建筑節能設計

遼寧建材2009年第8期建筑節能設計李強',李懷志2(1.遼寧省建筑標準設計研究院,遼寧沈陽(yáng)11005;2.遼寧省建筑材料監督檢驗院,遼寧沈陽(yáng)11002)[摘要]文中論述了建筑能耗在我國全部能耗中的重要地位,建筑節能與氣候、地理條件的關(guān)系。分析了建筑的規劃、總體設計與建筑節能的關(guān)系和建筑圍護結構如墻體、門(mén)窗、屋面等的保溫、隔熱與遮陽(yáng)的設計措施和存在的問(wèn)題等,以及合理利用太陽(yáng)能、地源熱泵等節能新技術(shù)和今后發(fā)展方向。[關(guān)鍵詞〕建筑能耗;建筑節能;圍護結構;隔熱保溫;遮陽(yáng);設計措施[中圖分類(lèi)號]TU2015[文獻標識碼]B[文章編號]1009-0142(2090)08-0024-03建筑耗能已和工業(yè)、交通耗能成為我國能源消耗的三大“猛虎”,近年來(lái)建筑耗能隨著(zhù)建筑總量的不斷攀升及住舒2建筑節能設計及措施適度的提高呈急劇上升趨勢。由于建筑節能存在著(zhù)巨大的空建筑節能包含兩個(gè)方面,一方面是加強圍護結構的保溫間和潛力,因此成為我國目前節約能耗的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。隔熱能力,另一方面是從供暖、制冷的熱源、輸送渠道及實(shí)1建筑能耗現方式來(lái)節約能源。目前,由于建筑投資者為追求最大的投資回報,設計要建筑能耗是指在建筑使用過(guò)程中的能源消耗,主要包括求往往貪大求高,出現了容積率過(guò)高、相鄰建筑互相遮擋建筑采暖、空調、熱水供應、炊事、照明、電梯等。其中通不通透、形成大面積陰影區,造成城市人居環(huán)境質(zhì)量下降。過(guò)建筑圍護結構(包括外墻、窗戶(hù)、屋頂、地面)散失的能除此之外,設計者的大部分精力放在追求立面形式和使用功量和供熱制冷系損失的能證,又占據了整個(gè)建筑能耗的絕大「能上,建筑節能設計意識淡薄,造成高能耗、低效益,影響部分。建筑的常年使用,浪費巨大。因此,建筑節能首先應被設計隨著(zhù)建筑業(yè)的高速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高,建筑能者重視耗占全社會(huì )總能耗的比例還會(huì )繼續增長(cháng)。有數據顯示,我國21建筑的規劃總體設計當前的房屋建設規?？胺Q(chēng)世界第一。目前,我國建筑耗能已建筑節能設計首先應從分析地區的氣候條件出發(fā),將建占全社會(huì )終端能耗的14以上?？照{作為耗能大戶(hù),每年正筑設計與建筑微氣候,建筑技術(shù)與能源的有效利用相結合以10萬(wàn)臺的驚人速度增長(cháng),在建筑能耗中所占的比例迅以達到在冬季最大限度地利用自然能采暖,并減少熱損失;速上升。夏季,京、津、滬等超大城市空調負荷占到城市尖夏季最大限度地減少得熱并利用自然能降溫冷卻峰負荷的4%,而嚴寒地區的城市建筑能耗竟占到城市總能211合理規劃布局的一半左右。預計到2010年,全國制冷電力高峰負荷將從建筑的規劃設計入手,綜合分析地區氣候特征,充分增加一倍以上。持續增長(cháng)的建筑能耗作為導致全社會(huì )能源短利用有利的氣候條件和防御不利氣候因素影響。地區氣候特缺的重要因素,在我糾整個(gè)能耗中的地位越來(lái)越重要。