节能建筑设计论文模板(10篇)

时间:2023-02-28 15:59:02

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇节能建筑设计论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

节能建筑设计论文

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2我国可持续发展战略的需要

可持续发展战略是我国现在的经济发展所坚持的重要战略之一,可持续发展要求不仅要考虑到建筑行业现在的利益,更要兼顾到其长远利益,好的建筑节能设计一定是能够不断满足行业的长远发展需求,不能满只足于现有的利益,图一时之好而牺牲了长远利益。可持续发展原则还要考虑建筑行业的发展和能源节约的统一性,把建筑节能工作落到实处,不能让建筑节能影响建筑行业的正常发展,经济发展不能影响建筑节能,建筑节能也不能制约经济发展。

3当前建筑设计中节能的设计

3.1设计之合理选址

建筑设计首先遇到的问题就是建筑地理位置的选择,建筑的选址是一件很重要的工作,要进行充分合理的勘察检测,综合各位置的自然环境、社会环境等因素进行考虑,最后选择最优的位置。建筑的选址要考虑以下几种要素,首先是气候因素,建筑设计想要达到节能的效果,必须考虑气候因素,保证气候环境在建筑使用周期内处于持续的稳定状态,以避免由于气候环境频繁变化而消耗大量的能量。其次是环境因素,任何建筑的选址都以环境为基础,所以在建筑选址时一定要考虑好环境因素,要以不破坏环境为原则,进而能够保护环境,最终能够达到节能的目的,提高能源的利用率。

3.2设计之建筑规划和设计

规划设计是节能建筑设计的关键部分,在进行这部分设计时要充分考虑以下几个要素。首先是建筑当地的环境,包括当地的历史、风俗等,结合当地的具体情况,坚持因地制宜的原则进行建筑节能设计。其次是建筑物的形态和布局,这些因素会影响建筑的采光和通风,科学合理的设计可以保证建筑物能够获得充分的阳光、保持良好的通风,这也是居住者在购房时非常关心的问题。再次是季节因素,由于冬季太阳高度角最小,所以楼间距要根据冬季的情况进行安排,才能保证一年四季楼房最底层的住户可以见到阳光。在设计的过程中,节能建筑设计要充分考虑如何充分利用自然环境来降低能耗,提高能源的利用率。

3.3选用性价比高的节能技术

随着人们需求的增加,建筑节能设计方案已经出现了不少,如何选择性价比最高的节能技术也是我们需要探讨的问题。目前建筑行业流行的节能技术要么造价高,要么质量低,所以要权衡利弊,通过比较选择一些性价比高的节能建筑设计方案。例如可以充分利用太阳能进行发电,既能起到较好的环保效果,又能最大程度的节约能源。同时在选择建筑节能设计方案的时候要结合当地的经济发展水平,不能一刀切。

3.4建筑设计中进行合理的外部环境设计

建筑设计时,建筑外部的环境设计至关重要,因为单纯的建筑进行节能技术应用,要是外部的环境影响较大,也会直接导致节能效果的下降。因此,根据每一个建筑功能的需要,通过合理的外部环境的布局设计来完善现有的微气候环境,为建筑节能创造有力的环境。最基本的设计就是在建筑周围进行相关的绿化,改变周围的微环境,以降低噪音,阻挡风沙,净化空气,降低温度。同时可以在不破坏周边整体环境的情况下,人为进行仿自然环境的打造,例如建造人工湖等,目的也是通过改变建筑周边的微环境,降低建筑对能源的消耗,达到节能的目的。

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2为什么要低碳节能建筑

1)低碳节能建筑适应于一年四季。古老传统的建筑和自然环境完全分离,这样和外界隔离的室内环境对健康非常不利,然而节能建筑的里、外用的是有效连接,自动调节气候变化。2)低碳节能建筑消耗能量非常低。根据统计,有50%的能源是建筑在筑造与使用过程中消耗的,并且产生出34%的环境破坏物。3)建筑新的美学便是低碳节能的建筑。节能建筑可以最小程度的减少对大自然的索取,这种建筑,不仅可以让人体验新的建筑艺术,同时还可以进一步享受快乐、舒适的生活。4)从一而终的节能建筑环保理念。能建筑不同之处在原材料的开发、运输、加工和利用,一直到建筑物失去利用价值的全过程,环保和节能的理念从一而终,重点是建筑要对得起全世界全人类。

