淺議夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能途徑及措施

葛振軍(通州市建設(shè)工程施工圖審查中心) · 2008-01-29 00:00

  摘  要:根據(jù)長三角南通地區(qū)的氣候特點(diǎn)及國家、江蘇省相關(guān)規(guī)范要求,提出了夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能50%的途徑及相關(guān)措施

  關(guān)鍵詞:氣候特點(diǎn)  建筑節(jié)能  措施方案

  夏熱冬冷地區(qū)主要指長江中下游及周邊地區(qū),該地區(qū)人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),但氣候條件卻相當(dāng)惡劣。夏天高于35℃的有15~30天,冬天低于5℃的天數(shù)長達(dá)2個月,由于該地區(qū)濕度大,夏天悶熱、冬天陰冷,過去由于條件限制,這地區(qū)冬天不采暖、夏天無空調(diào),居民對室內(nèi)環(huán)境的舒適度要求不高,所以建房一般均不考慮節(jié)能要求。240厚實(shí)心粘土磚外圍護(hù)墻,單層玻璃門窗,房屋的熱工性能很差,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,居民生活水平的提高,人民對生活質(zhì)量的要求越來越高,人們追求舒適的室內(nèi)居住環(huán)境、空調(diào)進(jìn)入家庭越來越多,現(xiàn)在長三角地區(qū)城市居民幾乎家家有空調(diào),有的家庭還不止一臺,再加上照明用電,能量消耗劇增。因此提高建筑物的熱工性能、減少由于冷熱能對流的能量損失,做好該地區(qū)的建筑節(jié)能工作,對全國的節(jié)能降耗具有十分重要的意義;另外節(jié)能建筑冬暖夏涼,與非節(jié)能建筑相比,人們的舒適度明顯提高,有利于身體健康。而要提高建筑物的室內(nèi)環(huán)境的舒適度、達(dá)到節(jié)能50%的目標(biāo)必須注重建筑的節(jié)能設(shè)計(jì),采取相應(yīng)節(jié)能措施,現(xiàn)結(jié)合江蘇南通地區(qū)的地域和氣候特點(diǎn),就如何進(jìn)行夏熱冬冷地區(qū)的建筑節(jié)能提一點(diǎn)初淺建議。

  一、    夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能的主要途經(jīng)

  南通地區(qū)屬長江三角洲地區(qū),為提高居民生活質(zhì)量,改善室內(nèi)的居住環(huán)境,提高室內(nèi)的舒適度使冬天的室內(nèi)溫度不低于18℃、夏天的溫度不高于26℃,該地區(qū)居民一般使用空調(diào)機(jī)制冷或制熱以消耗電能來提高或降低室內(nèi)溫度.在保持室內(nèi)同樣溫度和舒適度的情況下,消耗的電能越少,該建筑物就越節(jié)能,而建筑節(jié)能的主要途徑:一是減少建筑物的外表面積,將建筑物體型系數(shù)(指建筑物外表面積與建筑物體積之比)控制在一定范圍內(nèi);二是降低建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳系數(shù),提高其熱阻;三是充分利用自然通風(fēng)、太陽能、地?zé)崮堋?/FONT>

  二、    建筑節(jié)能的主要措施

  1.  注重住宅的平面規(guī)劃設(shè)計(jì)。住宅小區(qū)總平面規(guī)劃設(shè)計(jì)時,應(yīng)盡量選擇有良好采光和自然通風(fēng)條件的地塊,在規(guī)劃布局上不應(yīng)采用不利于自然通風(fēng)的周邊式和混合式布置,盡量爭取使住宅建筑坐北朝南,充分利用太陽能、自然通風(fēng)調(diào)節(jié)室內(nèi)外溫差;少建或不建點(diǎn)式住宅,多建條式住宅,在住宅平面上盡量減少凹凸、進(jìn)退,應(yīng)保持合理的日照間距,冬至日南向房間應(yīng)保證日照時間不少于1小時;同時,在小區(qū)內(nèi)多搞垂直綠化、屋頂綠化、廣植樹木花草、改善小區(qū)生態(tài)和室內(nèi)熱環(huán)境。

