于志華 劉慶立

隨著建筑用能步伐的加快,對(duì)建筑物的節(jié)能設(shè)計(jì)顯得越來越重要。建設(shè)部頒發(fā)了寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)的強(qiáng)制節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)不僅使新建筑工程有了節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也是對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)隊(duì)伍的嚴(yán)格要求。

建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是由外墻、屋面、門窗等構(gòu)成,是控制建筑能耗的最重要因素,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)需要高效保溫隔熱外墻體系、熱橋阻斷構(gòu)造技術(shù)、高效保溫隔熱屋面技術(shù)與構(gòu)造設(shè)計(jì)和綠色屋面技術(shù)系統(tǒng)、高效門窗系統(tǒng)與構(gòu)造技術(shù)、高性能保溫隔熱玻璃技術(shù)與選用、高性能遮陽(yáng)技術(shù)系統(tǒng)。

1 建筑外墻體保溫設(shè)計(jì)

外墻體保溫宜采用外墻外保溫體系,但建筑物朝向選擇和建筑體形的變化也直接影響建筑節(jié)能設(shè)計(jì),建筑朝向的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并防止太陽(yáng)輻射,盡量避免東西向日曬;建筑體形系數(shù)越大,單位建筑面積對(duì)應(yīng)的外表面面積越大,傳熱損失就越大,但是體形系數(shù)過小將制約建筑師的創(chuàng)造性,應(yīng)權(quán)衡利弊,兼顧不同類型的建筑造型,以達(dá)到節(jié)能的目的。

外保溫系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中常見的是通過保溫板和主墻體的組合,通過計(jì)算外墻的平均傳熱系數(shù)來確定保溫板的厚度,還要考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)周邊混凝土梁、柱、剪力墻等“熱橋”的影響,在“熱橋”部位應(yīng)采取隔斷熱橋或保溫措施;在外墻變形縫縫隙處也應(yīng)該做保溫處理,以保證建筑在冬季采暖和夏季致冷時(shí),通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量不超過標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2 建筑屋面保溫設(shè)計(jì)

建筑物屋面是受陽(yáng)光直接照射的,表面溫度比其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)高得多,對(duì)此必須考慮屋面隔熱保溫措施,對(duì)于屋面的保溫措施有傳統(tǒng)的鋪設(shè)保溫板屋面、倒置式屋面、種植屋面、蓄水屋面,根據(jù)屋面的傳熱系數(shù)來確定保溫板的厚度;所謂倒置式屋面就是將傳統(tǒng)屋面的保溫層和防水層顛倒放置,將保溫層放在防水層的上面,這種做法可以免去在保溫層下面做隔汽層而且也有效的保護(hù)了防水層,延長(zhǎng)了防水層的使用壽命;種植屋面除了可以增加城市綠化面積、美化城市、改善城市氣候環(huán)境外,還可以降低建筑能耗、減少溫室氣體排放,種植層、蓄水層、排水層等做法的增加有效的降低了傳熱系數(shù),在夏季可以大量的節(jié)省空調(diào)用電,這種做法對(duì)防水做法要求很高,對(duì)植被種類也有限制,對(duì)于屋面的荷載也有所增加,但從節(jié)能角度分析,綠化屋面是有利于城市和居民的綜合性好事,應(yīng)積極推廣;蓄水屋面就是利用水蒸發(fā)時(shí)帶走大量的熱量,大量消耗曬到屋面的太陽(yáng)熱能,這樣就能有效的降低屋面溫度,改善屋面熱工性能,蓄水屋面的水深大概在150 mm～200 mm左右,同種植屋面一樣,蓄水屋面對(duì)于防水做法要求很高,屋面荷載也有所增加,但應(yīng)積極推廣。

除了鋪設(shè)保溫材料做法外還可以從建筑設(shè)計(jì)角度考慮在屋頂設(shè)置通風(fēng)隔熱層或者將頂層作為設(shè)備間,形成二次隔熱減少屋面溫度的影響。

3 建筑門窗保溫設(shè)計(jì)

建筑門窗一般是薄壁的輕質(zhì)構(gòu)件,是建筑保溫、隔熱、隔聲的薄弱環(huán)節(jié),普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑冬季保溫和夏季降溫能耗的50%以上,因此門窗是改善室內(nèi)熱、光環(huán)境的重中之重,其性能直接決定著建筑節(jié)能的效果,門窗的保溫和隔熱與玻璃、門窗框的材料、構(gòu)造、氣密性息息相關(guān);推行節(jié)能建筑就必須推行中空、充氣、低輻射玻璃。常用的中空玻璃是由兩層以上玻璃將空氣層密封,其間層中充以粘度系數(shù)大而導(dǎo)熱系數(shù)小的惰性氣體,以減小間層中的對(duì)流換熱,如果中空玻璃能與 Low-E或Sun-E玻璃結(jié)合,保溫隔熱性能更突出。除了在門窗設(shè)計(jì)上有節(jié)能要求,在構(gòu)造上對(duì)門窗也有相應(yīng)的要求,門窗立口應(yīng)盡可能靠近主體外側(cè),以減少門窗框四周的“熱橋”面積,門窗洞口外側(cè)四周墻面應(yīng)進(jìn)行保溫處理,門窗上口應(yīng)設(shè)計(jì)滴水線;門窗框與墻體之間的縫隙應(yīng)采用發(fā)泡聚氨酯高效保溫材料填實(shí),其洞口周邊縫隙內(nèi)外兩側(cè)應(yīng)采用硅酮系列建筑膠密封。當(dāng)設(shè)置凸窗時(shí),凸窗挑出主體墻外皮不得大于600 mm。

夏季東向和西向外窗的太陽(yáng)輻射熱,對(duì)空調(diào)能耗影響很大,設(shè)置有效的外遮陽(yáng)設(shè)施,是空調(diào)節(jié)能的重要環(huán)節(jié),當(dāng)東西向外窗面積很小時(shí),可以不設(shè)置外遮陽(yáng)設(shè)施,外遮陽(yáng)做法通常有水平式外遮陽(yáng)、垂直式外遮陽(yáng)、擋板式外遮陽(yáng)、橫百葉擋板式外遮陽(yáng)、豎百葉擋板式外遮陽(yáng)和組合式外遮陽(yáng),有效的利用遮陽(yáng)擋板能夠有效的遮擋一部分陽(yáng)光對(duì)門窗的直射,減少太陽(yáng)輻射熱。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)建筑用能已超過全國(guó)能源消費(fèi)總量的1/4,并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上,建筑用能數(shù)量巨大,浪費(fèi)嚴(yán)重,制定并實(shí)施建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),有利于改善建筑的熱環(huán)境,提高能源利用效率,從根本上扭轉(zhuǎn)建筑用能嚴(yán)重浪費(fèi)的狀況,實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的戰(zhàn)略。貫徹有關(guān)政策和法規(guī)就需要我們從設(shè)計(jì)抓起,明確建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能給整個(gè)建筑節(jié)能帶來的影響,明確建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能做法,并有效的應(yīng)用在實(shí)際工程中,創(chuàng)作出既符合建筑學(xué)原理,又符合節(jié)能要求的優(yōu)秀建筑。