東北民宅建筑節(jié)能技術(shù)分析論文(民用建筑門窗節(jié)能技術(shù)分析論文)
東北民宅建筑節(jié)能技術(shù)分析論文
東北民宅建筑節(jié)能技術(shù)分析論文
摘要:針對(duì)我國(guó)東北嚴(yán)寒地區(qū)的氣候條件，分析了東北民宅建筑的耗能情況，總結(jié)了目前針對(duì)東北建筑特點(diǎn)提出的主要民宅建筑節(jié)能技術(shù)，為綠色建筑的設(shè)計(jì)研究提供了參考。
關(guān)鍵詞:東北地區(qū)，建筑節(jié)能，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，節(jié)能材料
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人口的逐漸增長(zhǎng)，民宅建筑的數(shù)量與體量也在不斷的增大。但是我國(guó)的建筑節(jié)能效率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然有較大的差距，因此為促進(jìn)兩型社會(huì)的發(fā)展，解決我國(guó)建筑節(jié)能的問(wèn)題尤為重要。我國(guó)東北地區(qū)地處嚴(yán)寒，在冬季的溫度長(zhǎng)期處于－20℃以下，因此東北民宅建筑多數(shù)采用集中供暖的方式，每年燒煤耗能巨大。除此以外，由于近年來(lái)人民的生活水平有所提升，大功率的家用電器被廣泛使用，其中空調(diào)的增長(zhǎng)率較大，耗電量也較多。因此解決東北嚴(yán)寒地區(qū)的民宅建筑耗能問(wèn)題十分有必要，對(duì)于東北嚴(yán)寒地區(qū)的民宅建筑，節(jié)能的首要是建筑物自身的保溫節(jié)能，即提高民宅建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能效率，其次，可以考慮采用新型的節(jié)能材料作為建筑材料，同時(shí)利用可再生能源也是較好的節(jié)能方法。
1能耗分析
我國(guó)東北地區(qū)的民宅建筑能耗較大，主要部分是由于天氣嚴(yán)寒，民宅建筑與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換所產(chǎn)生的能耗，另一部分是由于人民生活水平提高而滿足日常生活需求產(chǎn)生的能耗。因此，我國(guó)東北民宅建筑的能耗影響因素主要可以分為三類:建筑面積、家用電器以及對(duì)建筑舒適度的要求。住宅建筑的建筑面積對(duì)于建筑耗能有直接的影響。建筑表面積越大，就會(huì)與外界環(huán)境引起越大的熱交換，會(huì)產(chǎn)生較大的能耗。家用電器在于住宅建筑耗能方面主要體現(xiàn)在電力，主要是生活用電產(chǎn)生相應(yīng)的能耗。隨著生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)于住宅建筑的舒適度要求也日益提高。住宅舒適度主要包括兩個(gè)方面:對(duì)于住宅內(nèi)部的舒適溫度的要求以及對(duì)于住宅內(nèi)部通風(fēng)狀況的要求。
2現(xiàn)有東北民宅建筑節(jié)能措施
2．1外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能措施
民宅建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括外墻，屋頂，門和窗。我國(guó)東北地區(qū)由于其氣候嚴(yán)寒，大部分能耗產(chǎn)生于建筑自身的散熱，因此對(duì)其民宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。建筑外墻是民宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成，大部分東北民宅建筑散熱途徑是外墻散熱，因此改善外圍護(hù)節(jié)能主要要做好外墻節(jié)能?？梢詫⒖招拇u作為外墻的主要砌筑材料以提高保溫性能，同時(shí)應(yīng)大力提倡復(fù)合型綠色外墻的推廣，也可以加設(shè)外墻的保溫層，即在外墻雙層磚間預(yù)留空間以填充一些保溫材料進(jìn)行節(jié)能。