《[浅谈建筑节能技术在房屋工程中的应用分析]建筑节能技术与工程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[浅谈建筑节能技术在房屋工程中的应用分析]建筑节能技术与工程.docx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、浅谈建筑节能技术在房屋工程中的应用分析建筑节能技术与工程 摘要：本文介绍建筑节能保温技术的基础上，分析加拿大地区建筑围护结构特点与采取的保温措施，并对建筑节能保温技术的应用实施提出建议与思考，供同行借鉴。关键词：建筑节能保温技术应用 Abstract:thispaperintroducesconstructioninsulationenergy-savingtechnology,andonthebasisofanalysisinCanadabuildingpalisadestructurecharacteristicsandtaketheheatpreservationmeasures,and
2、ofbuildingenergyinsulationtechnologyapplicationimplementationofSuggestionsandthinking,foracademicreference. Keywords:buildinginsulationenergy-savingtechnologyapplication 中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号： 0引言 随着科技的进步和经济的发展，世界各地纷纷提出保护地球环境和可持续发展。在建筑中，建筑节能保温技术在我国的节能研究领域是一个新兴的重点研究项目。与西方国家相比，我国的建筑能耗在社会总能耗中所占的比重大；
3、因此，在社会中提倡建筑节能是一件迫在眉睫的事情，尤其是对于建筑工程项目，努力转变建筑走向节能、环保、生态，这才能推进建筑节能工作的进行。 1保温技术简介 建筑节能技术从来都不是孤立的技术，它要求建筑中各个部分都有相应的节能措施。在一个建筑中，在确定建筑地址以后，我们首先应该根据当地的气候状况，对建筑的外环境进行改造；在确定建筑朝向时，要考虑到多方面的因素，如防风、自然通风、节约地形等；除此以外，还需要对建筑周围的环境进行绿化设计，种植草坪，栽种树木，以减少大气污染、降低噪音、改善周围的气候环境，获得最大的节能效果，提高建筑的舒适度；其次，在建筑设计中要选用节能型的建筑材料，包括外墙外保温措施、
4、内保温措施等。在建筑设计施工的过程中，要全方位地运用节能保温技术，尽可能地减少建筑的能耗量，从而取得良好的节能效果。在主体设计中。节能措施主要包括外墙节能措施、屋顶节能措施、门窗和地面节能措施等。 1.1外墙节能保温技术 在外墙节能保温技术中，根据主体结构位置和采用的复合材料的不同，可分为外墙外保温技术、外墙内保温技术和夹芯保温技术8,9,10。 1）在国内，很多高层住宅因为温差的原因导致外墙产生裂缝，外墙外保温措施则能够很好地解决这个问题。外墙外保温的墙的结构外侧有一层固定的保温材料，保温材料的外面通过玻璃纤维网和粘结胶浆的作用起到加强巩固的作用。这样，既消除了冷凝，又减少了建筑中的“热桥”
5、，它已经开始成为节能保温技术中的主流。 2）外墙内保温技术是在墙体结构内侧添加保温材料，然后用粘接剂进行固定。这样的特点是：方便灵活，容易操作，实用性强。在很长一段时间内占据着主导地位，但是它的缺陷在于不能降低因为外墙受到的温差导致的内墙温度的变化，而且由于季节和温度的变化，很容易引起保温板的开裂。在我国节能保温技术发展不成熟时，内保温技术发挥了重要的作用，现在随着水平的提高，这种保温技术逐渐被淘汰。 3）外墙夹芯保温技术将保温材料设置在墙体中间。根据结构不同，外墙夹芯保温又可分为发泡式夹芯保温和填充式外墙夹芯保温两种。后者是通过在外墙的中间放置保温材料来达到保温的效果。前者是通过在内、外墙中