3建筑设计的低碳概念

从建筑的外观上来说,以人为本、简洁美观是低碳节能的建筑设计原则。设计出来的建筑应充分利用天然能源以使得低碳节能成为低碳建筑设计的核心,格局布置和选址的合理性,应充分体现出空间流动感和阳光感。在设计方面还要考虑这两个方面的内容:一是要足够重视低碳节能,把节能技术合理积极的运用到建筑设计上,节能的重要性要从思想上深刻体会到。二是应用能源资源和先进的科学技术也可以达到资源节约的目的,使得建筑的环境质量和整体文化品质得到明显的提升。

4低碳节能建筑设计的方法

在低碳节能的建筑设计中,低碳的设计贯穿整个的构造、设计、使用和废弃等环节,每一环节都需要全面考虑低排放、低消耗以及低污染的一系列重要问题。以下几个方面对低碳节能建筑的设计进行分析。

4.1建筑形式上的低碳节能设计

1)对于屋面的建筑方法和节能设计。最常见的屋面是蓄水和覆土种植屋面的保温隔热设计方法。它可以一定程度上缓解城市的“热岛效应”,因为它的屋面绿化和墙体垂直绿化合并使用,这样不但可以充分利用雨水、遮挡东西向的阳光以及美化建筑环境,而且蒸发的水蒸气还可以净化空气,调节屋面和室内的温度。2)墙体的结构造型和对太阳能的开发利用。建筑物节能指标的达成决定因素就是建筑物的墙体对温度的保持性能是不是完美,许多国家都在这方面进行了开发研究。整个建筑的耗能影响也要看墙体的颜色、材料以及构造方式等。

4.2低碳建筑材料的挑选

1)尽量选用合适的绿色材料。地球环境的变化以及庞大的能源耗损其中一部分原因是由于装修、建筑等材料的生产、使用等环节造成的。如今城市的房屋建筑的结构分析,大部分是用钢筋水泥为首的结构形式,水泥是能耗比较高的物质,会给环境造成严重的污染,特别是在拆除建筑废弃物时这些混凝土常常是非常难处理的。耗能低、功效高、维修与施工便捷、可以合理的对室内的环境进行有效的调节是选取内部装修所需的材料要注意的方面。2)充分利用材料。进行低碳建筑设计的过程时,要充分利用材料和资源,因此设计要节约,让资源的利用达到最优,还要加深对建筑材料特性的学习并掌握使用方法,这样才能更好的利用材料优势和特性,将它们有效的与建筑紧密相结合,做到有效的减少施工材料的浪费现象,更好的保护环境。

4.3区域的气候与建设方式的统一

资源的有效节约,减少有害气体的排放量和该地方区域气候的湿度以及降雨量等多种因素创造循环、可再生的环境系统与建筑形式的合理密不可分。窗户的采光效果反映了气候中两大基本的要素是光与热。在标准采光得以满足的条件下适当的选用较小的窗墙和隔热玻璃、铝制窗框等材料在建筑施工的过程中能够在一定程度上降低耗能和有害气体的释放量。而合理适度的选取遮阳散热方式,不仅可以让建筑表面对外界气候资源的利用率得到提升,还能为建筑内部空间给予通畅的气候回流循环的环境。

