1、建筑节能原理与技术论 述 题班 级：姓 名：学 号：指导老师：2011年6月12日论 述 题问：怎样从节能的角度辩证地认识外围护结构中的窗、墙和屋顶？答：建筑能耗的增加，已经成为我国国民经济的巨大负担，是制约我国可持续发展的突出问题。当前我国建筑节能技术可以采用的措施主要有：外围护结构系统、太阳辐射的控制与改善、自然通风与采光的利用、水资源循环利用系统等，其中外围护结构方案的选择是建筑节能设计首先要考虑的问题,外围护结构的热工性能是决定建筑能否节能的基础。建筑外围护结构主要包括门窗、外墙、屋面,它们相互影响、相互制约,单纯地加强某一个或几个方面的节能性能,并不一定能使建筑达到良好的总体节能效果
2、和实现节能的经济性。 墙体节能设计外墙在整个建筑外围护结构中所占的比例最大，对建筑能耗的影响也最大，5O的建筑节能中就有25是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。在严寒地区，冬季室内外温差甚至可达3O6O以上，墙面传热造成的热损失非常可观。因此，外墙的保温隔热设计是建筑节能的一个非常重要的部分。由于建筑节能的需要，传统的单一材料墙体已经渐渐淡出市场，而新型的复合墙体应运而生。目前，我国正提倡使用新型复合墙体自保温系统和外隔热保温技术。新型复合墙体的主要原理为：用砖或钢筋混凝土做承重墙，并与聚苯板、矿棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土等绝缘保温材料复合，以达到改善整个墙体的保温隔热性能。目前，复
3、合墙体有三种做法： 内保温，即将绝缘材料复合在承重墙内侧。这种方法施工工艺简单，是目前最为广泛的。夹心保温，即将绝缘材料设在外墙与内墙中间，取得良好的保温性能，缺点是若无填充密实，则内部会出现空气对流现象。 外保温，即将绝缘材料复合在承重墙外侧。此种方法热稳定性好，但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的侵袭，从而对外保温材料的耐久性提出了很高的要求。对外墙进行保温，无论是外保温、内保温还是夹心保温，都能够使冷天外墙内表面温度提高，使室内气候环境有所改善。然而，采用外保温则效果更良好，其原因主要表现于以下几个方面：外保温可以避免产生热桥。在采用同样厚度的保温材料条件下，外保温要比内保温的热损失减少
4、约15，从而节约了能耗。外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。 在进行外保温后，由于内部的实体墙热容量大，室内能蓄存更多的热量，使由太阳辐射或间歇采暖造成的室内温度变化缓慢，室内温度较为稳定，生活较为舒适；也使太阳辐射热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用，有利于节能；而在夏季，外保温层能减少太阳辐射热的进入和室内高气温的综合影响，使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。室内居民实际感受到的温度，既有室内温度又有围护结构内表面温度的影响，这就证明，通过外保温提高外墙内表面温度，即使室内的空气温度有所降低，也能得到舒适的热环境，在加强外保温，保持室内热环境质量的前提下，适
5、当降低室温，可以降低采暖负荷，节约能源。 由于采用了外保温，内部的砖墙或混凝土墙受到保护，室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内，使内部的主体墙冬季温度提高，湿度降低，温度变化较为平缓，热应力减少，因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻，使用寿命得以延长。墙体的节能设计除了保温材料，新型墙体的使用外，还可以通过增加特殊构造来达到节能的效果。如巴格达地区为了适应当地干燥气候条件在墙体中的风口设计，马来西亚槟榔屿州大厦的外墙则增加了一种“捕风墙”的特殊构造设计，从而有效地控制室内的通风。或采用双层复合外皮等各种措施，起到一个环境过滤器的作用。 门窗节能设计建筑围护结构热工
6、性能最薄弱的环节是门窗，室内热量损失中，约40是经过门窗损的。因此改善门窗和提高门窗的节能保温性能至关重要。21 控制窗墙的比例窗墙比例系指窗户面积与窗户面积加上外墙面积之比。一般来说，窗户的传热系数大于同朝向、同面积的外墙传热系数。因此，采暖耗能热量随着窗墙比例的增加而增加。在采光通风条件的允许下，控制窗墙比例比设置保温窗帘和窗板更加有效。2.2 改善窗户保温效果首先，增加窗玻璃层数，使用双层或三层窗，利用玻璃之间的密闭空气间层增大热绝缘系数，降低窗户的传热系数。可以大大改善窗户的保温性能。其次使用真空玻璃，真空玻璃不仅隔音性能优良，而且保温性能极佳，可以大幅度提高窗户的保温性能及建筑节能效