  2. 注重建筑遮陽及空氣對流設(shè)計(jì)。南通地區(qū)夏季的太陽輻射,南向窗平均日總量達(dá)1980w/㎡、東向窗為3623w/㎡、西向窗為3724w/㎡,因此為避免陽光通過玻璃窗戶直射室內(nèi)形成溫室效應(yīng),升高室內(nèi)溫度。在進(jìn)行建筑物窗戶設(shè)計(jì)時應(yīng)設(shè)計(jì)遮陽設(shè)施,通過遮陽設(shè)施將陽光遮擋在窗玻璃平面以外。有關(guān)資料表明:遮陽率達(dá)80%(指夏至日直射陽光的遮擋系數(shù)),可節(jié)約空調(diào)耗冷量4-5w/㎡,因此在設(shè)計(jì)建筑物時應(yīng)考慮南向及東西向的遮陽設(shè)計(jì)。南向可設(shè)置水平板用來遮陽,雨天還能起到雨蓬的作用,東西向可采用側(cè)向垂直板遮陽,通過遮擋陽光減少熱輻射,不致使室內(nèi)溫度過高增加空調(diào)降溫能耗,為使遮陽設(shè)施夏季能遮擋太陽輻射、冬季不影響陽光進(jìn)入室內(nèi),也可將遮陽設(shè)施設(shè)計(jì)成活動遮陽設(shè)施,如窗簾、百頁、自動卷簾等,但遮陽率應(yīng)不小于80%。

  另外門窗的位置、戶型的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮空氣對流、組織穿堂風(fēng)通過,在春、夏、秋季充分利用空氣對流、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、保持室內(nèi)空氣流通,提高室內(nèi)居住環(huán)境的舒適度、減少空調(diào)能耗。

  3. 注重外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑傳熱的介質(zhì),應(yīng)增強(qiáng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能,增強(qiáng)建筑的熱穩(wěn)定性,減緩其外表面散熱速度。外圍護(hù)墻體、門窗、屋面應(yīng)節(jié)能設(shè)計(jì),盡量降低它們的傳熱系數(shù),提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻,使各部位的傳熱阻和保溫性能達(dá)到國家節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

  (1)、外墻的節(jié)能措施。外墻是建筑物的重要圍護(hù)結(jié)構(gòu),約占整個外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的60~70%,其傳熱系數(shù)大小、熱工性能好壞,直接影響著建筑物的節(jié)能效果。從前,南通地區(qū)的住宅的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用粘土實(shí)心磚、無節(jié)能保溫措施、熱工性能差,同時消耗了大量的粘土資源,占用大量的耕地,隨著粘土磚被禁用,建筑節(jié)能管理加強(qiáng),許多新型墻材得到開發(fā)利用,如:加氣混凝土砌塊,長江淤泥燒結(jié)多孔磚、粉煤灰淤泥燒結(jié)節(jié)能磚、陶?;炷凉?jié)能磚等,部分砌體材料自身的傳熱系數(shù)、熱阻就能滿足規(guī)范要求,并且其力學(xué)性能已滿足砌體規(guī)范的相關(guān)要求。目前,以新墻材推廣應(yīng)用為平臺,外墻節(jié)能可采用三種節(jié)能技術(shù)措施:①選用自保溫外圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系。選用經(jīng)國家有權(quán)部門認(rèn)定的材料本身傳熱系數(shù)能達(dá)到國家規(guī)范要求的砌體材料、節(jié)能保溫砂漿,如粉煤灰長江淤泥燒結(jié)節(jié)能磚、混凝土陶粒磚。其中粉煤灰淤泥燒結(jié)S9-1型節(jié)能磚(規(guī)格240×115×90㎜、強(qiáng)度≥Mu10、導(dǎo)熱系數(shù)0.36 w/m·k熱阻0.67㎡·k/w)完全可作為砌體結(jié)構(gòu)外圍護(hù)墻承重材料,S9-2型節(jié)能磚(規(guī)格240×115×90㎜、強(qiáng)度≥Mu7.5、導(dǎo)熱系數(shù)0.32 w/m·k、熱阻0.75㎡·k/w)可作為框架結(jié)構(gòu)填充墻材料。這種自保溫體系,施工簡單、耐久性能好,但市場上自保溫砌體材料品種較少、價格較高、一般不易推廣,但在可能的情況下,應(yīng)盡可能采用自保溫的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。②外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系,目前多采用復(fù)合保溫外墻,在圍護(hù)砌體外側(cè)貼聚苯乙烯擠塑板,粉ZL膠粉顆粒等節(jié)能保溫砂漿2.5~3cm厚,外側(cè)再粉一層防裂砂漿后貼面磚或做外墻涂料。從保溫做法上分析,外保溫對室內(nèi)熱穩(wěn)定有利、冷橋易于處理,且不易結(jié)露,但施工較為復(fù)雜,應(yīng)嚴(yán)格按照國家有關(guān)外保溫技術(shù)施工規(guī)程施工,確保外保溫材料在合理使用年限內(nèi)不脫落,耐久性符合規(guī)范要求。③內(nèi)保溫技術(shù),在圍護(hù)墻體內(nèi)側(cè)粘貼保溫板材或粉保溫砂漿2.5~3cm厚,從而增加墻體熱阻,降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),內(nèi)保溫復(fù)合墻體施工方便,但在房屋裝修時內(nèi)保溫層易遭受破壞。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡量選用自保溫體系,少用外保溫體系,不用內(nèi)保溫體系。墻體熱阻應(yīng)大于0.8㎡·k/w。

