南方地区围护结构的节能方法
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不同气候区遮阳节能技术对办公建筑能耗的影响摘要:公共建筑能耗在我国建筑总能耗中所占的比例已经超过三分之一,而办公建筑又是我国最为常见、分布最为广泛的一类公共建筑。
外窗是围护结构保温隔热的薄弱环节,因而推广应用外窗节能技术是实现建筑节能的主要途径之一。
外窗的隔热保温性能主要受到外窗开启形式、窗框材料、玻璃类型以及遮阳形式等几方面的因素影响。
本文通过TRNSYS能耗模拟软件对全国五个气候区(夏热冬暖地区、夏热冬冷地区、寒冷地区、严寒地区B、严寒地区A)的办公建筑模型进行能耗模拟,定量分析了遮阳节能技术对建筑采暖空调系统能耗的影响,从而获得了遮阳节能技术在全国不同气候区应用的最佳方案。
关键词:遮阳节能技术 TRNSYS 节能贡献率一、模拟建筑选择根据《公共建筑节能设计标准》第4.1.2条,严寒地区和寒冷地区公共建筑的体型系数不应大于0.4。
根据对国内不同地区办公建筑的大量调研结果表明,办公建筑的体形系数主要集中于0.1至0.3之间[1]。
故本文选取体形系数为0.12的标准办公建筑模型进行模拟分析。
基本建筑参数是综合国内目前常见的办公建筑设计案例得到的,符合相关的建筑设计标准,模型具体参数见表1。
表1 标准办公建筑基本参数表2 不同遮阳组遮阳系数取值标准建筑模型模型1总建筑2面积(m2)400层数4标准层面积(m2)6 00建筑长度(m)4 0建筑宽度(m)1 5建筑高度(m)1 7体形系数0 .24内遮阳组编号遮阳系数外遮阳组编号遮阳系数NZ 1.3WZ1.2NZ 2.7WZ2.5NZ 31WZ3.7二、不同气候区典型城市的选取按照《公共建筑节能设计标准》4.2.1条可知,我国需要进行采暖空调设计的地区按照建筑气候由南至北分为了夏热冬暖地区、夏热冬冷地区、寒冷地区、严寒地区B、严寒地区A等5个气候区。
本文选取深圳(夏热冬暖地区)、上海(夏热冬冷地区)、北京(寒冷地区)、沈阳(严寒地区B)、哈尔滨(严寒地区A)作为各气候区的典型城市进行节能贡献率的分析计算。
广西居住建筑节能设计标准一、引言随着全球气候变化和能源危机的加剧,建筑节能已成为我国政策导向和行业发展的重要课题。
广西作为南方炎热潮湿地区,居住建筑节能设计尤为重要。
本文将探讨广西居住建筑节能设计标准,以期为建筑设计提供参考。
二、广西居住建筑节能设计标准概述1.节能目标广西居住建筑节能设计应遵循《中华人民共和国节约能源法》和《民用建筑节能条例》,以降低建筑能耗、提高室内环境质量、促进绿色发展为目标。
2.设计原则(1)符合国家和地方节能政策、法规、标准及规范要求;(2)注重建筑节能与环保、舒适、美观相协调;(3)充分利用自然条件,提高能源利用效率;(4)采用先进、成熟、可靠的节能技术。
3.节能技术措施(1)优化建筑体型、空间布局和朝向,降低建筑能耗;(2)选用高性能的建筑材料,提高外围护结构的热工性能;(3)采用合理的绿化配置,提高绿化覆盖率,降低环境温度;(4)利用可再生能源,提高可再生能源利用率。
三、建筑节能设计要点1.建筑外观与空间布局(1)采用适宜的建筑形式和风格,减少建筑外表面积;(2)合理设置窗户、阳台、挑檐等构件,提高建筑整体保温性能;(3)优化空间布局,提高室内自然采光和通风效果。
2.建筑材料与构造(1)选用高性能的保温材料,提高外围护结构保温性能;(2)采用节能型门窗,降低建筑外墙开口面积;(3)优化建筑构造,提高建筑节点保温性能。
3.建筑环境与景观规划(1)合理规划建筑布局,提高绿化覆盖率;(2)采用立体绿化,降低地面温度;(3)设置生态景观水体,提高环境湿度,降低气温。
四、节能技术与策略应用1.外围护结构保温隔热(1)采用保温隔热材料,提高外围护结构保温性能;(2)优化建筑构造,减少热桥效应;(3)加强建筑节点保温处理。
2.太阳能利用与光伏发电(1)合理设置太阳能热水系统,降低能源消耗;(2)利用光伏发电技术,提高可再生能源利用率;(3)推广太阳能照明系统,减少照明能耗。
