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:針對我國東北嚴寒地區(qū)的氣候條件，分析了東北民宅建筑的耗能情況，總結(jié)了目前針對東北建筑特點提出的主要民宅建筑節(jié)能技術(shù)，為綠色建筑的設(shè)計研究提供了參考。
關(guān)鍵詞:東北地區(qū)，建筑節(jié)能，外圍護結(jié)構(gòu)，節(jié)能材料
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人口的逐漸增長，民宅建筑的數(shù)量與體量也在不斷的增大。但是我國的建筑節(jié)能效率與發(fā)達國家相比仍然有較大的差距，因此為促進兩型社會的發(fā)展，解決我國建筑節(jié)能的問題尤為重要。我國東北地區(qū)地處嚴寒，在冬季的溫度長期處于－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)的增長率較大，耗電量也較多。因此解決東北嚴寒地區(qū)的民宅建筑耗能問題十分有必要，對于東北嚴寒地區(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，同時利用可再生能源也是較好的節(jié)能方法。
1能耗分析
我國東北地區(qū)的民宅建筑能耗較大，主要部分是由于天氣嚴寒，民宅建筑與外界環(huán)境進行熱交換所產(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、家用電器以及對建筑舒適度的要求。住宅建筑的建筑面積對于建筑耗能有直接的影響。建筑表面積越大，就會與外界環(huán)境引起越大的熱交換，會產(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方面:對于住宅內(nèi)部的舒適溫度的要求以及對于住宅內(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外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能措施
民宅建筑的外圍護結(jié)構(gòu)主要包括外墻，屋頂，門和窗。我國東北地區(qū)由于其氣候嚴寒，大部分能耗產(chǎn)生于建筑自身的散熱，因此對其民宅建筑外圍護結(jié)構(gòu)進行節(jié)能設(shè)計是建筑節(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行節(jié)能。屋頂?shù)谋毓?jié)能措施也是外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能重點，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設(shè)計較薄，因此需要有較好的節(jié)能設(shè)計以達到保溫效果。我國東北地區(qū)南方獲取的太陽能較大，北方窗戶由于獲取太陽能較小會產(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到節(jié)能效果;由于北方天氣嚴寒，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關(guān)，因此門對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戶門的`材料，實木門的保溫效果較金屬門要好。同時可以在進門處隔離出一小塊空間當作空氣閘或者設(shè)置一個封閉玄關(guān)以避免開門時候外界冷空氣的直接侵入。
2．2相變儲能材料的利用
相變儲能材料可以將多余或者不用的能量儲存起來，在需要時候再釋放出來，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能材料，可以充分利用太陽能等能量，降低住宅內(nèi)部的能源消耗，進而可以提高屋內(nèi)溫度，提升住戶的居住舒適度。相變儲能材料在民宅建筑中的應(yīng)用主要分為兩類，一種是將相變儲能材料用于建筑圍護結(jié)構(gòu)，建筑成為相變儲能圍護結(jié)構(gòu)，可以調(diào)控住宅的溫度;另一種是將相變儲能材料與混凝土材料結(jié)合，制作出相變儲能混凝土，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
利用可再生能源實現(xiàn)建筑節(jié)能是國內(nèi)外的研究熱點，通過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能、風(fēng)能以及地?zé)崮堋Ｆ渲鞋F(xiàn)在在北方地區(qū)常用的民宅建筑太陽能三聯(lián)供系統(tǒng)就是充分利用了太陽能以及地?zé)崮?。三?lián)供系統(tǒng)利用太陽能集熱器加熱水并存儲在熱水箱，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)冷熱泵機產(chǎn)生了低溫水儲存在膨脹水箱中用于制冷，同時，三聯(lián)供系統(tǒng)采用了低溫?zé)崴匕宓臒彷椛溥M行采暖。
3結(jié)語
