建筑节能技术研究

　　摘要：随着我国城市化建设进程的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅上升。严峻的事实表明，我国要走可持续发展道路,大力发展建筑节能技术刻不容缓。本文通过对几种节能技术的分析，来阐述建筑节能技术对于整个建筑及其社会节能的重要性。
　　关键词：建筑；节能技术；能耗
　　
　　
　　引言：建筑节能是技术是反映一个国家先进的重要标志。而当前，由于我国处于工业化和城镇化快速发展时期，伴随着建筑总量的不断攀升，能源消耗急剧上升。所谓高层建筑节能不仅是建筑本身的节能，且由城市的综合环境、气候条件、总体布局；建筑物的形体变化、朝向；外围护结构保温。隔热的性能；门窗质量等许多综合性因素构成。
　　一、优化建筑位置朝向设计及体形
　　高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求，阳光有着巨大辐射能量。在寒冷地区人们十分珍惜阳光带来的温暖。据有关资料分析，地球每年接收的能量有60亿亿千瓦，这么大能量弃之可惜，从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器，阳光不仅对人的身体健康有着很大影响，对建筑的节能也有着十分重要意义。寒冷地区城市规划应注重应用日照原理。合理的确定建筑位置与朝向，使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能，因此，建筑的方位与节能有着直接关系。
　　如在北纬40度－45度地区，冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍，而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2.5倍，不同朝向，不同季节，建筑物所得到的太阳辐射热能量不同，热损失也不同，尤其是在冬至前后，由于太阳高度角低，房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况，按其太阳高度角做出日影响图，以确定冬季每天的日照时间，建筑南向开窗面积尽可能大些，在满足采光条件下，北向、东向窗尽可能小些，从而获得更多的太阳光线，减少热损失，保持室内舒适的温度环境。
　　合理的建筑体形能够减少高层建筑物与外界的热量交换，在其他条件相同时，体型系数(建筑物外围护面积与其所包围体积之比)越大，单位面积散热量也越大，对节能不利。因此，正确处理建筑形式多样化和节能的关系，是高层建筑设计中应当引起重视的问题。
　　另外，高层建筑物的外形越简单，其外壳的表面积越小，热交换量亦越少。因此，高层建筑物的造型宜简洁、完整，尽量避免复杂的轮廓线。
　　二、外墙外保温技术在建筑节能的应用优势
　　1、适用范围广
　　外保温不仅适用于需夏季隔热地区的空调建筑，也适用于北方需冬季保温地区的采暖建筑。既适用于新建建筑，也适用于既有建筑的节能改造。保温效果明显。由于保温材料置于建筑物外墙的外侧，基本上可以消除在建筑物各一个部位的“热桥”影响。从而充分发挥了轻质高效保温材料效能，相对于外墙内保温和夹心保温墙体，它可使用较薄的保温材料，达到较高的节能效果。
　　2、保护主体结构
　　置于建筑物外侧的保温层，大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响。随着建筑物层数的增加，温度对建筑竖向的影响已引起关注。国外的研究资料表明，由于温度对结构的影响，建筑物外向的热胀冷缩可能引起建筑物内部一些非结构构件的开裂，外墙采用外保温技术可以降低温度在结构内部产生的应力。
　　3、有利于改善室内环境
　　外保温不仅提高了墙体的保温隔热性能，而且增加了室内的热稳定性。它在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿，提高了墙体的防潮性能，可避免室内的结露、霉斑等现象。因而创造了舒适的室内居住环境。所以，外墙外保温技术得到更广泛的应用。
　　4、耐久性问题