3.节能照明与智能控制系统(1)采用高效照明设备,降低照明能耗;(2)设置智能照明控制系统,实现照明自动化;(3)推广智能家居系统,提高能源管理水平。
建筑节能与围护结构作者:贾华先来源:《城市建设理论研究》2013年第13期摘要:随着社会的不断发展,节能和减少环境污染,已成为人们日益关注的两大问题。
目前无论是单体建筑还是群体建筑,均需要保温、节能手法的综合运用才能满足时代要求,而建筑围护结构常常是建筑热能的薄弱环节。
因此,研究建筑围护结构的节能方法和节能技术是十分重要的.关键词:建筑围护结构建筑节能中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:前言环境保护是21世纪永恒的主题,积极推进建筑节能,有利于改善人民的生活和工作环境质量,保证国民经济持续稳定的发展。
为实现我国建筑节能的目标,要从建筑节能技术应用和节能技术政策保障两方面推进建筑节能工作的展开。
建筑围护结构是建筑结构中能源消耗的主要部分,应加强建筑围护结构的建筑节能技术研究。
一、建筑围护结构的现状建筑节能技术是一种以建筑节能科学为基础,同时需以不影响人们感觉舒适度为前提的包含了建筑、施工、采暖、通风、空调、照明、电器、建材、热工、能源、环境、检测、计算机应用、管理等多个领域的综合性技术。
目前我国建筑物的围护结构节能技术的主要内容有:外墙保温隔热技术、门窗节能技术、屋面节能技术和地面、楼板及楼梯间隔墙技术、建筑遮阳技术等。
建筑外围护结构节能技术及存在问题1外墙保温隔热问题我国外墙保温隔热技术作为建筑节能事业的一个主要技术组成部分,正在朝着:性能高中低档搭配,材料多种、性能多样,能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿的房屋工程特点方向发展。
墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。
随着建筑节能技术的不断完善和发展,外墙外保温技术逐渐成为建筑保温节能形式的主流。
外墙外保温是在主体墙结构外侧在粘接材料的作用下,固定一层保温材料,并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆,此种外保温,可用于新建墙体,也可以用于既有建筑外墙的改造。
我国外墙保温技术在较短时间取得了世界注目的发展,但是在提高完善质量和规范管理外墙保温技术方面,我国还刚刚起步;与欧洲管理规范化,把外保温系统作为一个整体进行认定的情况有所不同,我们的管理部门、生产、设计和施工应用单位在认定时还存在比较注意控制材料产品性能, 而忽视按要求进行系统性能控制的倾向;生产、研究、施工行业还存在应用技术理论研究薄弱、工程经验缺乏、实验和验证方法不统一的问题;相当数量的开发商对待建筑节能实施仍然抱应付和消极的态度,使得质次价低的产品在低价中标的做法下占有市场;最突出的就是各个环节不能严格按标准生产、销售、施工的问题。
浅谈当前我国建筑行业的节能问题【摘要】:建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用,加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展,建设节约型社会,有着举足轻重的作用,也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措。
切实做好建筑节能工作,是当代建筑工作者义不容辞的责任。
本文分析当前建筑节能的现状及存在问题,并进一步提出了解决问题的对策措施。
【关键词】:建筑节能存在问题对策措施严格把关“十二五”时期是我国加快建设资源节约型社会的重要时期。
本时期的重要任务之一就是要继续坚持开发与节约并举、节约优先的方针,以提高能源资源利用效率为核心,以节能、节水、节地、节材、能源资源综合利用和发展循环经济为重点,把节约能源资源工作贯穿于生产、流通、消费各个环节和经济社会发展各个领域,加快形成节约型生产方式和消费方式,提高全社会能源资源利用水平,力争在较短的时间内取得明显进展。