征包括太陽(yáng)能輻射強度、最熱(冷)月平均氣溫及空氣濕相對建筑總量大幅提升帶來(lái)的建筑耗能急劇攀升而言,度、夏(冬)季主導風(fēng)與平均風(fēng)壓、雨雪量等要素,是我們我國建筑用能效率偏低是另一大突出問(wèn)題。北方城市的集中節能設計中需要注意的“氣候條件”。此外,還需注意區域供熱以燃煤鍋妒為主,但整個(gè)供熱系統綜合效率遠低于發(fā)達的“微環(huán)境”,如地形條件、地表環(huán)境、地表土壤和植被等國家。與同等氣候條件的西欣或北美國家相比,我國建筑圍節能設計中要充分考慮夏季有利的主導風(fēng)向(通風(fēng)降溫)護結構保溫隔熱性能普遍較差,建筑外墻、屋頂、門(mén)竇傳熱|和避免冬季不利的主導風(fēng)向(避風(fēng)保暖),綜合考慮采光、通系數和空氣滲透率要高出幾倍,采暖時(shí)要多消耗1-2倍的能風(fēng)、保溫和防曬等因素,合理安排群體布局和建筑朝向量,且舒適性較差。我國公共建筑的能耗也同樣居高不下。建筑的位置及朝向首先應考慮對城市環(huán)境的影響。容積建筑耗能巨大,其形勢嚴峻,不容回避,必須引起我們的高率過(guò)高很難滿(mǎn)足日照要求,陽(yáng)光有著(zhù)巨大輻射能量,不僅對度重視,找出問(wèn)題的癥結所在,提出解決辦法,讓建筑節能人的身體健康有著(zhù)很大影響,對建筑的節能也有著(zhù)十分重要成為人們普遍關(guān)心的社會(huì )話(huà)題,促進(jìn)高速發(fā)展的建筑業(yè)最終意義中國煤化工合理地確定建筑位置現低能耗運行。與朝筑的H輻射熱能。因此,建CNMHG212合理控制建筑的體形系數[收稿日期]200907-10體形系數是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積F◎研究與應用(m和其所包圍的體積voωm)之比值。單位建筑空間的」上惰性氣體,以陽(yáng)斷熱蛀散發(fā))或低輻射玻璃(如Low-E餿外表面積越大,體形系數越大,能耗就越高。因此,在考慮膜玻璃)以及經(jīng)熱斷橋處理的門(mén)窗型材,同時(shí)加強窗墻間、節能設計時(shí),建筑平面外形不宜凹凸太多,力求完整,避免框扇間的接縫氣密性設計,就可在一定程度上阻斷熱量散因外表面積增大而增加體形系數。發(fā),降低外門(mén)窗的傳熱系數。2.1.3合理控制建筑的窗墻比(2)增加遮陽(yáng)設計,防止夏季太陽(yáng)輻射熱透過(guò)玻璃門(mén)窗窗墻比是建筑外窗總顫積與外圍護墻體總面積之比值。直接進(jìn)入室內而耗能。由于遮陽(yáng)位置和方式不同,主要有:由于外圍護墻體的熱工性能比玻璃窗要好,盡管外窗面積比水平式外遮陽(yáng),垂直式外遮陽(yáng)。為克服傳統周定式遮陽(yáng)在果外墻面積要小得多,但通過(guò)外窗得失的熱量卻占外護結構光、自然通風(fēng)、視野等方血的矛盾,上述兩種遮陽(yáng)方式在節得失熱的40%左右,因此需根據不同地區氣候待征合理控能建筑中較多地采用活動(dòng)葉遮陽(yáng),通過(guò)自動(dòng)調節百頁(yè)角度制窗墻比。如在嚴熱干燥、白天太陽(yáng)輻射強度大、夜間溫度遮陽(yáng),達到自然采光和通風(fēng)。另外,還有活動(dòng)內避陽(yáng),主要低的地區,窗墻比設計要小,可以減少太陽(yáng)輻射熱及夜間室有遮陽(yáng)卷簾和遮陽(yáng)百頁(yè)等。