.对屋面进行绿色覆盖,既可遮阳,又能隔热,而且通过光合作用,可消耗或转化部分能量,也起到美化环境的作用,因此植物覆盖法是空调节能的较好方法.另外还有设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施.

4.2“冷屋顶”节能

所谓“冷屋顶”（coolroofs）是指日射反射率高的屋顶,它通过对普通屋顶涂上高反射率的涂料,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的.研究表明,采用“冷屋顶”节能可使空调负荷减少约10%～50%.