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1.1缓解能源紧张形势的需求

自我国实行改革开放政策以后,我国进入快速发展的阶段,我国的经济水平和人们生活水平显著提高。但是经济发展、人们生活水平提高建立在大量资源消耗基础上。长期以往,我国经济发展必然面临严峻的资源短缺问题,并且最终制约经济发展。而建筑领域属于高能耗行业,是我国形成资源短缺的主要原因之一。不仅建筑施工过程中需要消耗大量的资源,而且房屋建筑设计模式也影响房屋使用中的能源消耗情况。房屋建筑作为我国建筑领域的重要组成部分,做好房屋建筑的节能设计,减少房屋建筑的资源和能源消耗,可以极大地缓解我国日益严重的资源短缺与经济发展对资源需求之间的矛盾。因此,在房屋建筑设计阶段必须做好节能设计。

1.2建筑行业可持续发展的需求

在房屋建筑设计中重视节能设计是对设计人员的挑战,节能设计的要求有助于提高设计人员的设计水平,促进建筑行业优化自身结构,促进建筑行业的发展。如果在房屋设计中重视节能设计,可促使科研人员对节能技术及材料的研发力度,设计人员也会根据节能设计的要求将当前最新的节能技术以及节能材料应用于房屋设计中,提高我国建筑节能施工和设计的水平,提升我国建筑行业的可持续发展。不仅如此,房屋建筑设计中重视节能设计也是符合我国科学发展观的基本要求,有助于我国房屋建筑的全面发展。

2房屋建筑节能设计应用分析

2.1房屋屋面节能设计

做好房屋屋面是影响整个房屋建筑能耗的重要组成部分,做好屋面节能设计可以极大程度降低房屋能耗。房屋屋面的节能设计多采用质量好、强度高、吸水率低的保温材料该层的才能满足要求。保温材料的铺设方法有正铺法和倒铺法两种。一般房屋屋面的保温材料多采用正铺法,高层施工采用倒铺法。倒铺法通常使用质量轻、高轻度、低吸水率的聚苯板的保温材料在防水层上设计保温层,这种设计方式可以最大限度的发挥保温材料的保温效果,并降低防水材料受外界温度变化的影响;减少材料施工过程中的损坏,提高防水材料使用寿命以及增加防水材料的节能效果。此外,屋面节能设计采用浅色系斜坡设计方式,一是提高隔热效果及降低能耗;二是方便排水和预防屋面渗漏。

2.2门窗的节能设计

传统门窗多为单层玻璃结构,这种门窗设计方式的密实性不高,造成保温性能也不高,室内容易出现较大的温差变化,进而消耗更多的能源。房屋门窗节能设计可以采用铝合金门窗,并采用节能建材,采用中空玻璃作为密封建材增强密实性。与此同时还可以采用多片板玻璃,作分离和密封处理,使玻璃之间形成干燥的气体空间,预防水汽在外层玻璃形成雾气,提高门窗的透明度、洁净度和整体保温效果。最后,根据玻璃的保温性能以及对穿墙比例综合设计门窗大小。《民用建筑热工设计规范》GB50176-93中规定:居住建筑各朝向的窗墙面积比,北向不大于0.2;东西向不大于0.25;南向不大于0.35。只有保持科学的窗墙比例,才能最大限度提升门窗的保温效果,又节省能源。

2.3建筑遮阳系统设计

根据自然环境特点、房屋地形特点等要求,遮阳系统设计必须遵循以下四个原则。一是因地制宜的原则,处于不同经纬度的地区在温度、日照等方面存在显著的差异,导致遮阳时间长短不一。以江西省为例,江西省属于疾风性气候,夏天晴热干燥,白天日照强度大,气温高,夜间静风率高,夜间物体降温幅度小。冬季阴冷,天气阴沉,多雨天气多,日照不充足。针对将其江西地区的气温及日照特点,江西地区的房屋建筑的遮阳系统需要夏季发挥遮阳作用,冬季发挥保温作用,因而下级遮挡阳光但不能影响冬季日照。二是坚持平面布局原则。平面布局原则的目的可以防止夏季房屋受强烈的太阳辐射影响,房屋应避免东西向建设。而且在总体布局上利用建筑发挥遮阳效果,还能减少射阳配件的使用,降低成本。三是坚持朝向要求。江西地处北回归线以北,太阳高度角较小,太阳位于房屋建筑的东南和西南方向,斜射入窗,因此可采用综合式遮阳系统。四是节能要求。不同位置的遮阳系统达到的节能效果也不同。通常外遮阳系统的遮阳效果高于内遮阳系统,但是在实际设计中需要综合考虑遮阳形式与室内空间、外立面设计,使遮阳系统适合内外空间设计。另外,还需要考虑遮阳构件的材料,尽量强度更高、易清洁的遮阳构件。