当前,我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾己十分突出。
全面推进建筑行业节能工作,有利于减少建筑耗能,节约能源;有利于减少温室气体排放,减轻大气污染,改善环境质量;有利于传统建筑业的改造和提升,转变企业增长方式,调整经济结构,实现经济效益与社会效益最优化。
切实做好建筑节能工作,是当代建筑设计师义不容辞的责任。
一、建筑节能的重要意义建筑节能是一项节约资源、保护环境、促进经济社会可持续发展的重要工作。
通过推行建筑节能,既可保护环境、节约能源、满足人民群众日益提高的居住舒适、健康的要求,又为新兴产业群体的兴起诸如墙材、保温隔热材料与制品,节能门窗、器件、管材与系统等提供极大的发展空间,并随着建筑节能规模的扩大与深入,带动更多的相关产业的发展,将为国民经济发展提供一个新的增长点。
建筑节能是降低能耗、提高能源利用效率、保护环境的一项重大举措,关系到国家的可持续发展战略的实施。
积极开展建筑节能工作对于节约能源、保护环境、提高居住质量、推动建筑业建材业技术进步,实现经济和社会发展,都具有十分重要的意义。
既有居住建筑节能改造技术措施摘要:通过对既有建筑几种简单易行的节能改造措施的实施,使既有建筑基本达到节能要求。
关键词:节能改造技术措施我国现有建筑总面积500多亿平方米,其中60%是非节能既有居住建筑。
既有居住建筑节能改造既是一项非常艰巨的工作,又是一项必须完成的任务,否则我国建筑节能的总体目标则无法实现。
针对既有居住建筑外围护结构节能改造,简单易行的主要技术措施如下:1 楼梯间的节能改造楼梯间一般是按非采暖房间设计的,属于内围护结构。
但是实际上许多单元入口门设计简陋形同虚设,甚至没有门,冬季冷风长驱直入,使楼梯间成为建筑节能的一个薄弱环节,其能耗一般可以达到整栋建筑物的10-20%。
同时,在整栋建筑物的节能改造工作中,楼梯间是最容易处理的,可以采取以下处理方法:1.1 在单元门入口设置一个防寒风斗,阻止冬季冷风进入楼梯间。
我国北方许多建筑为了充分利用南向房间,将单元门入口朝北向开,因此,加设防寒风斗时应将门斗的入口转折90度,转向朝东开,以避开冬季的主要风向——北风和西北风。
1.2 安装智能化门铃和对讲系统,代替原来简陋的单元入口门。
既能利用智能化防盗金属门优良的整体性彻底封闭单元入口,较好地解决楼梯间的隔热保温问题,又能对整个单元起到安全防护作用,能够获得全体住户的理解和支持。
2 阳台的节能改造阳台的节能改造不仅是简单地封闭阳台,封闭阳台在冬季确实可以起到保温隔热作用,具有较好的节能效果;但在夏季封闭的阳台有可能成为阳光温室,对室内空气起到加热作用,大量消耗制冷能耗。
阳台的节能改造应注意以下几个问题:2.1 采用节能窗(如:pvc塑钢框中空玻璃、断桥铝合金框中空玻璃等)封闭阳台。
阳台封闭起来以后,冬季阳台空间成为一个阳光室。
该空间处于室内和室外之间,具有中介效应,成为一个缓冲区或过渡带,使室外自然界的冷热变化不会直接作用于室内,从而改善了居室环境。
在冬季,由于直接获得太阳的热能,阳台变成温度波动较大的空间,加热的空气会立即为相邻的房间提供采暖。
一、南北方地区对围护结构热工要求不同
这里说的南方地区,是指夏热冬冷地区和夏热冬暖地区。
按照GB50176-93《民用建筑热工设计规范》的规定,前者的设计要求是:“必须满足夏季防热要求,适当兼顾冬季保温”;后者的设计要求是:“必须充分满足夏季防热要求,一般可不考虑冬季保温。
”可见,这两个地区围护结构的热工设计,主要考虑夏季防热,与严寒地区及寒冷地区主要考虑冬季保温有很大的差别。
保温与防热原理上是一回事,英文都是insula-tion,并没有隔冷还是隔热之分,就是利用绝热材料阻止热量从高温区向低温区自发流动。
中文就有区别了,保温是指围护结构在冬季阻止室外冷空气向室内侵入,以使室内保持适当的温度;隔热是指围护结构在夏季隔离太阳辐射热和室外高温向室内侵入,以使围护结构内表面温度低于最高温度。
