人類從遠古走來直到現在文明社會,伴隨著科學技術的進步和社會物質財富的逐漸增加,從為自己遮風避雨的蔽護所發展到現在具有舒適物理環境和美學價值的、安全衛生的居住空間,這是人類向自然界索取了大量的能源和資源作為代價換來的。大量建造的各種建筑作為人類智慧和工業文明時代的產物,體現出社會財富的象征。作為建筑的基本構件——圍護結構,除了保證建筑使用安全外,另一項重要功能是隔絕室外惡劣氣候如溫度、濕度、風雨對室內的影響,構成室內舒適小氣候環境。隨著人口的不斷增長和人對居住環境舒適度要求的提高,當今社會正面臨著前所未有的環境和資源壓力。對于建筑領域進行重新審視,提高資源和能源利用效率,已成為當今人類社會的共識,建筑節能在此大背景下應運而生。
我國建筑能耗的構成
節能是指加強用能管理,采取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施,減少從能源生產到消費各個環節中的浪費和損失,更加有效、合理的利用能源。建筑能耗因其量大面廣,占社會商品總能耗的23%到26%,在西方發達國家建筑能耗所占比例更高,因而受到各國的普遍重視。隨著我國城市化進程的加快,每年全國城鎮新落成的建筑比例還要上升,所以,建筑節能已成為最有節能潛力可挖掘的領域之一。
建筑節能范圍包括建筑材料和設備的生產、房屋建造、房屋使用的全過程。建筑節能的內涵由最初的節約能源,到建筑中保持能源,直至近年來普遍公認的提高建筑用能源利用效率,能源利用的持續性,由消極節省變為積極提高能源利用率和開發可再生能源的發展階段。運用各種先進技術和手段達到提高居室熱環境質量同時降低能耗的目地。
建筑節能的范圍是:運用科學技術的成果使一次性能源達到高效利用,避免能源和資源的損失和浪費,這要涉及到能源的生產、運輸和使用各個環節,同時,要運用先進技術最大化的利用可在生能源,如太陽能、風能、水位能、地熱能、生物能和海洋能等,對于建筑廢棄物的達標排放和循環利用也屬于綠色建筑的內容。建筑智能化控制系統的相關內容也屬于節約能耗和資源的范圍。建筑節能技術包括:建筑圍護結構節能技術、常規能源系統的優化利用和可再生能源三個方面。
(1)建筑圍護結構節能:圍護結構一般由外墻、內墻、外門窗、玻璃幕墻、內門窗、屋面、樓板、地面等界面構件組合而成。降低使用階段的建筑能耗的途徑是,增大圍護結構傳熱阻,最大限度地減緩室外氣候環境對室內的影響,保證居住熱環境品質。通常根據記住所在氣候區城鎮的氣候特點和建筑使用能耗情況,進行冬夏季熱工能耗分析,在圍護結構上綜合運用各種節能方法,如冬季保溫、夏季隔熱降溫或者冬夏兼顧的復合圍護結構的構造措施及部品,以滿足節能標準規定的傳熱系數限值,建筑平面設計應組織房間自然通風,同時使主要立面背離冬季主導風向,炎熱地區還要進行圍護結構隔離設計和防止窗外陽光輻射的遮陽設施,整棟建筑的體形系數和窗墻面積比的控制,以達到降低建筑能耗的目的。
(2)常規能源系統的優化利用:運用能效較高的采暖和空調系統,減少輸送管網的能量損失,使用節能的電器和燈具。
(3)可再生能源利用:根據建筑類別、氣候特點和當地條件,選擇適宜的可再生能源利用技術。
在建筑節能的各種技術中,建筑外墻的設計無疑是很重要的一部分。
建筑外墻的保溫措施,分為以下四種:單一材料外墻保溫技術、外墻內保溫技術、外墻夾芯保溫技術、外墻外保溫技術。
建筑外墻隔熱措施
建筑的外表面采用淺色的粉刷或飾面,以減少圍護結構的表面對日輻射的吸收,可降低室外綜合溫度;設置通風間層,由于通風墻的進出風口之間高度差較大,熱壓通風的效果較好。
絕熱節能墻體
采用三排或多排混凝土或輕骨料混凝土空心砌塊墻體; 復合墻體的內側宜采用厚度為10cm左右的磚或混凝土等重質材料;設置帶鋁箔的封閉空氣間層。
綠化隔熱
噴灑降溫墻體
屋面是建筑維護結構的重要組成部分,其面積約占到建筑圍護結構總面積的8%到20%。由于屋面圍護結構傳熱壁面為水平方向,所以,由于熱壓產生的對流傳熱要大于外墻的傳熱數度,《民用建筑熱工設計規范》(GB50176-93)規定屋面部分的內表面溫度與室內空氣溫度之差為4.0到5.5℃,而外墻內壁面與室內空氣溫差為6.0到7.0℃,要求屋面總傳熱阻高于外墻總傳熱阻,特別在緯度較低的城鎮,夏季屋面要承受接近垂直的陽光輻射,屋面合理的設計和施工直接影響到隔熱保溫效果以及房屋的使用壽命。
建筑屋面的節能措施
建筑保溫屋面分為三種:高效保溫材料保溫屋面、架空型保溫屋面、倒置型(外)保溫屋面。
建筑門窗的節能措施
提高門窗框的保溫性能。途徑有三個:一是選擇導熱系數較小的框料,表16-10中給出了幾種主要框料的熱工指標;二是采用導熱系數小的材料截斷金屬框扇型材的熱橋制成斷橋式門窗;三是利用框料內的空氣腔室或利用空氣層截斷金屬框扇的熱橋。
減少門窗玻璃的傳熱。使用鍍膜玻璃(Low-E玻璃) 、中空玻璃、玻璃組合等,減少冷風滲透。
建筑門窗的隔熱措施
建筑物的外窗和幕墻的外遮陽
在我國南方地區建筑的外窗及透明幕墻,特別是東、西朝向,應優先采用外遮陽措施;活動的外遮陽設施,夏季能抵御陽光進入室內,而冬季能讓陽光進入室內, 適用于北方地區;固定外遮陽措施適用于以空調能耗為主的南方地區,它有利于降低夏季空調能耗;當建筑采用外遮陽設施時,遮陽系統與建筑的連接必須保證安全、可靠,尤其在高層公共建筑應更加注意。
免責聲明: 本文僅代表作者個人觀點,與 綠色節能環保網 無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實, 對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅 作參考,并請自行核實相關內容。