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[摘要] 寒冷地區(qū)的建筑,特別是住宅作為大量性民用建筑,其能耗已成為一個不可忽視的問題,在步入21世紀的今天,如何降低使用過程中的能耗,充分利用大自然賦予的一切,推進建筑節(jié)能技術的創(chuàng)造和發(fā)展具有一定的經濟效益和社會效益。
[關鍵詞]:建筑;節(jié)能;建筑節(jié)能
1 建筑節(jié)能的意義
建筑能耗 占國家總能耗的30%-40%,特別是我國寒冷地區(qū)傳統(tǒng)建筑外圍護結構保溫隔熱性能差,門窗氣密性和保溫性不良,是造成冬季室內熱量散失室溫較低,單位建筑面積耗能大的主要原因。因此要為減少能耗,改善居住熱環(huán)境,更好地完成建筑節(jié)能50% 和65%的奮斗目標,就應遵循國家相關標準、法規(guī),提出配套的具有實際應用價值和降低能耗的節(jié)能技術,是對實現(xiàn)建筑能耗具有現(xiàn)實意義。
2 總平面規(guī)劃
2.1建筑總平面規(guī)劃中盡可能使長軸朝向東西向,即建筑為南北朝向,其所獲得日照輻射多耗能少。
2.2 住宅應選擇在自然風存在處避免夏季主導風向陰影區(qū)內;利用高大建筑物或地形遮擋冬季惡性風流;呈U型布置的組團式住宅開口應面向夏季主導風向;行列式布置時,住宅平面錯開或與夏季主導風向成45度~50度布置,小區(qū)規(guī)劃應遵循建筑物南低北高的分布規(guī)律,以利于建筑物有充分日照。
3平面節(jié)能設計
3.1一般來說,體型系數(shù)越小,散熱量越低,節(jié)能效果好。在平面設計中宜采用增大房屋進深跨度,減少平面凸凹變化等;體形系數(shù)每增大0.01,使耗熱量指標約增加2.5%,一般宜使體型系數(shù)控制在0.3以下,若大于0.3,則屋面和外墻加強保溫,使其符合“民用建筑節(jié)能標準”。
3.2 推行建筑平面的溫度分區(qū)法,將起居室置于建筑南部,以充分利用能源,通過室內的溫度分區(qū),以滿足熱能的梯級應用,運用建筑設計方法,使住宅空間成為熱流失的阻隔體,達到節(jié)能目的。
3.3 建筑平面通常南北向布置以便吸收更大的陽光。單元入口往往朝北,門經常敞開,因此冬季北風涌入吸收熱量后,經屋頂人孔縫隙外逸,大量失熱。為了減少散熱量,樓梯間頂不宜設上人孔,在單元門外設擋風門斗,使入口背向冬季主導風向。
4 剖面節(jié)能設計
外墻的傳熱面積與層高和周長相關,在滿足房屋使用凈高的前提下,不應隨意增加層高而應控制層高,頂層盡量作成坡屋頂。應用被動式太陽能建筑原理進行建筑設計,組織被動式太陽能的對流循環(huán)、直接受益及附加陽光室等方法與建筑設計結合有選擇地吸收太陽能,合理儲存并正確釋放,把通風和采暖有機地結合起來。 墻面材質與色彩應合理選擇,在寒冷地區(qū)外墻面宜暖色特征,吸收冬季陽光增加墻體的吸熱量。
5 外墻節(jié)能設計
為使室內保持適宜的較穩(wěn)定的溫度,要求維護結構具有適當?shù)臒岱€(wěn)定性,以減少室溫的波動。圍護結構的蓄熱能力愈大,室溫波動愈小;從隔熱上講,主要是要降低內表面的溫度。為此,可以通過建筑設計,將環(huán)境綠化、自然通風、遮陽和維護結構的隔熱能力加以綜合考慮。
