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      民用建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計中的問題分析

      2021-09-22 02:14:49張洋
      科技研究 2021年22期
      關(guān)鍵詞:圍護結(jié)構(gòu)

      張洋

      摘要:以建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計作為研究對象,首先指出了圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的基本要求和原則,然后又具體從外墻保溫、屋面保溫以及門窗保溫、熱橋保溫等方面探討了如何運用圍護結(jié)構(gòu)提升節(jié)能效果。

      關(guān)鍵詞:民用建筑節(jié)能;圍護結(jié)構(gòu);優(yōu)化運用

      為了響應(yīng)我國節(jié)能減排的相關(guān)要求,從20世紀80年代至今,建筑節(jié)能設(shè)計逐步得到推廣及普及,建筑圍護結(jié)構(gòu)作為建筑的“外衣”,對建筑能耗影響巨大。在建筑節(jié)能設(shè)計中,圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計成為重要手段。為了更好地提升圍護結(jié)構(gòu)在建筑節(jié)能中的作用,除了要重點做好相關(guān)圍護結(jié)構(gòu)保溫材料的選擇外,還需充分考慮到圍護結(jié)構(gòu)的整體性和綜合性,避免因某一環(huán)的薄弱帶來突出的能耗損失問題。

      1.低能耗建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)置要求

      1.1節(jié)能降耗

      建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的最終目的就是節(jié)能降耗。針對建筑中的所有圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)該進行深入全面分析,把握圍護結(jié)構(gòu)各部位和建筑能耗的關(guān)聯(lián),以便圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計有針對性并發(fā)揮最大效果。當(dāng)圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計還需充分考慮到以往建筑物在使用過程中存在的明顯節(jié)能問題和痛點,將這些問題和缺陷作為重要關(guān)注點,同時探求利用新型保溫材料和構(gòu)造,實現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo),有效降低建筑物在服役期內(nèi)的能耗使用,同時提高使用舒適度。

      1.2堅固安全

      建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計必須考慮自身的堅固性和可靠性,確保所有圍護結(jié)構(gòu)保溫材料可在后續(xù)建筑物長期應(yīng)用中具備穩(wěn)定的服務(wù)價值。圍護結(jié)構(gòu)處于建筑物外側(cè),面臨著較為繁雜的侵害因素,無論是惡劣天氣帶來的侵蝕影響,還是可能存在的人為因素影響,都可能導(dǎo)致圍護結(jié)構(gòu)受損嚴重。一旦圍護結(jié)構(gòu)受損,不僅難以保證節(jié)能效果,往往還會帶來嚴重的安全隱患,如近年來頻頻發(fā)生的外墻外保溫板脫落、保溫材料著火等事件。因此,建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計須滿足堅固安全的要求,要在保證安全的前提下實現(xiàn)節(jié)能增效。

      1.3綜合適宜

      建筑節(jié)能的實現(xiàn)包括設(shè)計和施工、墻體材料、門窗系統(tǒng)、空氣交換、建筑密封、可再生能源利用等多個因素。建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計要綜合考慮各個因素,用綜合集成的思路指導(dǎo)設(shè)計,以項目自身的特點為出發(fā)點,整體考慮如何降低建筑能耗。整個圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計要有針對性,要避免短板,也要避免過于拔高局部保溫性能。同時,良好的施工是節(jié)能設(shè)計能正常發(fā)揮節(jié)能效果的關(guān)鍵,設(shè)計時也要充分考慮施工因素。

      2.民用建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計中應(yīng)該注意的問題

      2.1建筑體形的確定

      表面凹凸過多會增大建筑外表面與室外空氣直接接觸的表面積,增大體形系數(shù),增大建筑能耗,對建筑節(jié)能十分不利。設(shè)計中應(yīng)盡量選擇簡潔規(guī)整凹凸變化小的建筑外形,減少錯層、懸挑、架空結(jié)構(gòu),注意控制建筑外形尺寸比例,避免高寬比、長細比過大增大建筑體形系數(shù)。

      2.2建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能方案的選擇

      建筑外墻保溫分為外保溫、內(nèi)保溫、復(fù)合保溫三種。鑒于現(xiàn)階段建筑保溫材料、施工技術(shù)、建筑功能要求、后期維護及投資費用等多方面因素綜合考慮,一般優(yōu)先選用外墻外保溫系統(tǒng)。對于屋面,一般選用屋面板板頂保溫系統(tǒng)。有特殊要求的建筑、特殊要求的房間或房間的特殊部位可選用內(nèi)保溫或復(fù)合保溫系統(tǒng)。