6、用泡沫塑料把夹芯墙充填起来。这种夹芯保温技术不但减少了原来建筑里的繁琐程序，而且还能达到良好的保温效果，在以钢结构为主的建筑施工中比较受青睐。 1.2屋顶的节能保温技术 作为建筑外围护结构的重要组成部分，屋顶的保温能力至关重要。在建筑中，首先要确保屋顶的温度不能低于室内的露点温度。屋顶节能技术包括屋顶保温和屋顶隔热两个方面的内容。它的工作原理是通过改善屋面层的热工性能来阻止热量的传递。由于屋顶保温和屋顶隔热所针对的对象不同，所采取的构造形式也有所不同。 当前我国主要采用外保温屋顶、架空型屋面、种植屋面、倒置式屋面等保温隔热措施。屋顶保温的最佳方式是采用倒置式，与传统屋面相比，倒置式屋面是采用种
7、植方法对屋面进行绿色覆盖，可以有效的阻挡阳光直射屋内，同时，植物还能隔离太阳辐射的热能。 1.3门窗的节能保温技术 在一个建筑工程中，要想在门窗节能保温上下功夫，首先就是要尽可能地减少门窗面积。门窗面积占建筑外界围护结构面积比例高，但是能耗散失功能却最薄弱，如果是非必要的门窗设计，应尽量避免。其次，为了避免阳光直接通过窗户、房顶等进入屋里，应该在考虑到空调位置的基础之上，设计一些遮阳的工具，如在阳台上设置遮阳板、热反射窗等。最后，在选择门窗时，应该选用那些密闭性好、保温节能的门窗，这样，不仅提高了热性能，还能大大降低空气对流传热。 1.4地面的节能保温技术 由于在不同的季节，室内室外的温差较大
8、，地面如果不能进行热交换，会极大地影响房屋的保温节能的效果。要想解决这个问题，一方面我们要在建筑的第一层楼地面的下表面墙上增加一层保温材料，如贴上挤塑型聚苯板，这样就能确保了室内保温节能效果。另一方面就是室内外温差较大的部分再加上外保温系统，将外墙保温的效果延续到地面的节能保温上。 2工程应用分析 加拿大阳光充沛、四季分明。3月中旬至6月下旬为春季。6月下旬至9月中旬为夏季，9月中旬至12月下旬为秋季，12月下旬至来年3月中旬为冬季。大多数地区的气候类似中国东北地区。按官方的划定夏天是开始于6月21日，但对大多数加拿大人而言，7、8月才被认为是夏天。除西南部海岸地区外，大部分地区一般都在11月
9、开始下雪。温哥华和维克多利亚一年只有12月和1月有几天气温在零度以下，其他地区12月至3月中旬一般被雪覆盖。 2.1建筑外墙保温隔热技术 在寒冷的加拿大，人们的居住建筑结构并非不像因纽特人居住的冰窟那样，而是楼层通常超过10层1。在建筑设计和施工过程中采用了一系列高新材料和技术，对不同层次的房屋采取了不同的节能技术，把新材料、新技术结合在一起，将高质量的混凝土、新型的保温材料进行有机的结合，使住房的环境得到改善。这样的建筑由绝缘泡沫材料组成（Insulatedconcreteforms，简称ICFs）。聚苯乙烯泡沫混凝土的生产工艺简单，它是以聚苯乙烯泡沫塑料作为骨料，水泥和粉煤灰作胶凝材料，加
10、入少量外加剂，经搅拌、成型和自然养护而成3。这样的建筑在许多地方，特别是Ontario（图1）均为比较常见。 图1一栋使用（ICF）的高绝缘外墙结构的15层楼的建筑 Photo1:High-riseinsulatedconcreteform（ICF）.Fifteenstoriesandcounting 外墙围护结构基本上都是复合墙体，保温材料主要是玻璃绵、岩棉等。其做法为：采用100150mm厚的高效保温材料用塑料薄膜密封，外侧粘贴50mm厚聚苯乙稀泡沫板（或外砌砼砖），用聚合砂浆及涂料作外墙保护层；内挂石膏板或聚苯板，在保温层与饰面之间留一空气层；维护结构不承重仅起保护、保温、防水作用，耐久
11、性靠饰面材料来保障4。如图2所示。 图2建筑外墙泡沫绝缘材料外墙（中间填充以钢筋混凝土） Photo2:Foambuildingblock.Stackthemup,andfillthemwithconcrete. 研究发现，这样的围护结构可以很好起到隔热和保温的作用。假设外墙各层均匀、材料性能稳定、不考虑热桥，热阻有效范围从R16至R25之间，这是一般外墙结构的热阻的2到4倍1。这种胶粉聚苯颗粒保温砂浆体系，适用于多层及100米以下的高层建筑混凝土，小型混凝土空心砌砖、非粘土砖和烧结砖砌筑的外墙保温工程及同类基层既有建筑的节能改造工程。应用中，配之以简单合理的施工工艺，使该体系具有稳定良好的保