　　一般来说，外墙外保温工程的使用年限不应少于25年，大量工程实践证实，使用年限在25年以上的，就得要求外墙外保温工程无论是处于高温还是低温状况，都不应引起墙体表面的任何破坏现象出现。由于室内水蒸汽可通过墙体向外渗透，逐步进入外墙内部，有可能造成保温层内部结露，导致外保温体系的各种组成材料化学与物理的稳定性破坏。保温材料、粘结剂、固定件、加强面层、隔气材料、密封膏等等，所有这些组成材料要考虑它们的抗渗性以及保温隔热体系的透气性，避免此等原因而导致的面层掉落，实际施工时要选择耐腐蚀的或处理成耐腐蚀的。
　　三、建筑屋面绿化技术
　　1、绿化屋面的荷重及植被
　　屋顶绿化与地面绿化的一个重要区别就是种植层荷重限制。应根据屋顶的不同荷重以及植物配置要求，制定出种植层高度。种植土宜采用轻质材料（如珍珠岩、蛭石、草炭腐殖土等）。种植层容器材料也可采用竹、木、工程塑料、ＰＶＣ等以减轻荷重。若屋顶覆土厚度超过允许值时，也会导致屋顶钢筋砼板产生塑性变形裂缝，从而造成渗漏。所以必须严格按照前面所述，确定覆土层厚度。由于层顶绿化的特殊性，种植层厚度的限制，植物配植以浅根系的多年生草本、匍匐类、矮生灌木植物为宜。要求耐热、抗风、耐旱、耐贫瘠，如彩叶草、三色堇、假连翘、鸭跖草、麦冬草等。
　　2、屋面绿化的保温隔热性能
　　当平屋面上的找坡层平均厚100mm，再加上覆土厚度为80mm的屋面，其传热系数K<1.5W/m2.k，若覆土厚度大于200mm时，其传热系数K<1.0W/m2.k.夏季绿化屋面与普通隔热屋面比较，表面温度平均要低6.3℃，屋面下的室内温度相比要低2.6℃。因此，屋顶绿化作为夏季隔热有着显著效果，可以节省大量空调用电量。例如，上海夏季空调的负荷最高值1048万KVA（最高气温时），一般负荷600万KVA（11月份），而上海的发电能力约为800万KVA，电力谷峰差的缺口要靠外地输入。提高建筑物的隔热功能，可以节省电能耗20%.对于屋面冬季保温，采用轻质种植土，如80%的珍珠岩与20%的原土，再掺入营养剂等，其密度小于650kg/m3，导热系数取值为0.24W/m.k，基本覆土厚度为220mm，可计算出k值<1.由于我国地域广阔，冬季温度的差别很大，因此可结合各地的实际情况作不同的工艺处理。
　　四、门窗节能技术
　　1、提高门窗的保温性能
　　以前，我们大都采用实心木板或复合板作为户门和阳台门，它们的保温隔热性能较差，同时不利于安全防火。众周知，木材是遇火即燃的物质。另一方面，户门和阳台门一般与外界接触，自然界的风霜雨雪对户门产生很大的负面影响（变形、裂缝、腐烂）。有些地方虽然使用空腹薄板当作门，对改善户门的保温隔热虽然起到一定的作用，但是户门的强度性较差，在外界各种力的作用下，空腹薄板户门容易损坏，而且维修不方便，价钱昂贵。因此，可将空腹薄板置于居室内侧，铝合金置于外侧，使两者相得益彰，这样不仅达到保温隔热的效果，而且又达到安全防护的作用，此种多功户门的传热系数可降低到。
　　由于阳台的形式多种多样（凸型阳台、四型阳台、半凹凸型阳台），应该根据不同的特点处理好各自的保温隔热系，但是不管阳台形式怎样（封闭阳台除外），它们都有一共同的特征：在阳台门的小部件制作钢材门心板，以往冬结露淌水。现在应该在上面贴上绝缘材料，上部透明部分用双层玻璃，中间应留一定厚度，使之形成空气层。这样，保温隔热效果大有改善。
　　2、确定合适的窗墙比和朝向
　　一般来说，窗户的传热系数大于同朝向、同面积的外墙传热系数，因此，能量的损失随着窗墙比例的增加而增加。在采光和通风允许的条件下，控制窗墙比例比设置保温窗帘和窗板更加有效，即窗墙面积比设计越小，热量损耗就越小，节能效果越佳。热量损耗还与外窗的朝向有关，南、北朝向的窗户太阳辐射强度和日照率高，窗户所获得的太阳辐射热多。在《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》中，虽然对窗墙面积比和朝向做了有选择性的规定，但还应结合各地的具体情况进行适当调整。如考虑到起居室在北向时的采光需要，北向的窗墙面积比可取0.3;考虑到目前一些塔式住宅的情况，东、西向的窗墙面积比可取0.35;考虑到南向出现落地窗、凸窗的机会较多，南向的窗墙面积比可取0.45。这样虽然增大了南向外窗的面积，但可充分利用太阳能的辐射热降低采暖能耗，实现了既有宽敞明亮的视野又不浪费能源的目的。

《建筑节能技术研究》

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