屋頂?shù)谋毓?jié)能措施也是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能重點(diǎn)，首先可以選擇保溫性能較好的材料為屋頂材料，通?？梢栽谖蓓?shù)姆浪畬右韵略O(shè)置薄保溫層，主要由玻璃棉和膨脹珍珠巖構(gòu)成。由于窗戶相較于門與墻相對(duì)設(shè)計(jì)較薄，因此需要有較好的節(jié)能設(shè)計(jì)以達(dá)到保溫效果。我國(guó)東北地區(qū)南方獲取的太陽(yáng)能較大，北方窗戶由于獲取太陽(yáng)能較小會(huì)產(chǎn)生冷窗效應(yīng)，因此可以增大民宅建筑南方的窗戶面積占比以達(dá)到節(jié)能效果;由于北方天氣嚴(yán)寒，因此可以選擇雙層玻璃作為窗戶。民宅建筑中外門所占的面積雖然較小，但是由于門是建筑與外界連通的必需開(kāi)關(guān)，因此門對(duì)于民宅建筑的熱舒適效果的影響較大，首先可以考慮保溫效果較好的材料作為進(jìn)戶門的`材料，實(shí)木門的保溫效果較金屬門要好。同時(shí)可以在進(jìn)門處隔離出一小塊空間當(dāng)作空氣閘或者設(shè)置一個(gè)封閉玄關(guān)以避免開(kāi)門時(shí)候外界冷空氣的直接侵入。
2．2相變儲(chǔ)能材料的利用
相變儲(chǔ)能材料可以將多余或者不用的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在需要時(shí)候再釋放出來(lái)，是一種建筑節(jié)能的新型復(fù)合材料。在建筑材料中使用相變儲(chǔ)能材料，可以充分利用太陽(yáng)能等能量，降低住宅內(nèi)部的能源消耗，進(jìn)而可以提高屋內(nèi)溫度，提升住戶的居住舒適度。相變儲(chǔ)能材料在民宅建筑中的應(yīng)用主要分為兩類，一種是將相變儲(chǔ)能材料用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，建筑成為相變儲(chǔ)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可以調(diào)控住宅的溫度;另一種是將相變儲(chǔ)能材料與混凝土材料結(jié)合，制作出相變儲(chǔ)能混凝土，在高層建筑或者是大跨度建筑里，這種特殊混凝土能減緩水泥水化熱放熱速率，減少大體積混凝土中因水化熱放熱引起的微裂縫.
2．3可再生能源的利用
利用可再生能源實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，通過(guò)可再生能源在民宅建筑中的利用率，可以降低傳統(tǒng)耗能資源在民宅建筑中的比重，可以有效的促進(jìn)建筑行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型。東北地區(qū)的可再生能源主要是太陽(yáng)能、風(fēng)能以及地?zé)崮?。其中現(xiàn)在在北方地區(qū)常用的民宅建筑太陽(yáng)能三聯(lián)供系統(tǒng)就是充分利用了太陽(yáng)能以及地?zé)崮堋Ｈ?lián)供系統(tǒng)利用太陽(yáng)能集熱器加熱水并存儲(chǔ)在熱水箱，其中一部分水存入生活水箱提供生活熱水，另一部分的水利用了風(fēng)冷熱泵機(jī)產(chǎn)生了低溫水儲(chǔ)存在膨脹水箱中用于制冷，同時(shí)，三聯(lián)供系統(tǒng)采用了低溫?zé)崴匕宓臒彷椛溥M(jìn)行采暖。
3結(jié)語(yǔ)
東北地區(qū)民宅建筑耗能較大，隨著現(xiàn)代兩型社會(huì)發(fā)展的逐漸推進(jìn)，民宅建筑節(jié)能越發(fā)受到重視。對(duì)東北民宅建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)主要應(yīng)該對(duì)民宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，以減少能源消耗，同時(shí)采用相變儲(chǔ)能材料進(jìn)行建筑保溫處理，在民宅建筑中引進(jìn)可再生能源替代常規(guī)能源也是非常有效的建筑節(jié)能方式。
作者:崔真榕 王晨宇 王銘澤 單位:東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院