相比外遮陽(yáng)更活,便于用戶(hù)根內熱量的散失,同時(shí)保持室內空氣的濕潤。據季節天氣變化調節使用。但內遮陽(yáng)有較大的缺點(diǎn),除部分22圍護結構設計熱量被反射出窗外,因其余熱量留在了室內而增大了空調制221墻體的隔熱保溫與遮陽(yáng)冷能耗。外墻是圍護結構的主體部分,建筑的35%的熱量是從墻可呼吸”玻璃幕墻。它一般由雙層玻璃幕墻構成(外體散發(fā)出去的,如采用隔熱材料,增加保溫層,節能效果就「層通常為單層玻璃,內層為絕熱的雙壇玻璃),在兩層幕墻很明顯。因此,墻體節能主要是外墻保溫,分為以下幾種:「間形成一定寬度的空氣夾層并配有可調節的百頁(yè)。在冬季(1)外墻外保溫體系,將保溫層設在外墻的外側。雙層幕墻間的空′夾層形成一個(gè)利用太陽(yáng)能的玻璃溫賓,有我國正提倡新型復合墻體自保溫系統和外隔熱保溫技利于建筑的保溫采暖;在夏季,則利用熱壓通風(fēng)和百頁(yè)遮陽(yáng)術(shù),外保溫具有建筑室內溫度受室外溫度波動(dòng)影響小,有利達到降溫的目的。于主體結構保護和避免熱(冷)橋的產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)。常用的建(3)屋面隔熱保溫與遮陽(yáng)。筑外墻保溫材料有保溫砂漿、聚苯板、聚氨酯(EPS、XFS)夏季太陽(yáng)輻射強度大,屋面受日照時(shí)間長(cháng),頂層室內溫和墻體自保溫四大體系。其中,保溫砂漿和聚苯板市場(chǎng)占有度受其影響會(huì )提高2-4℃。冬季屋頂對外散失熱量,又增加率較大,但保溫性能較差;聚氨酯現場(chǎng)發(fā)泡噴涂保溫材料,了室內的采暖耗能。具有良好的保溫性和憎水性,方使施工,適用于設計各種復屋面隔熱保溫,在北方,主嬰是通過(guò)增加屋面保溫層的雜外墻體保溫和無(wú)接縫施工。另外,還有一種外掛鋼絲網(wǎng)板厚度來(lái)達到節能要求;在南方,除采用倒置式設計外,都水外保溫體系因墻面容易出現裂痕和裂紋且很難修補,現已很屋面和種梢面越來(lái)越引起人們的重視。①格水屋面,是利少使用。用屋面水層蒸發(fā)帶走太陽(yáng)輻射熱,從而減弱屋面的傳熱量在墻體保溫上,設計首推外墻外保溫體系。圍護結構的和降低屋頂內表面溫度,具有明顯的隔熱效果。②種植屋材料布置分外側和內側,在寒冷地區的同一氣候條件下,由面,是種生態(tài)節能型屋血,不僅能夠提高屋面的隔熱保溫于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止性能,還能增加城市綠地面積,改瀉城市氣候壞境墻體內產(chǎn)生冷橋、結露,保溫層設在外墻外側,其保溫效果屋面遮陽(yáng),主要采用遮陽(yáng)構架、遮陽(yáng)百頁(yè)、膜結構、飄更好板等,有效遮擋太陽(yáng)直接輻射屋面,同時(shí)也能結合立面造(2)外墻夾心保溫體系,將外墻分為外葉、內葉,保溫型,創(chuàng )造出有性格的建筑形象層設在中間的復合墻體形式。該體系由于價(jià)格便宜、施工簡(jiǎn)單,有些地區還在使用,但存在滲水、門(mén)窗洞口處及樓層間通常是采用在建筑物外圍2米范圍內的地面混凝土墊層圈梁處出現冷橋等諸多問(wèn)題,解決問(wèn)題的費用也較高下鋪設聚苯板保溫層的做法,減少建筑通過(guò)地面散失的熱(3)外墻內保溫體系,將保溫層設在外墻的內側。內保量,降低地面的建筑能耗以達到節能。