建筑節能研究

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建筑節能研究

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建筑節能研究

　　建筑節能研究【1】

　　摘要：節能減排是全球關注的問題。

　　當前，我國處于工業化和城鎮化的快速發展時期，伴隨著建筑總量的不斷攀升，能源消耗急劇上升。

　　作為節能減排的重要內容，建筑節能也倍受關注。

　　本文根據自己多年的工作經驗，闡述了建筑節能的措施。

　　關鍵詞：建筑節能措施

　　建筑節能是指在滿足人們正常生活，學習和工作需要的前提下，在建筑規劃設計、建筑材料生產、建筑物施工及使用過程中，采用新材料、新技術，合理設計建筑圍護結構的熱工性能，提高采暖、制冷，照明、通風、給排水和管道系統的運行效率，降低能耗，合理、科學、有效的利用能源，從而達到提高建筑舒適性及節約能源的目的。

　　簡單來說，就是用盡量少的能源，過盡量舒適的日子。

　　一、整體及外部環境的節能設計

　　(1)合理的選址

　　建筑選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。

　　建筑設計中，既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境，為建筑節能創造條件，同時又要不破壞整體生態環境的平衡。

　　還有一個因素就是坡度問題，坡地對建筑節能的影響，主要是太陽輻射得熱和通風兩個方面，影響效果因坡向和坡度大小而不同。

　　基地的坡向為南向或接近南向，將有利于基地內建筑的冬季太陽輻射得熱，也便于提高建筑用地的容積率。

　　(2)合理的外部環境設計

　　在建筑位址確定之后，應研究其微氣候特征。

　　根據建筑功能的需求，應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境，創造建筑節能的有利環境。

　　在建筑周圍合理布置樹木、植被，既可有效地遮擋風沙、凈化空氣，還能遮陽、降噪，從而減少空調能耗。

　　創造人工自然環境，如在建筑附近設置水面，利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等作用。

　　(3)合理的規劃和體型設計

　　合理的建筑規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。

　　它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。

　　像蒙古包的圓形平面，圓錐形屋頂能有效地適應草原的惡劣氣候，起到減少建筑的散熱面積、抵抗風沙的效果;對于沿海濕熱地區，引入自然通風對節能非常重要，在規劃布局上，可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓，即使在無風時也能形成通風，在建筑體型設計上形成風洞，使自然風在其中回旋得到極好的通風效果，達到節能的目的。

　　日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向，夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。

　　然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素，建筑受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約，要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的，因此，只能權衡各個因素之間的得失，找到一個平衡點，選擇出這一地區建筑的最佳朝向和較好朝向，盡量避免東西向日曬。

　　二、單體的節能設計

　　(1)墻體節能

　　現在大多建筑采用的是空心磚和砌塊砌體。

　　空心磚承重墻一般采用整磚平砌，孔洞沿垂直方向且長圓孔順墻長方向設置，空心磚不宜破鑿，不夠整磚時用實心磚外砌。

　　墻中洞口預埋件和管道處，應用實心磚砌筑，并在砌筑時留出或預埋，不得隨意鑿孔和用水泥砂漿填孔。

　　避免外墻體出現通縫、不密實、冷熱橋的現象。

　　墻體的保溫層通常設置在墻體的內側或外側。

　　設在內側技術措施簡單，但保溫效果不如外側;設在外側可節省使用面積，但措施不當易產生開裂、滲水、脫落、耐久性減弱等問題，其造價一般也高于內設置。

　　施工工藝一般采用抹灰、噴涂、干掛、粘貼、復合等方式。

　　以各種輕骨料加入水泥、石灰、石膏、化學聚合物等膠結料，并加入少量助劑按一定比例配制而成的保溫砂漿，一般都采用抹灰的施工方式。

　　保溫砂漿應在基層質檢驗收合格，屋面防水層完工，與墻體相連的隔墻、門窗框、管線施工不破壞保溫層的情況下方可施工。

　　施工時環境溫度不低于5℃，夏季應注意保濕養護。

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　　(2)門窗節能

　　外門窗是住宅等建筑能耗散失的最薄弱部位，其能耗占建筑總能耗的比例較大，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，提高外門窗的氣密性，減少冷風滲透，盡可能提高外門窗本身的保溫性能，減少外門窗自身的散熱量。

　　控制住宅窗墻比，《民用建筑節能設計標準》對建筑不同朝向的窗墻比做了嚴格的規定，各朝向都不盡相同，且一般情況下北向的窗墻比要比南向的小一半。

　　設置“溫度阻尼區”。

　　目前已經使用的方法有很多，在住宅中，將北陽臺的外門、窗全部用密封陽臺封閉起來，外門設防風門斗，樓梯間計成封閉式的，對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節能效果。

　　改善住宅門窗的保溫性能。

　　主要有戶門與陽臺門應在滿足防火、防盜要求的情況下，在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗。

