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1、民用建筑中結構節(jié)能設計探討作者：王利輝 翟榮兵 馬文濤摘要:主要從墻體、門窗、屋頂及其它圍護結構等方面,探討了民用建筑設計的節(jié)能技術,以期望對建筑設計師能有所借鑒。中國編輯。 關鍵詞:民用建筑;圍護結構;節(jié)能設計 1民用建筑結構節(jié)能的技術原理 建筑物的能耗是由其圍護結構的冷風滲透和熱傳導兩方面造成的。民用建筑的圍護結構主要指墻體、屋面、窗戶(玻璃幕墻)、外遮陽設施等。建筑物圍護結構的作用是防熱御寒,使室內(nèi)受到遮護,形成溫暖、舒適的環(huán)境,以不受室外氣候變化的影響。房屋內(nèi)外的熱流方向在冬季和夏季截然不
2、同,但都要求外圍護結構具有絕熱的性能,使流出或流入的熱量減少。為了降低建筑能耗,在減少建筑物冬季空氣滲透耗熱量和夏季空氣滲透得熱量的前提下,盡量利用太陽輻射得熱和建筑物內(nèi)部得熱。建筑的圍護結構直接影響民用建筑的能耗,據(jù)調(diào)查,圍護結構的耗熱量占建筑采暖熱耗的1/3以上。因此,對于民用建筑物來說,節(jié)能的主要途徑是:應從墻、門、窗、頂?shù)葒o結構著手,通過逐步優(yōu)化圍護結構設計,盡量減少其能量散失,更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求,達到最佳的節(jié)能效果?！ ?民用建筑規(guī)劃階段的節(jié)能設計 在民用建筑規(guī)劃階
3、段,節(jié)能設計應慎重考慮建筑物的朝向、布局、體型、間距、綠化配置等因素對節(jié)能的影響。在朝向方面,從節(jié)能和熱環(huán)境兩方面考慮,建筑物應選擇在向陽、避風的地段,避免東西向,以南北向或接近南北向為好,對爭取日照有利。如果不能為南北向,將主要房間設在冬季朝陽和背風的方向,以減少圍護結構散熱量的影響。在建筑布局方面,應建立氣候防護單元,形成優(yōu)化微氣候的良好界面。節(jié)能建筑的形態(tài)要求體形系數(shù)小(即建筑物外表面積與其所包圍的面積之比),盡量減少建筑物的外表面積。建筑物平面形式應平整、簡潔,外形應選用長條型,避免使用凹凸面過多、體型
4、復雜的塔式建筑。在節(jié)能規(guī)劃中,不宜采用點式住宅和單元式住宅錯位拼接,以防止形成較長的外墻臨空長度而不利于節(jié)能。同時,還應注意建筑間距與節(jié)能的關系,間距的確定首先要以能滿足日照間距的要求為前提,使建筑南墻的太陽輻射面積在整個采暖季節(jié)中不因其他建筑的遮擋而減少。 3民用建筑結構節(jié)能的主要措施 墻體節(jié)能措施 墻體的主要功能是承重、防水、防潮、隔熱、保溫,是建筑外圍護結構的主體。對于一定體積的建筑物來說,其體形系數(shù)越大,越容易散熱。從節(jié)能角度講,體形系數(shù)應盡可能地小。 我國一直以實心黏土磚為主要墻體材
5、料,用增加砌筑厚度來達到保溫目的,這種做法實際上浪費了土地資源。主要作為承重用的單一墻體材料往往無法同時滿足保溫、隔熱的要求,因而在節(jié)能的前提下,應推廣使用復合墻體技術,即將保溫材料與基層墻體復合,構成復合保溫墻體。復合墻一般用磚或鋼筋混凝土作承重墻,并與絕熱材料復合;或用鋼、鋼筋混凝土框架結構,用薄壁材料夾以絕熱材料作墻體。采用墻體復合保溫節(jié)能措施時,最主要的是保溫層不宜過厚,過厚應采取鋼絲網(wǎng)加固等相應措施。同時,對保溫材料的耐候性,以及保溫體系的抗裂、防火、拒水、透氣、抗震和抗風壓性能等都有較高的要求?！ ?/p>
6、墻體復合保溫方式主要包括內(nèi)保溫和外保溫兩種。內(nèi)保溫是指在外墻內(nèi)側增加保溫措施,施工簡便宜行,目前用得較為廣泛。內(nèi)保溫熱穩(wěn)定性差,室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的速度快,適用于間歇使用的空調(diào)房間。內(nèi)保溫容易因室內(nèi)裝修而被破壞,熱橋部位多,冬季室內(nèi)容易結露。外保溫即保溫材料在墻體的外側,有利于室內(nèi)水蒸汽通過墻體向外散發(fā),可避免墻體受潮,對保護建筑結構有利,能夠延長建筑物的使用壽命,墻體可以作為蓄熱材料且能解決維護結構通常存在的冷橋問題。其特點熱穩(wěn)定性好,室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的速度慢,適用于連續(xù)采暖、空調(diào)的房間。相比較而言,推薦外保溫作為墻體
7、保溫的首選措施。 門窗節(jié)能措施 門、窗是薄壁的輕質構體,由玻璃、型材組成,是耗熱的薄弱環(huán)節(jié),相對墻體而言,門、窗的保溫隔熱性能很差,大量的熱量通過窗戶是雙向流動的。普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物夏季降溫及冬季保溫能耗的50%以上,所以改善其絕熱性能是節(jié)能的重點。門窗縫隙是冷風滲透的主要通道,為了減少能耗,可選用氣密窗、中空玻璃、塑鋼門窗、密閉保溫性能好的防盜門、新型外墻保溫材料來達到節(jié)能效果?！ ≡谶x用玻璃品種時,應根據(jù)采暖費用、空調(diào)設備的價格和制冷的比較來選擇合適的玻璃品種,并從各種玻璃的太陽能阻隔
8、特性和導熱性、等方面去比較其節(jié)能效果,選擇熱反射玻璃、吸熱玻璃、中空玻璃和低輻射玻璃等,以提高玻璃的氣密水平。窗框材料對中空玻璃的性能影響較大,近年來,單框雙玻彩板鋼窗、聚氯乙烯塑料門窗和鋁合金窗,以其良好的保溫性和氣密性,得到了較為廣泛的應用。另外,窗戶上加貼透明聚酯膜,也是節(jié)能措施之一?！ ¤b于提高門、窗的熱工性能成本高,在圍護結構的節(jié)能設計中不能單純依靠提高門、窗的熱工性能指標,