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民用建筑門窗節(jié)能技術(shù)分析論文
民用建筑門窗節(jié)能技術(shù)分析論文
摘要：基于節(jié)能降耗理念，在民用建筑工程建設(shè)中，需要針對(duì)外窗能耗大問(wèn)題進(jìn)行研究，采取合理的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在保證其基礎(chǔ)功能不受影響的同時(shí)，將能耗降到最低。在對(duì)建筑門窗節(jié)能技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，需要了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從多個(gè)方面進(jìn)行分析，爭(zhēng)取不斷提高節(jié)能效果，本文對(duì)此方面內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞：民用建筑；門窗；節(jié)能設(shè)計(jì)
對(duì)民用建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，其中門窗將結(jié)構(gòu)的熱工性能最差，在服務(wù)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的損耗，對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境影響較大。以降低建筑能耗為目的，需要從技術(shù)角度對(duì)門窗結(jié)構(gòu)能耗特點(diǎn)進(jìn)行分析，并選擇合適的方法對(duì)其設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，最大程度上降低能耗，提高其服務(wù)綜合效率。
1民用建筑門窗結(jié)構(gòu)能耗特點(diǎn)分析
門窗是建筑工程外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中能耗最大的部分，其熱量損失可以占到建筑總能耗的40%～50%，對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境影響比較大。門窗結(jié)構(gòu)能耗的產(chǎn)生，主要是通過(guò)門窗玻璃、窗格、窗框、縫隙、窗洞口熱橋等部位與太陽(yáng)輻射以及周圍環(huán)境產(chǎn)生熱傳遞[1]?？偨Y(jié)以往施工經(jīng)驗(yàn)可得，門窗施工材料是影響其能耗結(jié)果的主要因素，材料傳熱系數(shù)越小則損耗越小，冬季可以保證室內(nèi)熱量的低損耗，同時(shí)也可以有效阻隔窗外冷空氣；夏季同樣可以有效阻隔室外高溫，保證室內(nèi)處于舒適的狀態(tài)。在采取措施降低建筑門窗能耗的同時(shí)，需要確保其基礎(chǔ)功能的正常發(fā)揮，使得室內(nèi)環(huán)境在不需要空調(diào)或者采暖技術(shù)的前提下，就可以保持在舒適的溫度，因此需要多方面分析，提高設(shè)計(jì)方案的合理性。
2民用建筑門窗節(jié)能優(yōu)化措施
2.1合理選擇門窗材料
2.1.1玻璃
面對(duì)不同類型外窗結(jié)構(gòu)，需要保證玻璃散熱面積與窗戶總面積的之間比例的合理性。一般5mm厚普通凈片玻璃可見(jiàn)光投射比為84%，具有較高的透光與透視效果，尤其是近紅外線具有很高的透過(guò)率[2]。但是此種玻璃同時(shí)也會(huì)阻擋室內(nèi)地面、家具的反射光線，使得室內(nèi)熱量傳遞不出去，導(dǎo)致室內(nèi)溫度持續(xù)上升，在夏季尤其明顯。因此盡量不要選擇用此類玻璃，目前市場(chǎng)上玻璃多種多樣，在選擇時(shí)需要根據(jù)工程所在地氣候特點(diǎn)來(lái)確定。（1）著色玻璃。可以有效吸收近紅外線，通過(guò)太陽(yáng)光熱量來(lái)調(diào)節(jié)時(shí)能溫度，降低空調(diào)能耗。（2）中空玻璃。即將不同性能兩片及以上玻璃與框架粘結(jié)密封在一起，可以有效降低玻璃導(dǎo)熱系數(shù)，提高其隔熱、保溫、隔音等性能，在冬季具有明顯的采暖效果，降低采暖能耗。（3）鍍膜玻璃。此種玻璃具有良好的透過(guò)率，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)熱射線的反射。常用的有低輻射鍍膜玻璃與陽(yáng)光控制鍍膜玻璃兩種，一種對(duì)遠(yuǎn)紅外線具有較高的透過(guò)率，可以有效遮擋室內(nèi)熱射線；一種具有良好的隔熱性能，可以有效阻隔太陽(yáng)輻射進(jìn)入室內(nèi)，并提高室內(nèi)光線的舒適度。