      2.3保溫材料的選擇

      選擇保溫材料應(yīng)綜合考慮各種因素。材料的保溫性能、燃燒性能、物理性能應(yīng)滿足設(shè)計要求,除此之外,當(dāng)?shù)厥┕に?、供材能力、材料價格也是必須考慮的因素。材料必須滿足現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》要求,同時應(yīng)為后期運行維護管理提供方便?,F(xiàn)階段,保溫材料種類很多,其性能指標(biāo)各異,選擇時應(yīng)根據(jù)建筑使用性能、建筑高度、防火要求、圍護結(jié)構(gòu)性能、當(dāng)?shù)貧夂蜻m應(yīng)性、供材狀況、施工水平等因素,結(jié)合保溫材料性能指標(biāo)綜合考慮,選用性價比最高的保溫材料。

      2.4按標(biāo)準要求,分朝向控制窗墻比

      適當(dāng)比例的外墻門窗洞口可以自然采光、通風(fēng)、換氣,調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣,促進室內(nèi)微循環(huán),同時外墻門窗洞口也是室內(nèi)外空氣交換的主要通道。如果門窗洞口比例過大,將會大大增加室內(nèi)外能量交換量,加大建筑能耗。即使目前保溫性能最好的窗的傳熱系數(shù)也是墻體的4倍,甚至更多,普通窗戶的傳熱系數(shù)更大,保溫性能更差。所以,在滿足室內(nèi)采光、通風(fēng)的前提下,應(yīng)盡量減少開窗面積,特別是對蓄熱不利的朝向(北向),對一些地區(qū)來說,東西向在盡量減少開窗面積的同時,還應(yīng)考慮遮陽措施。

      2.5重視周邊地面(無地下室時)及采暖地下室外墻的保溫

      周邊地面(無地下室時)及采暖地下室外墻與土壤或室外空氣直接接觸,而且一般接觸部位面積較大,是室內(nèi)外能量交換的重要通道。應(yīng)對建筑外墻周邊地面至少2.0m范圍內(nèi)地面采取保溫隔熱措施,加大周邊地面熱阻,減少熱量損失。對采暖地下室外墻與土壤或室外空氣直接接觸的部位應(yīng)采用導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫性能好,并且耐腐蝕的絕熱材料外貼隔熱。

      2.6注重冷熱橋、變形縫、外門窗洞口周邊縫隙的處理

      屋面、外墻、地下室墻體的冷熱橋部位應(yīng)設(shè)置保溫措施,使其內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)空氣露點溫度。外墻挑出陽臺、挑檐、隔板等部位都是能量傳輸敏感部位,應(yīng)加強保溫。設(shè)置變形縫的建筑,應(yīng)沿建筑外表面采用不燃保溫材料將縫隙全部封堵密實。填深不應(yīng)小于300mm,并設(shè)置防護措施進行保護,防止外力損傷及雨雪侵蝕。另外還應(yīng)特別注意保溫層接縫、轉(zhuǎn)角處的防水、防裂處理,保證節(jié)能層及其防護層連續(xù)、完整、持續(xù)有效。

      2.7做好保溫材料的表面防護

      保溫材料一般強度較低、耐火性能差、吸水率高,容易被損傷、被引燃或被雨雪侵蝕,失去保溫性能。應(yīng)按規(guī)范做好相應(yīng)部位防護,以保證保溫材料能夠按設(shè)計設(shè)定的有效壽命期內(nèi)發(fā)揮最大的效力。如保溫材料與空氣接觸的一側(cè)應(yīng)采用具有一定強度和防水放火性能的聚合物抗裂砂漿抹面,首層應(yīng)考慮防外力損傷,厚度不應(yīng)小于15mm,其他層不應(yīng)小于5mm,外部裝飾面層應(yīng)具有防水性能。屋面保溫層上下均應(yīng)設(shè)置保護層,防止施工及使用過程中損壞保溫層。

      結(jié)語

      在當(dāng)前建筑節(jié)能設(shè)計工作中,為了更好地提升節(jié)能降耗效果,注重圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計極為必要,圍護結(jié)構(gòu)的處理應(yīng)該充分考慮到外墻保溫系統(tǒng)、屋面保溫系統(tǒng)、門窗保溫系統(tǒng)和熱橋保溫優(yōu)化等方面,同時從節(jié)能設(shè)計、保溫材料及施工工藝多角度嚴格把控,以增強建筑物的整體保溫隔熱性能。

      參考文獻

      [1]公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準:GB50189—2015[S].

      [2]王瑩珺.河北省被動式超低能耗無熱橋節(jié)能設(shè)計[J].住宅科技,2019,39(10):41–44.

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