简而言之,北方的围护结构的热工设计是不让室外冷空气跑进来,不让室内热气跑出去;南方的围护结构是不让室外热空气跑进来,也不让室内人造的冷空气跑出去。
建筑节能在北方采暖地区非常重要,因为冬季不采暖居民根本无法生活,而且采暖能耗高,占生活能耗的比例很大,所以受到重视;由于经济条件的限制,南方的建筑热环境长期以来不受重视,居民一直忍受着酷暑的煎熬。
现在生活条件好了,南方居民强烈要求改善建筑热环境,家家户户使用空调人工制冷,空调使用时间长达半年。
这些城市空调用电占夏季用电总量的三成以上,且呈日益增长的趋势。
因此,南方的建筑节能也开始受到重视,但是还仅停留在北方的习惯上,比如把围护结构的防热等同于保温,把适用于北方的观念移植到南方。
这是不切实际的。
首先,南方地区恶劣的建筑热环境的时间要比北方地区长。
GB50176-93《民用建筑热工设计规范》的分区指标表明,寒冷地区日平均温度≤5℃的天数最高为90d ̄145d,而夏热冬冷地区日平均温度≤5℃的天数0 ̄90d,日平均温度≥25℃的天数最高为110d,总计恶劣气候的天数达200d;夏热冬暖地区日平均温度≤5℃的天数虽少,但≥25℃的天数最高也是200d,所以,南方地区恶劣气候时间要比北方地区长多了。
其次,南方地区建筑物的围护结构一向比较简单,以广东地区为例,过去常用180mm黏土砖墙加抹灰,最近几年改用190mm普通混凝土空心砌块加抹灰。
这类墙防热性能很差,加上受低造价和容积率的限制,建筑师很少注意自然通风;简单的立面设计,省去窗户遮阳等手法,同时还无谓地增大窗户面积,致使墙和窗成了带来室内恶劣建筑热环境的源头。
空调耗电量剧增暴露出南方地区建筑节能设计之缺陷。
二、南北方地区对内外保温的看法
建筑节能起源于北方。
北方的保温做法曾经动摇于内保温和外保温之间。
把高效保温材料做在主体墙内侧,施工可不受外界气候影响,无需搭脚手架,难度低,增加造价不多,初期很容易推广。
但是这种做法对梁柱、楼板、隔墙等部位周边不能保温,容易产生“冷桥”。
另外,较厚的内保温层占用建筑面积,居民二次装修时可能损坏保温层。
而外保温最大的优点就是从外面把整个建筑物包起来,对主体结构有保护作用,室外气候条件变化不会使内部的主体结构产生大的温度变化,热应力减小,建筑物寿命延长,同时也避免了“冷桥”的产生。
所以经过一段时间的比较,专家得出结论,北方地区使用外保温为宜。
但是,外保温存在许多难以解决的问题。
且不说施工质量问题,单从材料角度讲,目前使用的高效保温材料通常为有机材料,如聚苯乙烯硬质板、聚氨酯板、聚苯颗粒砂浆等,其热稳定性、防火性、强度均比墙体主体差,加之目前许多厂家采用回收废料再生制造轻质材料,使用寿命令人质疑。
随着外墙保温材料老化变质,会造成大量难以降解的物质,严重污染环境。
既然夏热冬暖地区和夏热冬冷地区(尤其是前者)围护结构热工设计的主要目的在于夏季防热,那么综合采用一套防热措施就显得极为重要。
首先,建议设计师好好学习GB50176-93《民用建筑热工设计规范》第三章“建筑热工设计要求”中夏季防热设计要
南方地区围护结构的节能方法
土木工程学博士陈振基
专题研究
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2007年5期
求和空调建筑热工设计要求这两节,里面已经写明了自然通风、围护结构隔热和环境绿化等综合措施。
其实不少老建筑物,在没有空调的年代,采取这类措施就达到了一定程度的防热效果,比如通风、遮阳、浅色墙面。
其次,南方地区室内外的温差比北方小得多,把防热层做在墙的内侧,不会出现北方使用内保温时出现的“冷桥”和水蒸气冷凝现象或并不严重。
同时,南方要求墙体的传热系数K≤1.5W/(m2・K),对围护结构的热工要求远没有北方那么高,所以根本没有必要使用技术尚不稳定的外保温。
何况一般家庭不会夏季全日开冷气,若将隔热层设在里面,白天人不在房间,晚上回来打开冷气,无需将承重材料“冷却”,室内温度就可以很快降下来。
这两个地区过去房屋节能措施很差,现在新建筑物设计要符合节能标准,既有建筑需要节能改造。