　　提高住宅外門窗的氣密性，減少冷空氣滲透。

　　可以設置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料等，且門窗在這方面的措施是很相近的。

　　(3)屋面節能

　　通常屋面保溫是將密度低、導熱系數小、吸水率低、有一定強度的保溫材料設置在防水層和屋面板之間。

　　可選擇的保溫材料很多，板塊狀有加氣混凝土塊、水泥或瀝青珍珠巖板、水泥聚苯板、水泥蛭石板、聚苯乙烯板、各種輕骨料混凝土板等;散料加水泥等膠結料現場澆筑的有珍珠巖、蛭石、陶粒、浮石、廢聚苯粒、爐渣等;采用松散料直接或袋裝設置在尖頂屋面下或吊頂上部的有膨脹珍珠巖、玻璃棉、巖棉、廢聚苯粒等;現場發泡澆筑的有硬質聚氨脂泡沫塑料和粉煤灰、水泥為主料的泡沫混凝土等。

　　屋面同時應采取有效的隔熱措施，通常在屋面結構上部或下部設置通風隔熱層、采用高效保溫材料隔熱、屋頂結構上設反射層或蓄水植被等。

　　(4)配電系統節能

　　變壓器是配電系統的重要部分，在我國供電系統中電網損耗占供電容量7.7%，其中變壓器損耗占60%左右，因此降低變壓器的供電損耗，在節能降耗方面具有重要的意義。

　　降低變壓器自身的損耗，合理選擇變壓器的容量。

　　輸電線路合理選用導線，目前配電系統中選用的導線多為銅線和鋁線，由于銅的電導率比鋁高，所以除一些特殊線路選用鋁錢外，配電系統中應盡量選用銅線。

　　住宅照明設計中要盡可能多選用高效和長壽命的節能光源，在建筑設計中最優先選擇的光源是節能燈和LED燈。

　　照明燈具的控制方式要根據建筑的類別、使用的不同特點和要求區別對待，做到既方便使用，又節約電能。

　　(5)對建筑進行夜間通風

　　夜間通風方法的方法主要適用于夏季，其原理是在夜間引入室外的冷空氣，通過冷空氣與建筑維護結構的蓄熱材料接觸換熱，冷卻建筑材料，達到蓄冷目的。

　　在夏季，氣溫炎熱，為了獲得舒適的室內環境，則需要空調等降溫。

　　而此時，因為夜間的室外溫度比室內低得多，所以夜間室外冷空氣則可以作為一種很好的自然冷源加以利用。

　　針對夜間通風的原理來說，只要室外的溫度低于室內的溫度，就可以將它作為一種冷源加以利用。

　　在講求節約社會的今天，節能要從每一個方面做起，對于建筑這個耗能大頭，更應該做好榜樣，從材料、結構，技術等方面的一點一滴做好節能。

　　建筑節能【2】

　　【摘要】本文介紹了我國的建筑節能現狀及其缺憾，從建筑節能計算方面提出更加合理及科學的計算，并結合國外在節能方面的經驗，旨在提高節能意識和引起對節能的重視。

　　【關鍵詞】節能;住宅;建筑能耗;意識

　　自從20世紀80年代我國開展建筑節能工作以來，已經取得了許多顯著的成績，自北向南逐漸展開了節能研究和實踐，并且出臺了一定數量的節能規范和標準，人們的節能意識也得到一定的提高。

　　但是，我們的節能工作還存在很多不足的地方，阻礙了節能效益的進一步提高。

　　1. 中國的節能起步較晚，但已取得了多方面的進展。

　　而由于中國國土面積大，覆蓋的氣候區域多，從南方炎熱地區到北方嚴寒地區氣候變化較大，同時，中國的經濟發展很不平衡，給節能工作帶來了困難，中國的建筑節能技術和節能管理還不完整，有些照搬國外的現成技術與經驗，很不適合中國的國情。

　　為確保節能工作的繼續深入，實現節能的預定目標，節能構造、保溫和隔熱材料、玻璃材料、門窗技術有待于進一步的研究和發展。

　　礦物能源仍是目前使用的主要能源，新型的、無污染的可再生性能源的應用研究需要進一步的實施和推廣。

　　適合本國國情的計算機節能軟件不能完全提高，居住和工作環境的改善對熱舒適要求也不斷提高，冬季供熱采暖和夏季空調降溫，建筑耗能將急劇增加。

　　因此，中國建筑節能形式嚴峻，任務繁重。

　　2. 近年來，隨著我國城鎮化進程加快，人民生活水平提高，住宅建設的需求量也日益增長。

　　然而傳統住宅建設資源消耗大，污染嚴重，無法滿足“四節一環保”的要求。

　　因此，建設節能省地型住宅、推進住宅產業化勢在必行。

　　目前，部分地區和城市已經清醒地意識到，住宅產業是未來發展的朝陽產業，極具市場潛力，將成為帶動地區經濟發展的重要力量。

　　3. 就我國而言，由于熱工測試手段和計算方法的限制，盡管有了一個住宅節能標準，但對實際住宅節能的評價很大程度上偏離了住宅的實際情況。

　　作為設計院來說，節能住宅按照住宅節能設計規程設計，圍護結構的傳熱系數由所采用的建筑材料在“標準”附錄上所列出的熱性能資料計算，或者所采用的建筑材料通過導熱系數測試值來推算結構的傳熱系數。

