建筑熱工設(shè)計對建筑節(jié)能的要求

1、<p>　　建筑熱工設(shè)計對建筑節(jié)能的要求</p><p>　　【摘要】 影響建筑節(jié)能設(shè)計的因素很多,如用地因素、墻體因素、窗戶因素、屋頂因素等。通過對其影響因素的分析,指出了建筑熱工設(shè)計對建筑節(jié)能的要求。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】 建筑節(jié)能;建筑熱工;設(shè)計 </p><p>　　【中圖分類號】 TU551.1 【文獻標(biāo)識碼】 B【文章編號】 172

2、7-5123(2010)01-060-02 </p><p>　　Thermal design for energy saving building </p><p>　　【Abstract】 Through analysis of some factors for affecting thermal design for energy saving building,puts forwa

3、rd the demands to thermaldesign. </p><p>　　【Key words】 Energy saving building; Thermal building; Design </p><p><b>　　1 前言 </b></p><p>　　能源是社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是推動生產(chǎn)力向前發(fā)展的動力。根據(jù)有關(guān)

4、能耗調(diào)查分析,沒有保溫處理的住宅,從外墻、屋面等圍護結(jié)構(gòu)逸出的熱量達60%左右。因此各國都非常重視建筑物的保溫,以減少能耗。然而由于建筑設(shè)計對保溫隔熱重視不夠或標(biāo)準(zhǔn)偏低,或是由于片面強調(diào)降低造價和減輕結(jié)構(gòu)自重而使其圍護結(jié)構(gòu)包括門窗設(shè)置的熱工性能多有不足,故而在較大范圍內(nèi)的采暖、空調(diào)等能源消耗急劇上升,無疑會阻礙社會經(jīng)濟的發(fā)展,且不利于環(huán)境保護。近幾年來,我國加強建筑節(jié)能工作,從建筑節(jié)能的技術(shù)研究、試點示范、推廣應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)編制到建筑節(jié)能的

5、專項設(shè)計等都取得了可靠的成績。 </p><p>　　2建筑節(jié)能設(shè)計的影晌因素 </p><p>　　2.1土地利用。根據(jù)建設(shè)部的有關(guān)文件,大量發(fā)展節(jié)地型建筑,有利于提高土地利用率和建筑節(jié)能效果,如通過提高容積率,減少單棟建筑,增加建筑的承載能力,提高建筑空間利用率等措施,都是提高土地利用率的有效途徑。 </p><p>　　2.2建筑體形系數(shù)。根據(jù)國家的有關(guān)規(guī)范和

6、實踐,辦公建筑體系數(shù)般為不大于0.4,而住宅建筑宜在0.3～0.4之間,易小不易大。研究表明,體形系數(shù)每增加0.01,則耗能指標(biāo)就要增加2%。窗墻比通常應(yīng)小于0.7,而住宅一般控制在0.2～0.5之間。 </p><p>　　2.3建筑朝向設(shè)計。我國位于北半球,因此建筑主體應(yīng)采用東西向或接近東西向,為便于取得冬季日照和利用夏季主導(dǎo)風(fēng)氣流,最佳位置宜為南西至東南方向,但也需結(jié)合地形布局,一方面避開冬季盛行風(fēng)向直吹,

7、一方面,有利于吸納夏季東南風(fēng)向,便于疏散熱量。 </p><p>　　2.4建筑內(nèi)部的功能。人們處于長期活動的空間應(yīng)避開冬季最多頻率風(fēng)向(北向、北西向),同時,應(yīng)避開夏季最大日射朝向,并在建筑上加設(shè)遮陽板或者活動的遮陽設(shè)施。 </p><p>　　2.5墻體節(jié)能設(shè)計。在建筑節(jié)能設(shè)計中,墻體起到雙重作用,即保溫隔熱和能源利用。 </p><p>　　2.5.1保溫隔熱

8、。外墻通常分為外墻外保溫層和外墻內(nèi)保溫,而外墻外保溫功效大于外墻內(nèi)保溫。外墻外保溫主要途徑是增加保溫層厚度,使用保溫效能高的建筑材料如:保溫砂漿、聚苯顆粒等保溫砂漿、加氣混凝土砌塊磚墻、空心磚磚墻、加厚混凝土墻等材料,通過熱工計算,各種指標(biāo)均高于國家要求標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　2.5.2能源利用。通過墻體上的特殊材質(zhì),將其吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為室內(nèi)熱能,作為冬季室內(nèi)熱源補充的途徑,如特洛姆墻、羅蘭斯墻等蓄熱墻體