采用技术问题较多的外保温,外贴薄薄的一层已够,但施工的所有工序则和北方相同,让北方使用外保温实堪忧虑的诸多问题毫无折扣地转移到南方,实践将证明是不明智的选择。
三、南方地区内隔热的方法
南方地区的建筑物中,窗户的耗热量最大,其传热耗热量与空气渗透耗热量相加,约占建筑物全部耗热量的50%以上,是节能的重点部位之一。
最简单的方法是,采用防晒、隔热功能一体的隔热膜,节能效果很好。
山东建筑科学研究院的研究[1]证明,用单框双玻塑料窗的热阻值比单层塑料窗提高80%,单位热阻值价格降低30%左右。
采用节能窗之后,墙体只需抹少量隔热砂浆就可以满足传热系数的要求。
所以,与其花太多精力在墙体外保温上面,不如注意窗户的节能改造,控制住耗热量最大的部位,然后适当做好墙体隔热。
有的文章对内保温作了不可使用的结论,最近又有文件说:“由于内保温热桥影响很大,而浆体保温材料的导热系数又偏大,在工程上可接受的保温层厚度范围内,使用浆体材料做内保温,很难符合JGJ26-95《民用建筑节能设计标准》中对外墙平均传热系数限值的规定”,因而规定这种技术“不得用于寒冷地区和严寒地区内、外保温以及其他气候区大城市的内保温”。
本文不述及北方地区内保温,基于上述理由,浆体保温材料用于要求不高的南方建筑隔热,却是再好不过的了。
笔者曾撰文[2]详细地介绍了夏热冬暖地区内隔热的做法。
随后,深圳市建筑科学研究院将南方地区常用的11种墙体材料砌成不同厚度,分别测试了14种墙体(包括3种不同体积密度的加气混凝土砌块)的传热系数。
结论是:(1)当使用密度小于1000kg/m3的材料,墙体厚度超过190mm时,墙体热工性能可以满足夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准要求的K≤1.5W/(m2・K)。
(2)其他墙体材料在未采取保温处理时,墙体传热系数均不能达到要求。
(3)但是采用任何导热系数小于0.1W/(m・K)的保温砂浆覆面后,就可以达到要求[3]。
笔者极力推荐这种内隔热方法,因为它满足了传热系数的要求,只要墙体的热惰性指标同时达到D≥3.0,夏热冬冷和夏热冬暖地区完全可以使用。
这种隔热砂浆层可以取代原内抹灰层,不占室内空间,是建筑节能的好办法。
当然,内隔热材料对防火性能的要求更高,燃烧性能要达到A级,一般的有机材料难以过关,必须使用无机轻质集料制成的材料。
玻化微珠是一种经高温工艺生产出的球状玻璃质矿物质,容重轻,导热系数小,具有防火、保温、吸音等优良性能。
由玻化微珠为骨料和改性干粉粘结剂混合的单组分干混砂浆,涂在墙体基层上,防水、不空鼓、不开裂、强度高、粘结性能好,可大大提高干粉保温砂浆的综合性能和施工效率。
在玻化微珠保温层外刮一层2mm厚的抗裂干混砂浆,可达到防渗、抗裂和耐水耐侯性能。
它和玻化微珠隔热层共同形成保温、抗裂、防火、耐水的体系,具有明显的节能、环保综合效益。
对于南方地区的隔热,不必追求浆体保温材料低的导热系数。
在深圳市建筑科学研究院的实验中,我们使用了导热系数为0.11W/(m・K)的砂浆。
在南方地区,隔热砂浆的导热系数在0.10W/(m・K)以下就可以,那样砂浆强度可以提高。
但要注意提高砂浆的防水性能,在隔热砂浆层上做简单的罩面就可刷涂料或乳胶漆,节能处理简易可行,节能成本较低,容易为设计师和用户接受。
笔者建议,夏热冬暖地区和夏热冬冷地区的有关部门请当地科研单位做些试验,证明简单的内隔热在这些地区即可达到节能指标,由当地主管部门提出实施意见。
同时也可以建造实验房,根据在不同气温下测定内部温度,内外保温和内外隔热的表现,以决定选用当地合适的节能方法。
参考文献:
[1]外围护结构节能设计浅析.王薇薇等.《建筑节能》第34期
[2]夏热冬暖地区内保温的特点和做法.陈振基等.《新型建筑材料》,2006年第5期
[3]墙体材料热工性能及其改进措施研究.黄远洋等.《新型建筑材料》2006年第11期
专题研究
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2007年5期。