12、温性能和抗渗抗裂的柔变性能。 严寒地区建筑物外围护墙所耗热量约占建筑总能耗的30左右，在混合结构房屋外墙体中存在构造柱、过梁、圈梁等散热量大的热桥部位，这些部位耗热量多。内表面温度低于墙体温度，是外墙主体耗热的重要部位，并影响室内热环境质量，在建筑节能设计及节能改造中应重视热桥部位的处理措施，以降低外墙的耗热量，并改善房间的热环境2。 2.2阳台保温隔热技术 结构工程师针对严寒地区的建筑阳台提出了以下几种形式：夹式阳台，法式阳台，铁道式阳台等。建筑外保温是减少热桥散热的根本方法，在热桥部位以及热桥边沿外延100mm采用聚苯板增厚25mm。再配合不同厚度的保温材料，进行建筑整体外保温可以很好的满
13、足建筑节能不同阶段的要求。 图3（左）ICFs剖面图图4（右）结构工程师对于阳台的冷热桥的解决办法 Figure3（left）:ICFsection.Figure4（right）:Structuralengineersgettingserious.Alloftheseapproachesallowforcontinuousinsulationbehindthebalconyslabs. 2.3门窗保温隔热技术 根据国家标准GB/T7107-2002建筑外窗气密性能分级及检测方法，建筑外窗的气密性能是指“外窗在关闭状态下，阻止空气渗透的能力”，气密性分级指标采用压力差为10Pa时单位缝长空气渗透
14、量与单位面积空气渗透量作为分级指标，分为15级。保证内部气密性的同时，还必须满足给定的分离具体耐火等级要求。提高外窗气密性能对减少居住建筑全年耗电量效果较显著；因此，减少建筑物空气渗透量能耗是建筑节能的一个重要方面5。 图5窗口气密措施 Figure5:Punchedopenings. 加拿大的建筑师和结构工程师对于窗口气密性的问题提出了很好的解决办法（图6），将窗体结构与外墙接触的内外面封住，使得本来的漏风空变成了两头由特殊材料填充。中间为空气的气封。由于空气的热阻较大，起到了保温的作用1。外窗采用单框双玻、单框三玻式双框三玻，窗框用隔热材料来切断热（冷）桥，用高效保温材料填充窗框空腔：铝合
15、金门窗的型材断面小、刚度大、装配精细、开启灵活、五金件精巧耐用、品种多样，塑料门窗气密和隔声效果性能好，铝木、铝塑、钢木等复合门窗既保温又安全，形式多样。由于这些门窗采用了耐老化、适应性强的密封材料等措施使外窗的保温隔热性能达到了优良。 2.4通风及空调系统 图6分布式系统示意图 Figure6:Distributedventilation. 对于严寒地区的通风系统，往往采用集中式通风，新风和排风管道穿过外墙。从而将室外空气引入到新风处理机系统，而把来自浴室和厨房的废气排放到建筑外面去1。通过自控设备调节室内外的温湿度，或是将新风与排放进行热交换，排气的同时加入吸入的新风。 图7分布式空调 F
16、igure7:Distributedconditioning. 分布式空调系统：在加拿大，无论是公共建筑，还是居民住宅，通常是用电或天然气进行采暖，全年供应热水。经过多年的应用研究和产品开发，现在这方面的技术已相当成熟，设备热效力高，种类齐全，质量可靠，管理手段先进4。在现有的应对严寒气候的分布式空调系统，通常是将压缩机放置与地下或是屋顶（图7）。建筑中的每一用户都要对使用的空调系统付费。 2.5节能理念 加拿大是一个地大人稀、资源和能源十分丰富、经济发达、人们生活水平高的国家，从国家到地方、从政府到居民都有很强的节能意识。加拿大政府在建筑节能方面，有一套严格的行政立法和技术法规。有兼顾国家、
