浅论建筑节能技术及其围护结构设计.pdf

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1、园林、建筑、规划与结构设计壤耐疆蒜持2012年01月浅论建筑节能技术及其围护结构设计周木军(中煤科工集团重庆设计研究院)摘要：本文重点介绍住宅建筑用护结掏的节能原理、结构设计与建筑节能的若干重要问题及墙体、门窗、屋顶围护结构的节能技术与措施，以提高开发商和居民建筑节能意_[}{、提岛开茬商建筑节能水平。关键词：住宅建筑；围护结构：建筑设计：节能技术为了贯彻国家节约能源的政策，建设部颂布了《民用建筑节能设计标准》，但住宅开发商面对庞大的市场需求，忽视住宅建筑节能。或为了降低建筑成本、迎合某些市场需求不按标准办事．更有

2、甚者有些开发商原来并不从事建筑行业，根本没有建筑节能意识，致使我国建筑节能水平一直来见明显提高。另外，一般居民节能意识相当低，在购房过程中很少考虑住宅能耗．也助长了开发商不考虑住宅节能的风气。因此，住宅建筑节能的宣传、教育任务十分繁重，行政监督也必须紧跟。1建筑节能原理与传热方程建筑物的传热是相当繁杂的，大多是以辐射、对流、导热三神方式综合作用的结果。单位时问内通过建筑丽护结构的热量．其稳态传热方程如下：Q=K·A·(t1-0=ltl(1h1)+(d／；O+(1m≯1·A·(tl一0式中：O一单位时蜘通过建筑匿护结

3、构的热量：A一围护结掏的”表面积：tl-h-围护结构内外表面的空气温度：K一信热系数：d．、ar围护结构内外表面的热传穆系数；d一围护结构的厚度；k一围护结构的导热系数。由该_，J

4、程可以看出，围护结构的传热系数K越小，围护结构的外表面积^越小，内外温差h，一t2)越小，住宅整个围护结构的传热量就越小，就越节约能源。这就在理论上为我们指明了住宅外围护结构的节能方向。1．1增加围护结构的厚度(d)人们在陕北等地的窑洞感觉冬暖夏凉，因为窑洞届箍土建筑，有很厚的壁和顶。在城市中现在一般住宅都是中高层建筑．增加围护结构的厚

5、度会增加建筑物的自重。同时也减少了可使用的空间，因此围护结构的厚度受到限制。但由于围护结构面积大，是节能的主要环节之一，节能效果明显，所以不能太薄．尤其在东北、内蒙、西北和华北应适当增加围护结构的厚度。消费者在购房时应该注意到这一点。1．2减少围护结构表面的热传移系数(“，与a，)影响热传移系数的凼素众多，最主要的因素是风速和表面形状。风速越低，表面越光滑，熟传移系数越小。这要求住宅建筑物能够避风并形状规整。1．3减少围护结构的导热系数(k)这在技术上、材料上给人们开辟了广阔的建筑节能新天地，是建筑节能的重要发展方

6、向。已相继开发出岩棉、矿渣棉、玻璃棉、泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氯脂、膨胀珍珠岩、加气混凝土、中空玻璃、吸热玻璃、反射玻璃等良好的绝热材料及其制品，开发出复合墙体等多种技术。使_}}j这些材料及其制晶，采用相应的技术，可极大地减少住宅围护结构的导热系数。1．4减少围护结构的外表面积(Al在体积相『司的情况下，外表面积根据建筑形体的不同差别很大，设计合理的形体，尽量减少外表面积是建筑节能的重要方面。1．5减少围护结构内、外表面温差ltl-t：)冬季尽量使更多的外表面向阳．避免冷空气吹袭：夏季尽量减少阳光对建筑物的j!}!射

7、．利用外界风力散热。这与太阳能的利用是直接关联的。太阳辐射能是建筑外部热环境的主要条件。太阳辐射的强度在不同的纬度、丑：同季节、不同时间、不同朝向的垂直面上各不相同。冬季对太阳能的利用，夏季对太阳辐射的规迸以及季风的影响涉及建筑物朝向选择等多种问题。1．6增加建筑的气密性围护结构并非铁板一块．开启的门宙，各种孔洞、缝隙在外界空气流动(风压)和建筑物内外温差(热压)的作用下产生内外空气流动．造成能源损失。加强建筑物的气密性对围护结构来说主要是加强门窗的密封。由于玻璃的厚度小于墙体的厚度，玻璃的导热系数大于墙体的导热系

8、数，而且培与窗框、玻璃与窗框之间有间隙存在，因此控制窗墙比在建筑节能甲意义重大。2住宅建筑设计与建筑节能2．1体形系数建筑围护结构的外表面积(A)与其所包围的建筑体积(v)之比(A，v)。体形系数越犬，说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大．能耗就越多。研究资料表明．体形系致每增大0．0l，耗能量指标就增加2．5％。一般应严格控制在0．3以下。降低体形系数的方法．主要有：①减少建筑面宽．加大建筑进深；②增加建筑物的层数：③加大建筑长度或增加组合体；④建筑体形不宜变化过多。．2．2表面面积系数建筑物除南墙面积以外的其

9、它外表面积之和(A)与南墙面积“j之比(A，，A≯。从冬季争取日照辐射，夏季规避日照辐射的观点出发，表面面积系数应越小越好．在这个意义上，建筑物长轴朝向东西方向的长方形体型最好．正方形次之，而长轴朝向南北方向的长体型的建筑节能效果最差。2．3建筑物的长宽比建筑的长度与宽度之比对节能亦有很大影响。对正南朝向来说，一般长宽比愈大冬季得热愈多，而夏季得燕愈少，就愈