7、果。再次改变窗框材料，窗框部分的保温效果主要取决于窗框材料的导热性能。在选择窗框材料时，尽量选择导热系数低、不容易变形和老化的材料。2.3 减少冷风渗透在我国住宅中多数门窗，特别是钢窗的气密性很差，冬季室外冷空气通过门窗缝隙进入室内，从而增加了供暖能量的消耗。因此增设密封条是提高门窗气密性的手段之一。然而，当密封过于严实，又与居室的卫生环境(通风换气)发生矛盾，为使正常的通风换气问题得到解决，在要求普遍安设密封条的同时，还应开发使用简便的微量通风器。微量通风器可以设置在窗框内，手动调节它的启闭程度。 屋面节能设计屋顶作为一种建筑物外围护结构所造成的室内外温差传热耗热量，大于任何一面外墙或地面的
8、耗热量。在一般建筑围护结构中，屋顶所占面积较小，能耗约占总能耗的8% 10% 。因此，加强屋顶保温节能对建筑造价影响不大，节能效益却很明显。3.1 倒置式屋面传统屋面构造中需在保温层上做防水层，在保温层下做隔气层，这样的构造形式增加了造价，使构造复杂化。其次，防水材料暴露于最上层，加速其老化，缩短了防水层的使用寿命，故应在防水层上加做保护层，这又将增加额外的投资。再次，对于封闭式保温层而言，施工中因受天气、工期等影响，很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率。倒置式屋面（见下图）是与传统屋面相对而言，就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒，把保温层放在防水层的上面。采用憎水性保温材料，其
9、优点是工艺简单，施工方便，保温性好。常用的保温材料有：挤塑式聚苯乙烯隔热保温板、聚苯乙烯板等。 3.2 屋面绿化屋面绿化对于夏季隔热有着显著效果，可以节省大量空调用电量。建筑屋顶绿化可明显降低建筑物周围环境温度，而建筑物周围环境的温度降低又可减少室内的空调能耗。而且城市中心地区热气流上升时，能得到绿化地带比较凉爽空气流的自然补充，以调节城市气候。种植屋面保温效果很明显，不论南方北方都适用。不少人认为屋顶绿化对抗渗防漏不利，这是一种比较片面的看法。实际上土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜，可起到滞阻水的作用。并且覆土种植后，可以起到保护作用：使屋面免受夏季阳光的曝晒、烘烤而显著降低温度，对刚性
10、防水层则可避免干缩开裂、缓解屋面震动影响、防止屋面防水层老化。3.3 蓄水屋面蓄水屋面就是在刚性防水屋面上蓄一层水，其目的是利用水蒸发，带走大量水层中的热量，大量消耗晒到屋面的太阳辐射热，从而有效地减弱了屋面的传热量和降低屋面温度，是一种较好的隔热措施，是改善屋面热工性能的有效途径。蓄水屋面要重点做好放水，控制好水深，减少屋面荷载。3.4 架空屋面架空通风隔热间层设于屋面防水层上，架空层内的空气可以自由流通。其隔热原理是：一方面利用架空的面层遮挡宜射阳光，另一方面架空层内被加热的空气与室外冷空气产生对流，将架空层内的热量源源不断地排走，从而达到降低室内温度的目的。优秀案例：省级节能小区镇江市“
11、米山人家”由镇江市荣信房地产有限公司开发的“米山人家”住宅小区位于镇江市东南角。该小区在施工图设计时就全面执行国家及地方的各种节能标准及规范,积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备和再生资源。建筑单体所有的体形系数经过严格计算，阳台、飘窗有遮阳，外窗全部采用活动式遮阳措施，平屋面及斜屋面增加聚苯乙烯保温板，门窗采用彩色塑钢窗、中空玻璃， 墙体选用KP1多孔砖及加气混凝土砌块，墙体及冷桥位置采用保温砂浆粉刷, 小区绿化率为36.4，达到了节能住宅小区评定标准。2003年该小区被江苏省建设厅批准为省级科技示范工程节能示范小区。结语围护结构保温隔热的设计对建筑的节能是至关重要的,建筑节能对建筑师绝不是一种负担而是一种新动力,同时也是一种历史责任和义务。因此，今后我们在进行节能设计的过程中，不能仅限于满足热工规范的层次，我们应该树立全方位的节能意识，在满足节能规范的条件下，降低建筑能耗，顺应世界建筑发展这一大潮流，为缓解我国能源瓶颈出一份绵薄之力。