溫體系存在許多冷橋問(wèn)題,目前國內已基本不采用了23影響建筑節能的其他因素外墻體遮陽(yáng),主要用于熱工性能要求更高的墻面,在保建筑自然通風(fēng)。風(fēng)壓與熱壓是實(shí)現自然通風(fēng)的兩種手溫層外側設計鋼結構支撐體系,干掛板材(如陶土板),可段,二者互為補充、密不可分。風(fēng)壓通風(fēng)是利用建筑的迎風(fēng)以避擋夏季陽(yáng)光直按輻射到墻體,同時(shí)后側流動(dòng)的空氣層能面與具有良好外部風(fēng)環(huán)境的地區,選擇有利通風(fēng)的建筑朝迅速帶走熱鐙,起到很好的遮陽(yáng)隔熱效果。向、控制建筑進(jìn)深、“引導”自然通風(fēng)等,以實(shí)現艮好的風(fēng)222玻璃門(mén)窗的隔熱保溫與遮陽(yáng)壓通風(fēng)效果。熱壓通風(fēng)(即“煙囪效應"),是利用熱空氣上在一般的建筑中,30%的熱量是從窗戶(hù)散失的。外墻玻升的原理,從建筑上部排風(fēng)口排出污濁的熱空氣,從建筑底璃門(mén)窗是阻擋夏季太陽(yáng)輻射熱進(jìn)入室內和冬季室內熱量散失部吸入新鮮的冷空氣,實(shí)彈筑內部的自然通風(fēng)。一般在外的最薄弱環(huán)節,其能耗是同面積墻體的4倍,屋頂的5倍,部風(fēng)中國煤化工,多利用熱壓或熱壓對建筑能耗影響較大。除控制窗墻比外,需增加玻璃門(mén)窗的風(fēng)壓荊CNMHG,可利用建筑物內部熱工性能貫穿(貼俊同、屮),結合拔風(fēng)井、風(fēng)(1)隔熱保溫,在設計上選用雙層或多層中空(中間充塔等構造,創(chuàng )造出滿(mǎn)足熱玉式自然通風(fēng)進(jìn)出風(fēng)口的高差。遼寧建材2009年第8期水泥細度一強度理論計算公式的建立及應用劉力輝’,朱效榮2,李遷3(1.鞍鋼房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)集團有限公司,遼寧鞍山114031;2.北京城建混凝土有限公司,北京10009;3.遼寧大學(xué),遼寧沈陽(yáng)110036)[摘要]水泥細度-強度理論計算公式的建立,提出了水泥熟料的理論強度、混合材的摻量和強度貢獻率u、硬化砂漿的密實(shí)度m決定水泥強度,解密了水泥強度與各種原材料之間的定量計算關(guān)系。應用該公式對P·O、P·S、P·C三種類(lèi)型水泥進(jìn)行驗證,該公式的計算值與實(shí)測值之差小于3MPa。因此,該公式可以有效的應用于設計水泥配比和性能,實(shí)現了水泥強度和性能的工業(yè)化設計,具有重要的理論和現實(shí)意義。[關(guān)鍵詞]理論強度;強度貢獻率;密實(shí)度;計算公式[中圖分類(lèi)號]TQ17212[文獻標識碼]A[文章編號]1009-0142(2009)08-0026-031概述學(xué)公式,我們進(jìn)行了現代水泥成份對強度影響的計算,提出了依據水泥熟料、混合材、標準砂和拌合用水定量計算水泥隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,水泥生產(chǎn)設備的現代化程度不斷強度的科學(xué)依據和計算公式提高,根據市場(chǎng)需求設計一定強度和特殊性能的水泥,合理使用水泥熟料、粉煤灰、礦渣粉、爐渣粉、火山灰和沸石粉2現代水泥細度-強度理論計算公式的建立等混合材,已經(jīng)成為可能并且顯得非常必要。