9、系統(tǒng)。 </p><p>　　2.6屋頂節(jié)能設(shè)計。 </p><p>　　2.6.1坡屋頂設(shè)計。屋頂是建筑節(jié)能的又一組成部分,從結(jié)構(gòu)上和形式上盡量設(shè)計成坡屋面,并加設(shè)通風(fēng)層,可以提高建筑內(nèi)熱工效率,增加保溫性能。 </p><p>　　2.6.2變屋面顏色。對于夏季日照輻射強的地區(qū),可以采用淺色系的屋面反射陽光,降低太陽輻射強度。 </p><p

10、>　　2.6.3加強屋面綠化在屋頂上設(shè)計為綠化屋面,通過綠化降低太陽輻射,同時可以豐富第五立面,增強建筑的能量損失。 </p><p>　　2.6.4加設(shè)太陽能裝置。在屋頂上架裝太陽能吸收熱量,產(chǎn)生熱水熱氣,足建筑空氣環(huán)境,太陽能利用模式為:集中氣――補熱系統(tǒng)――輸配系統(tǒng)――末端。a.集熱氣。我國太陽能熱水系統(tǒng)主要為南方使用平板型集熱氣為主,北方選用全玻璃真空直插整體式太陽能集熱器居多,通過計算,估算出集熱

11、氣面積,并在屋面處設(shè)計好位置。b.補熱系統(tǒng)及輸配系統(tǒng)。主要為水泵、水管、輔助加熱設(shè)施,保證水溫恒定性及水流的暢通性。c.末端。主要為熱水的供水點。通過吸收太陽光能轉(zhuǎn)化為加熱水溫.降低建筑內(nèi)部的功能損耗并提供新的加熱源。 </p><p>　　2.7窗戶系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計。 </p><p>　　2.7.1窗墻比的規(guī)定。依照國家規(guī)定的窗墻比應(yīng)小于0.70,建筑中在保證合理的通風(fēng)和日照采光要求下,

12、應(yīng)盡量縮小窗墻比,達到節(jié)能效果。辦公建筑的窗墻比宜小于0.6,而住宅一般控制在0.2～0.5之間。 </p><p>　　2.7.2窗框比的規(guī)定。窗框比是窗框表面與窗面積之比。它與窗立面設(shè)計、窗框表面面積和窗面積有關(guān)。一般為25～35%。窗框的感熱面和放熱面是隨窗框比變化而改變。應(yīng)減少金屬窗框比,感熱面和放熱面的增加對窗保溫性能會帶來不利影響。在滿足其他使用功能前提下,窗立面不宜分割太碎,不宜采用大斷面的金屬型材

13、作小面積窗戶。 </p><p>　　2.7.3框型材材性及斷面的規(guī)定?？蛐筒牟男院蛿嗝嫘问绞怯绊戦T窗保溫性能的重要因素之一。由于金屬與非金屬的導(dǎo)熱特性差別很大,建議采用塑鋼等新型材料。從保溫角度考慮,型材斷面最好設(shè)計為多腔型材,對于復(fù)合型材、非金屬型材應(yīng)有足夠厚度,才能保證它有足夠大的熱阻,否則金屬斷熱型材和復(fù)合型材傳熱能力降低效果不明顯。 </p><p>　　2.7.4玻璃選擇的規(guī)定

14、:①單層玻璃改為雙層玻璃或三層玻璃,在雙玻和三玻之間形成密閉空氣層,密閉的空氣層具有良好的保溫、隔熱性能,間隔一般不小于12mm;②加玻璃鍍膜。在玻璃上加設(shè)鍍膜?？梢源蟠蠼档筒Ａеg的輻射傳熱,也降低輻射,提高其隔熱保溫性能。對于三玻,中間一塊玻璃鍍膜比邊玻鍍膜效果好,為了保證玻璃鍍膜質(zhì)量,鍍膜材料應(yīng)選用輻射系數(shù)低、不易氧化、性能穩(wěn)定的材料。對于南方地區(qū),如果在中空玻璃的外層玻璃鍍熱反射膜,內(nèi)層玻璃鍍低輻射膜,不但將照射在玻璃上的太陽輻

15、射熱的85～90%反射回去,而且中空玻璃的傳熱能力明顯降低,對降低夏季建筑物內(nèi)的空調(diào)負荷有重要作用。 </p><p>　　3建筑熱工設(shè)計對建筑節(jié)能的要求 </p><p>　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》(GB50176)的規(guī)定,建筑熱工設(shè)計應(yīng)符合下列基本要求。 </p><p>　　3.1冬季保溫設(shè)計要求。建筑物宜設(shè)在避風(fēng)和向陽的地段。建筑物的體形設(shè)計宜