　　事實上，“標準”附錄上的材料性能只能作為參考，與現今采用的許多新型材料性能有一定差距，特別對于超輕材料，不同密度其導熱系數可相差幾倍。

　　實驗室做出的導熱系數值是在完全干燥的情況下的試驗值，建筑材料在結構應用中可能的含水狀態也相差很遠。

　　因此說，建筑結構的熱性能應該以實際測試的值為準。

　　建筑能耗，是熱量通過建筑圍護結構的傳遞，這種傳遞和空氣的流通過程完全不一樣。

　　建筑圍護結構和房間內的家具等都是熱的容器，能夠存儲和釋放較大的能量。

　　當室內有一溫度擾量時，并不是直接通過圍護結構，而是先存儲起來，然后逐步釋放，整個圍護結構的熱過程，就是許多擾量疊加的結果。

　　根據這一現象，說明建筑圍護結構本身存在著一個和外界環境無關的僅取決于自身的熱性能，就如同電容的電性能一樣，電容的大小和電壓無關。

　　這個性能就是圍護結構的反應系數。

　　在外界環境的影響下，熱量通過圍護結構的過程必然受到圍護結構反應系數的作用，通過長時間對熱流和溫度的測試，采用動態的計算分析方法，就可以找出圍護結構的反應系數。

　　然后，反過來，通過反應系數和所測得溫度和熱流的邊界條件，就可以說明在任何時候，熱量通過建筑圍護結構的過程狀況通過動態的測試和計算所得到的圍護結構的反應系數，就可以按“標準”所給定的邊界條件，即室內外計算溫度，計算各部位的傳熱系數。

　　將每個部位的傳熱系數與“標準”所限定值或建議值進行比較，能夠得出該部位傳熱系數達到標準的情況。

　　計算得到的傳熱系數和傳統建筑結構相應部位的傳熱系數比較，可以得出節能率。

　　在墻體、屋面、門、窗的傳熱量得出后按傳熱面積進行加權系數計算，可以得出住宅的平均傳熱系數和單位面積的耗熱量。

　　應計算出圍護結構的熱穩定性能指標和熱惰性能指標，可以判定節能住宅在室外環境溫度波動下，室內溫度是否穩定。

　　應計算出了露點溫度值和圍護結構內表面的最低值，用以判定圍護結構表面是否有結露的可能。

　　通過對特殊結構部位的測試和計算，可以判斷節能薄弱部位的傳熱狀況。

　　通過對圍護結構各層材料的導熱系數的擬合，可以發現，可能存在的保溫材料保溫性能的變化情況。

　　熱負荷計算程序，不僅得出建筑

　　各部分的熱狀況，還能夠給出在保持一定的室內溫濕度條件下，所需要的供熱量，以及供熱的時間。

　　需要說明的是，在某一時刻，供熱量不等于圍護結構的傳熱量，這對于穩定室內溫度，節約供熱量具有重要的意義。

　　4. 目前，在歐洲，特別是在法國，建筑節能一般都能達到75%以上，為了達到這個標準，它們在建筑材料和科技手段上投入很大比如在外墻用的保溫材料中，它們使用的是10厘米厚的聚苯;在外窗材料方面，低輻射的LOEE玻璃在法國住宅中已經很普及了;在通風方面，法國住宅考慮到冬天自然通風會損失大量熱能，基本都使用機械通風;在住宅的使用過程中，法國的大部分住宅在能耗方面都做到了精準地自動調節，如采暖方面，有溫控房設置，可準確、精致地自動調節、控制溫度，如果室溫比設置的溫度高了，采暖設備就會自然停止工作，不至于出現“熱了開窗”的浪費現象。

　　與國內單純強調節能不同，歐洲國家的住宅在節能的基礎上，更強調能源的使用效率以及住宅的環境品質。

　　如在節能的同時會考慮噪聲、光、空氣質量等因素，會在通風、換氣方面有所表現。

　　而在中國，在住宅的通風、換氣方面，還沒有相關的國家標準。

　　相比較國外的住宅節能性的設計是有一定的整體性，建筑設計和節能系統的結合已經有了系統的成熟。

　　面對新的社會需求和中國的快速發展我們應對以下方面謀求進一步的發展。

　　5. 建筑設計師在設計中的節能意識。

　　通過學習新的節能技術和知識不斷強化節能意識最終達到節能設計的目的同時，建筑是為人服務的。

　　因此，建筑的節能發展離不開大眾對節能意識的認識水平。

　　合理的節能評價體系促進建筑的發展。

　　材料的應用也是節能重要的環節。

　　就新《能源法》中有13項條款內容涉及節能標準，其中4項條款專門針對能效標準而制定。

　　節能標準既是企業實施節能管理的基礎，又是政府加強節能監管的依據。