17、房产主和住户三者利益的经济激励政策；有具体的节能规划和目标；从房屋建筑设计、施工、材料、设备等各个环节大力进行建筑节能的科学研究和推广应用工作，从而取得了显著的节能效果。对于现有的加拿大人来说，节能理念其实也就成了一种生活态度4。 主要原因是是他们认为的，也就是传统意义上的经济和社会的可持续发展：为子孙后代负责，必须合理利用和节约能源；还有就是为了减少对大气环境的污染，保证生活质量和健康水平。因此，政府对社会各界人士进行节能教育，政府的节能法规和政策已变成了全民的节能意识和行为。 3结论及建议 在严寒地区建筑保温技术中，要注意以下两点： 1）建筑冷热桥问题：结构工程师和能源工程师普遍认为减少建
18、筑外界对于建筑围护结构的热桥影响是建筑保温的关键。热桥对外墙的影响范围大约在热桥边界向外100mm左右。当热桥与墙体传热系数的相差较大时（大于2倍以上），热桥厚度的增大不会明显减少热桥的热损失。也就是说希望用增加热桥厚度来增加热桥处的热阻，从而减少热桥部位热损失的做法是不行的。建筑外保温是减少热桥散热的根本方法，在热桥部位以及热桥边沿外延l00mm采用聚苯板增厚25mm。再配合不同厚度的保温材料，进行建筑整体外保温6。 2）建筑防火：对于建筑的防火而言，有关专家认为，虽然石膏板及不燃内包层/涂层以及建筑围护结构的气密性有助于抑制火灾蔓延。但是，在建筑围护结构中使用泡沫材料确实会导致人们对于建筑
19、防火的担忧。聚苯乙烯泡沫塑料虽属易燃材料，但水泥包覆了泡沫塑料颗粒，使该混凝土具有良好的防火性能。据有关资料介绍，聚苯乙烯泡沫混凝土在火的作用下不会发生燃烧，属不燃材料。参照我国现行建筑内部装修设计防火规范（xxxx-95）及建筑材料燃烧性能分级方法）（GB8624-88），聚苯乙烯泡沫混凝土为难燃材料3。 为了更好的理解加拿大建筑的保温节能特点并且应用到实际工程中，笔者对于该种建筑保温技术进行了分析和思考： 1）因地制宜，针对不同的地区，在保证建筑结构安全的前提下，使用建筑节能技术，如：在大型的建筑厂房中的屋面设置光导系统，减轻建筑照明用电；使用符合国家建筑节能标准的可靠的新型建筑材料，减少
20、建筑能耗等等。 2）聚苯乙烯泡沫混凝土具有质量轻、导热系数小、抗冻性高、防火、生产简单、造价较低、施工方便等特点，可满足内、外非承重墙体的要求。 3）对于北方严寒地区，做为建筑物节能的综合配套措施方案已基本成熟但作为采暖供热系统的技术路线和配套措施方案尚须作进一步深入研究和具体化，但总的目标应做到按热计量按户收费，改变目前采暖供热“吃大锅饭”的落后面貌。 4）加强对建筑的节能教育，做好了建筑结构本身的节能的同时，也要让每一代人认识到建筑节能的重要性，政府机关可以开展几种形式的节能讲座，节能论坛，尤其是对当下青少年的节能教育4。在建筑设计阶段就请相关绿色建筑评价机构实行建筑节能认证，国家对于现有
21、的绿色建筑有相应的鼓励政策。目前，关于建筑的认证被国内业界专家普遍接受的一般有：美国的LEED认证和国内的绿色建筑认证。 4参考文献 1JosephW.Lstiburek,Ph.D.,P.Eng.High-RiseIgloosJ.ASHRAEJournal,April2009.(6):568-573. 2涂逢祥.英国、加拿大建筑节能技术J.建筑技术.（2） 3郑秀华，葛勇，于纪寿，等.聚苯乙烯泡沫混凝土的开发与应用J.房材与应用.（0） 4黎海南.加拿大建筑节能概况及体会J.甘肃科技.（5）. 5周燕，闫成文，姚健，等.居住建筑外窗气密性对建筑能耗的影响J.宁波大学学报（理工版）.（0） 6张淑红.热桥对寒区砌体结构建筑节能效果影响J.低温建筑技术.（9）. 7王元清.钢结构在低温下脆性破坏的研究J.低温建筑技术.（9） 8张艳威，赵锐锋.建筑节能保温技术在工程中的应用实例J.四川建材.(1). 9游艳敏.浅析建筑外墙保温技术J.工程与建设.(0). 10李振义，赵明侃.浅析建筑外墙保温技术的利与弊J.建设科技.(9). 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。 第 13 页 共 13 页