東北地區(qū)民宅建筑耗能較大，隨著現(xiàn)代兩型社會發(fā)展的逐漸推進，民宅建筑節(jié)能越發(fā)受到重視。對東北民宅建筑進行節(jié)能設(shè)計主要應(yīng)該對民宅建筑外圍護結(jié)構(gòu)進行節(jié)能設(shè)計，以減少能源消耗，同時采用相變儲能材料進行建筑保溫處理，在民宅建筑中引進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
參考文獻:
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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，需要針對外窗能耗大問題進行研究，采取合理的節(jié)能技術(shù)進行優(yōu)化，在保證其基礎(chǔ)功能不受影響的同時，將能耗降到最低。在對建筑門窗節(jié)能技術(shù)進行研究時，需要了解其結(jié)構(gòu)特點，從多個方面進行分析，爭取不斷提高節(jié)能效果，本文對此方面內(nèi)容進行了簡要分析。
關(guān)鍵詞：民用建筑；門窗；節(jié)能設(shè)計
對民用建筑外圍護結(jié)構(gòu)進行分析，其中門窗將結(jié)構(gòu)的熱工性能最差，在服務(wù)過程中會產(chǎn)生較大的損耗，對室內(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)角度對門窗結(jié)構(gòu)能耗特點進行分析，并選擇合適的方法對其設(shè)計方案進行優(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)能耗特點分析
門窗是建筑工程外圍護結(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，主要是通過門窗玻璃、窗格、窗框、縫隙、窗洞口熱橋等部位與太陽輻射以及周圍環(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，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率[2]。但是此種玻璃同時也會阻擋室內(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，目前市場上玻璃多種多樣，在選擇時需要根據(jù)工程所在地氣候特點來確定。（1）著色玻璃?？梢杂行战t外線，通過太陽光熱量來調(diào)節(jié)時能溫度，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率，可以實現(xiàn)室內(nèi)熱射線的反射。常用的有低輻射鍍膜玻璃與陽光控制鍍膜玻璃兩種，一種對遠紅外線具有較高的透過率，可以有效遮擋室內(nèi)熱射線；一種具有良好的隔熱性能，可以有效阻隔太陽輻射進入室內(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，在選擇時需要結(jié)合實際需求來確定。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，但同時也具有易腐蝕、強度低、易變性等缺點，一般主要被用于臨時性彩鋼房建設(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)能方面來說，并不具備更多優(yōu)勢。斷熱鋁合金在具有強度高的特點同時，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。
2.1.2提高門窗氣密性
氣密性即門窗閉合狀態(tài)時，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，在對民用建筑門窗節(jié)能設(shè)計時，可以采取提高門窗氣密性的方法，來達到降低損耗的目的'。就實際施工經(jīng)驗分析，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行密封，但是要保證其與門窗框型材斷面尺寸相匹配。而對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，對洞口進行密封處理。
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?shù)脑黾咏ㄖT窗玻璃層數(shù)，選擇用2層或者3層玻璃，通過玻璃之間的密閉空氣間層，來提高門窗結(jié)構(gòu)的熱絕緣系數(shù)，降低窗戶熱傳系數(shù)。
2.1.4窗口遮陽技術(shù)
可以采用窗口遮陽技術(shù)來降低室內(nèi)熱量損耗，可以利用綠化或者建筑構(gòu)件來達到目的，條件允許的可以設(shè)置雨篷、外廊等。對于地處寒冷地區(qū)的民用建筑，應(yīng)設(shè)置便于控制與維護的活動外這樣裝置，如外置活動百葉遮陽簾；地處冬暖地區(qū)的民用建筑，則應(yīng)設(shè)置固定外遮陽設(shè)置，如固定遮陽板。
3結(jié)語
以降低民用建筑門窗能耗為目的，在進行方案設(shè)計前，需要結(jié)合建筑門窗結(jié)構(gòu)特點進行分析，掌握其能耗要點，選擇從不同方面進行分析，結(jié)合以往施工經(jīng)驗，來選擇合適的施工材料與設(shè)計方法，爭取不斷提高門窗結(jié)構(gòu)建設(shè)效果，在保證其基礎(chǔ)功能的前提下，降低運行能耗。
參考文獻：
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