  (2)、屋面的節(jié)能保溫措施。屋面受太陽輻射時間長,傳熱面積大,約占外表面積20%,散熱量大,作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的屋頂?shù)谋馗魺嵝阅埽苯佑绊懡ㄖ锾貏e是屋頂住戶的室內(nèi)溫度與舒適度,為減少熱輻射,盡量采用坡屋頂,一方面能夠豐富建筑物造型,增加頂層的輔助空間;另一方面為保證屋面的保溫隔熱性能可在屋面找平層先做屋頂防水,然后鋪聚苯乙烯擠塑板3cm,或使用其他國家有權(quán)部門鑒定通過的保溫材料,屋頂加蓋平瓦,使其熱阻不低于1.26㎡·k/w。在可能的情況還可進(jìn)行屋頂綠化,通過植被降低屋頂太陽輻射,降低屋面室內(nèi)溫度。

  (3)、門窗的節(jié)能設(shè)計(jì),門窗一般由門窗框與玻璃構(gòu)成,傳熱系數(shù)不易控制,使用中空防輻射玻璃代價較高,開發(fā)商一般均不愿意使用,相關(guān)資料表明,夏熱冬冷地區(qū),窗戶輻射傳導(dǎo)得熱占空調(diào)總能耗的30%,冬季占采暖能耗21%,因此外墻門窗的保溫隔熱性能對節(jié)能50%的實(shí)現(xiàn)是非常重要的,在設(shè)計(jì)中應(yīng)采取嚴(yán)格措施保證門窗的氣密性及保溫性能:嚴(yán)格控制外墻的窗墻面積比,在滿足使用功能情況下窗洞能小則??;盡量少采用突窗、飄窗、落地窗,以減少窗戶的散熱面積,加強(qiáng)門窗的氣密性及保溫性能,盡量減少空氣滲透帶來的能量消耗,選用熱工性能好的塑鋼或木材等斷熱型材作門窗框,選用熱工性能好的玻璃,在南通地區(qū),使用單框雙玻窗,空氣層厚度>12mm便能滿足規(guī)范對窗的傳熱系數(shù)要求,既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。在單元出入口最好設(shè)計(jì)保溫外門,采用智能化門鈴系統(tǒng),能較好解決樓梯間保溫性能,又能對整個單元起到安全防護(hù)的作用,否則樓梯外墻應(yīng)按外墻的熱阻要求設(shè)計(jì)、施工。

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  ⑷陽臺的節(jié)能設(shè)計(jì)。陽臺是室外到客廳或居室的過渡空間,在設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分利用陽臺過渡空間,充分發(fā)揮其中介效應(yīng),在冬天使其成為陽光室,形成溫室以提高室內(nèi)溫度,設(shè)計(jì)中磚砌陽臺欄桿可換成大面積玻璃陽臺欄桿(但要有防護(hù)措施,確保安全),為降低夏季室內(nèi)溫度,大面積陽臺玻璃窗應(yīng)選用保溫性能較好的雙層或夾層玻璃,設(shè)置保溫窗簾,在白天遮擋直射陽光減少熱輻射,晚上拉開利于冷氣引入形成良好室內(nèi)通風(fēng)。

  ⑸太陽能與地?zé)崮艿拈_發(fā)利用。太陽能與地?zé)崮苁侨≈槐M,用之不竭的無污染綠色能源,建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)充分用好太陽能、地?zé)崮埽膭钣脩羰褂锰柲軣崴?,用太陽能灶燒飯、取暖,通過水循環(huán)將地?zé)崮芤胧覂?nèi),夏天將過熱的室內(nèi)熱能讓循環(huán)水帶走,冬天利用地?zé)崮芴岣呤覂?nèi)溫度,真正做到住宅室內(nèi)冬暖夏涼,提高居住環(huán)境舒適度。

  建筑節(jié)能對整個國民經(jīng)濟(jì)能耗節(jié)約的貢獻(xiàn)達(dá)30%左右,做好建筑節(jié)能工作,還能帶動新型節(jié)能墻材的開發(fā),節(jié)能設(shè)備的使用,推動可再生能源的開發(fā)利用,改善人們的居住環(huán)境。積極探索建筑節(jié)能途徑與技術(shù)措施,使建筑節(jié)能達(dá)到50%甚至更高,為整個社會和諧發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

  參考文獻(xiàn):

  中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)<<夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范>>JGJ134—2001

  江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)<<江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)>>DB32/478—2001


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