我國現在采用水泥的強度是通過(guò)水泥抗壓試件來(lái)檢測的,水泥抗壓試的水泥配比設計是建立在水泥熟料決定水泥強度的基礎之件作為一種復雜的物理化學(xué)反應產(chǎn)物,主要由水泥標準砂、上。因此有許多不符合現代水泥自身性能和特點(diǎn)的因素?；?、礦渣粉、粉煤灰和水等成份組成,由于水泥和混合材于以上觀(guān)點(diǎn),筆者首先對水泥的組成進(jìn)行了分析,建立了現的水化過(guò)程極其復雜,內部結構不能直接測量。作為一種承代水泥強度理論計算數學(xué)公式,并對硬化水泥砂漿強度、彈重材料,其強度的形成大體可分為兩部分:一部分是由砂子性模量、理論強度、漿體的密實(shí)度、混合材的活性系數等進(jìn)提供,因為砂子的強度大于漿體的強度,因此大多數水泥在行了定義和準確計算公式的推導。根據現代水泥強度理論數工作狀態(tài)時(shí)砂子都具有足夠的強度;另一部分來(lái)源于硬化漿體,對于普通水泥,其硬化漿體強度主要由水泥熟料水化形[收稿日期]2009-07-10成的C-S-H凝膠和鈣礬石組成。對于摻混合材的礦渣水泥、3主動(dòng)式節能技術(shù)泵的冷熱源。冬季地能作為“熱源”,從地下或水中“取出來(lái),供給室內采暖。夏季作為“冷源”,供室內制冷,同3.1太陽(yáng)能技術(shù)時(shí)將室內熱量釋放到地下水、土壤或地表水中,貯存起來(lái)作太陽(yáng)能取之不盡、用之不竭的可再生能源。我國的太為冬天采暖的“熱源”。地源熱泵系統根據熱方式的不同陽(yáng)能資源豐富,大部分地區太陽(yáng)輻射量大,具備開(kāi)發(fā)利用太分為:土壤源、地下水、地表水等多種形式陽(yáng)能的優(yōu)良條件。目前主要的太陽(yáng)能利用方式有:①被動(dòng)式在生態(tài)節能建筑中,太陽(yáng)能技術(shù)和地源熱泵技術(shù)往往采太陽(yáng)能熱水秦統,此系統結構簡(jiǎn)單、經(jīng)濟適用,在我國許多用聯(lián)合運行的方式,以克服各自技術(shù)存在的局限性,提高資地區被廣泛應用。②主動(dòng)式太陽(yáng)能系統,在室內采暖方面具源利用效率。有吏大的選擇性,但需要外在能源啟動(dòng)運行。③太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統,是利用太陽(yáng)能光伏電池板吸收大陽(yáng)能,并將其轉4結語(yǔ)化為電能來(lái)提供用電。與被動(dòng)式太陽(yáng)能熱水系統相比,主動(dòng)在全球能源日趨緊張的嚴峻形勢下,建筑節能已成為建式太陽(yáng)能系統和太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統在生態(tài)節能建筑中使用筑可持續發(fā)展的重要研究課題。我國現階段主要提倡運用與較多,但建設成本較高。經(jīng)濟中國煤化工主,注重太陽(yáng)能、風(fēng)32地源熱泵技術(shù)設計能、]開(kāi)發(fā),降低可再生能利用地下水、深層土壤和水庫、湖泊等深水層受自然季源的CNMHG發(fā)達地區向全國推廣節氣候影響小、溫度相對保持穩定的特點(diǎn),通過(guò)水作為媒運用,以實(shí)現我國建筑節能的目標?！?與地能(地下水、土壤或地表水)進(jìn)行冷熱交換提供熱