2.1.2門窗框
目前市場(chǎng)門窗框主要包括塑料框、鋼框、鋁合金框、木框以及玻璃框等多種類型，不同種類適應(yīng)的環(huán)境不同，在選擇時(shí)需要結(jié)合實(shí)際需求來(lái)確定。門框材料不同，其導(dǎo)熱系數(shù)也存在一定的差異。木材導(dǎo)熱系數(shù)很低，但同時(shí)也具有易腐蝕、強(qiáng)度低、易變性等缺點(diǎn)，一般主要被用于臨時(shí)性彩鋼房建設(shè)中，民用建筑中應(yīng)用較少[3]。鋁合金與鋼材框強(qiáng)度高，但是具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，保溫隔熱性能差，就節(jié)能方面來(lái)說(shuō)，并不具備更多優(yōu)勢(shì)。斷熱鋁合金在具有強(qiáng)度高的特點(diǎn)同時(shí)，還可以有效阻止熱傳遞，從節(jié)能角度分析，應(yīng)用到民用建筑工程中，具有更大優(yōu)勢(shì)。
2.1.2提高門窗氣密性
氣密性即門窗閉合狀態(tài)時(shí)，組織空氣滲透能力，氣密性越高空氣滲透量越少，則能耗也就越低。因此，在對(duì)民用建筑門窗節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，可以采取提高門窗氣密性的方法，來(lái)達(dá)到降低損耗的目的'。就實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)分析，建筑工程中門窗框與玻璃、墻體以及門窗扇等部位是空氣滲透的主要部位。對(duì)于門窗框與玻璃、門窗扇部位，可以選擇用性能良好的密封條進(jìn)行密封，但是要保證其與門窗框型材斷面尺寸相匹配。而對(duì)于門窗框與墻體部位，可以選擇用硅膠、發(fā)泡膠以及巖棉等材料，對(duì)洞口進(jìn)行密封處理。
2.1.3提高門窗保溫性
想要提高建筑門窗保溫性，可以選擇用聚苯乙烯板或者巖棉板，將其填充在門扇與門框間空腹部位，不但可以提高其隔熱性能，同時(shí)還可以提高門窗結(jié)構(gòu)的防火防盜效果。另外，還可以適當(dāng)?shù)脑黾咏ㄖT窗玻璃層數(shù)，選擇用2層或者3層玻璃，通過(guò)玻璃之間的密閉空氣間層，來(lái)提高門窗結(jié)構(gòu)的熱絕緣系數(shù)，降低窗戶熱傳系數(shù)。
2.1.4窗口遮陽(yáng)技術(shù)
可以采用窗口遮陽(yáng)技術(shù)來(lái)降低室內(nèi)熱量損耗，可以利用綠化或者建筑構(gòu)件來(lái)達(dá)到目的，條件允許的可以設(shè)置雨篷、外廊等。對(duì)于地處寒冷地區(qū)的民用建筑，應(yīng)設(shè)置便于控制與維護(hù)的活動(dòng)外這樣裝置，如外置活動(dòng)百葉遮陽(yáng)簾；地處冬暖地區(qū)的民用建筑，則應(yīng)設(shè)置固定外遮陽(yáng)設(shè)置，如固定遮陽(yáng)板。
3結(jié)語(yǔ)
以降低民用建筑門窗能耗為目的，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)前，需要結(jié)合建筑門窗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析，掌握其能耗要點(diǎn)，選擇從不同方面進(jìn)行分析，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，來(lái)選擇合適的施工材料與設(shè)計(jì)方法，爭(zhēng)取不斷提高門窗結(jié)構(gòu)建設(shè)效果，在保證其基礎(chǔ)功能的前提下，降低運(yùn)行能耗。
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