16、減少外表面積,其平、立面的凹凸面不宜過多。居住建筑,在嚴(yán)寒地區(qū)不應(yīng)設(shè)開敞式樓梯間和開敞式外廊;在寒冷地區(qū)不宜設(shè)開敞式樓梯間和開敞式外廊。公共建筑,在嚴(yán)寒地區(qū)入口處應(yīng)設(shè)門斗或熱風(fēng)幕等避風(fēng)設(shè)施;在寒冷地區(qū)出入口處宜設(shè)門斗或熱風(fēng)幕等避風(fēng)設(shè)施。 </p><p>　　建筑物外部窗戶面積不宜過大,應(yīng)減少窗戶縫隙長度,并應(yīng)采取密閉措施。外墻、屋頂、直接接觸室外空氣的樓板和非采暖樓梯間的隔墻等圍護結(jié)構(gòu),應(yīng)進行保溫驗算,其傳熱阻

17、應(yīng)大于或等于建筑物所在地區(qū)要求的最小傳熱阻。當(dāng)有散熱器、管道、壁龕等嵌入外墻時,該處外墻的傳熱阻應(yīng)大于或等于建筑物所在地區(qū)要求的最小傳熱阻。圍護結(jié)構(gòu)中的熱橋部位應(yīng)進行保溫驗算,并采取保溫措施。 </p><p>　　嚴(yán)寒地區(qū)居住建筑的底層地面,在其周邊一定范圍內(nèi)應(yīng)采取保溫措施。圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計應(yīng)考慮防潮要求。 </p><p>　　3.2夏季防熱設(shè)計要求建筑物的夏季防熱,應(yīng)采取自然通風(fēng)、

18、窗戶遮陽、圍護結(jié)構(gòu)隔熱和環(huán)境綠化等綜合性措施。建筑物的總體布置,單位的平、剖面設(shè)計和門窗的設(shè)置,應(yīng)有利于自然通風(fēng),并盡量避免主要房間受到東西向的日曬。建筑物的向陽面,特別是東、西向窗戶,應(yīng)采取有效的遮陽措施。在建筑設(shè)計中,宜結(jié)合外廊、陽臺、挑檐等處理方法達到遮陽目的。 </p><p>　　屋頂和東西向外墻的內(nèi)表面溫度,應(yīng)滿足隔熱設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。為防止潮霉季節(jié)濕空氣在地面冷凝泛潮,居室、托幼園等場所的地面下部宜采

19、取保溫措施或架空做法,地面的面層宜采用微孔吸濕材料。 </p><p>　　3.3空調(diào)建筑熱工設(shè)計要求?？照{(diào)建筑或空調(diào)房間應(yīng)盡量避免東西朝向和東西向窗戶。空調(diào)房間應(yīng)集中布置、上下對齊;溫濕度要求相近的空調(diào)房間宜相鄰布置?？照{(diào)房間應(yīng)避免布置在有兩面相鄰?fù)鈮Φ霓D(zhuǎn)角處和有伸縮縫處。 </p><p>　　空調(diào)房間應(yīng)避免布置在頂層;當(dāng)必須布置在頂層時,屋頂應(yīng)有良好的隔熱措施。在滿足使用要求的前提下

20、,空調(diào)房間的凈高尺寸宜適當(dāng)減小?？照{(diào)建筑的外表面積宜減少,外表面宜采用淺色飾面。 </p><p>　　建筑物外部窗戶當(dāng)采用單層窗時,窗墻面積比不宜超過0.30;當(dāng)采用雙層窗或雙層玻璃時,窗墻面積比不宜超過0.40。向陽面,特別是東西向窗戶,應(yīng)采取熱反射玻璃、反射陽光涂膜、各種固定式和活動式遮陽等有效的遮陽措施。建筑物外部窗戶的氣密性等級不應(yīng)低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB7107《建筑外窗空氣滲透性能分級及其檢測方法》規(guī)定

21、的Ⅲ級水平。 </p><p>　　建筑物外部窗戶的部分窗扇應(yīng)能開啟;當(dāng)有頻繁開啟的外門時,應(yīng)設(shè)罩門斗或空氣幕等防滲透措施。圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GBJ19《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的要求。間歇使用的空調(diào)建筑,其外圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)和內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)宜采用輕質(zhì)材料;連續(xù)使用的空調(diào)建筑,其外圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)和內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)宜采用重質(zhì)材料。圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計應(yīng)考慮防潮要求。 </p><p>