5.1 滿足外墻要求的最小傳熱阻值,最小傳熱阻值是根據(jù)室內一定的熱舒適感或國家規(guī)定的節(jié)能要求,通過計算而求出的。因此,節(jié)能建筑外墻的傳熱阻較現(xiàn)有一般的建筑提高了,在體現(xiàn)節(jié)能的同時,又保證了室內一定的熱舒適感,這是建筑設計者首先應該按規(guī)定執(zhí)行的。
5.2 -盡可能采用外墻外保溫體系,以利于提高建筑的使用面積,外保溫對室內熱穩(wěn)定有利、熱橋易于處理,墻體在滿足承重的前提下,盡可能取最小厚度,以減輕自重增加使用面積
6 屋面節(jié)能設計
屋面在住宅的圍護結構中占有一定的比重,改善屋面的熱工性能,對改善頂層住宅冬冷夏熱的狀況,提高頂層住戶的舒適度,減少屋面的能耗,具有相當重要的意義,
6.1 屋面為達到最小傳熱阻值要求,屋頂保溫、隔熱的構造層次上, 屋面的防水層下面鋪保溫材料,為了在晚間不使熱向室內輻射,屋面設有通風的間層或架設隔熱板,或可考慮采用“保溫材料倒置法”,在屋面上將保溫層鋪在防水層之上,使防水層被掩蓋在保溫層之下,而不受陽光及氣候變化的影響,使熱溫差較小,且防水層不易受損傷。這種保溫層材料最好采用吸濕性小的憎水材料,如目前所用的擠壓型泡沫塑料,在保溫層上可設保護層,以此可延緩保溫材料的老化過程,可選擇大粒徑的卵石或混凝土板做保護層。
6.2 要保證室內的熱穩(wěn)定性,則圍護結構的熱惰性值不宜太小,當節(jié)能建筑的維護結構采用熱惰性D值較小的材料時,要按D值的不同對其屋面、墻體的最小傳熱阻增大附加系數(shù),以減少熱振幅,避免室溫忽高忽低。
6.3 保溫隔熱層宜靠進外表面,避免屋頂夏季儲存過多的熱量,夜間傳至室內,對辦公樓、教學樓以及白天工作的建筑屋面,保溫層靠近內表面或外表面均可。對于住宅來講,最好是將隔熱層靠近外表面,通過空氣間層的氣流流動,可帶走熱量,不至于積在內部,將白天收到的熱量,在夜間逐漸向室內滲透,提高夜間的室內溫度,使人難以入睡。對冬季要保溫,夏季要隔熱的建筑,宜在保溫屋面上增設架空隔熱板。
7 門窗節(jié)能設計
住宅中的門窗是耗能的最大部位,熱損失達40%,其中傳熱損失占25%,通過縫隙的冷熱風滲透約占15%,如門窗的隙縫較大、氣密性差,如無任何密封措施冬、夏季大量的冷、熱風進入室內,給室內溫度帶來巨大的影響。所以,首先要采取減少傳熱損失的措施。
7.1 控制窗墻比、減少窗面積, 根據(jù)寒冷地域實際情況,南墻、東墻及北墻的窗墻面積比應分別控制35% ,30%,20%以內,以減少散熱面。
7.2 采用單框雙層或三層玻璃窗, 因為雙層、三層密封玻璃之間有空氣層阻隔,能大大提高窗戶的保溫效果。國外在雙層、三層玻璃之間充氬氣的工藝,更提高了窗戶的保溫效果,要減少冷風滲透,除雙層、三層窗外,密封做的要好,周圍打密封膠,減少因冷風滲透引起的熱損失,按此做法,一般可提高室溫2℃左右,同時窗玻璃結露現(xiàn)象亦大大減輕。
7.3 選用保溫效果好的塑鋼門窗, 塑鋼門窗較鋼或鋁合金的門窗氣密性好,變形小,縫隙嚴密,導熱系數(shù)小,熱損失小,原料來源豐富,并具有耐腐蝕、不生銹的優(yōu)點,同時加強密封措施減少冷熱空氣滲透。如門窗上采用密封條,即可節(jié)約采暖能耗約10%~15%,具體應擇優(yōu)密封性好、耐久性強,使用方便價格適中的門窗密封材料和技術。
8 底層地面節(jié)能設計
底層地面節(jié)能技術底層建筑地面墊層下敷設能滿足熱工和抗壓要求的保溫材料,如擠塑板、笨板;外墻外保溫中把上述材料垂直延敷至基礎頂面或地面下2m處。