2.4墙体保温设计

首先是主墙体构造,砌砖或混凝土承重墙厚度由结构受力确定,表面应平整、牢固,达到粘贴聚苯板的条件。在混凝土墙外侧表面留有预埋铁件时,要涂刷防锈材料。二是檐口构造。檐沟是外墙和屋面交接部位,屋面排水与挑檐屋面做法类似。要求屋顶保温层搭过墙身,与外墙的保温层橡胶,预防房屋顶棚四角出现结露问题。三是勒脚和首层的设计。该层需要额外增加一层纤维,并使用玻璃纤维增强底边。

篇4

2.节能与维护结构设计

无论是夏天隔绝热气还是冬天采暖,在建筑维护设计中门、窗、墙、屋面等结构都具有传热和空气渗透的性能,因此需要留意以下三点:

2.1建筑墙体的节能

墙体是建筑维护的主要组成部分,其采用的材料需要具有保温性能,能够降低建筑热量的消耗。目前所有的建筑外墙的厚度都取决于本地环境因素,均符合本地节约能源的需求。然而由于建筑技术水平逐渐提高,很多建筑企业都主张采用加气混凝土砌块,虽然这种材料的导热性能较低,但是能够降低一定的墙体传热性能。

2.2屋面节能的设计

由于建筑技术水平提升,建筑工程广泛采用高效保温材料,用膨胀珍珠岩取代常用的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩,可弥补传统技术的不足。总而言之,对于屋面节能要注意以下2点:

(1)屋面的保温层要选用吸水率低的保温材料,可防止保温层吸水过多,而使得保温性能失效。使用吸水率低的保温材料,需要在屋面上设置排气孔来将保温层中难以排出的水分排净。

(2)屋面的保温层需要选用密度小、导热系数低的保温材料,这种保温芯板实施简易,价格便宜,能够降低环境的污染。保温芯板是柔性制品,无论是平面屋面还是曲面屋面,都适用的,在建筑工程的保温性能更为显著。

2.3门窗节能设计

外门窗是房屋能源资源消耗量最大的部分,其消耗量占房屋总能源资源消耗量的百分之四十,因此在确保日照、通风和景观的条件下要减少房屋外门窗的面积,提高房屋外门窗的气密性,加强保温性能,降低空气渗透性能,这可使得外门窗的传热性能降低。对外门窗设计的时候要注意以下3点:

(1)设定窗墙的比例窗墙比例指的是房屋窗户面积和房屋整体面积的比例。对于房屋朝向不相同,窗墙比例亦不会相同,朝向南方的其比例不得超过百分之三十五,朝向东西方的其比例不得超过百分之三十,朝向北方的其比例不得超过百分之二十。

(2)合理选择窗体材料在北方的窗体材料主要是塑钢和铝合金,但是木、塑料和铝合金的成本太高了,在当代的建筑广泛采用塑钢,因为其成本较为合理。能够提高窗户的节约能源的效果可采用合型的剥离。

(3)房屋外门与阳台门的设计在东北,具有保温和防盗性能的是外门和阳台门,房屋外门和阳台门都有一面夹板门,其夹板门中间放进玻璃棉或者矿棉等可视为保温层,其节约能源的性能十分好。

3.周围环境的设计与建筑节能

3.1绿化设计师基础

低碳、环保是大家一直所关注的课题,而绿化是直接有效的措施。绿化能够有效降低环境气温,特别是在夏天,不仅可以提供遮阴纳凉的地方,还可以防止阳光照射地面、建筑物墙面的照射。通过多次试验,夏天树林或者草皮的温度要明显低于普通地面温度2-3度。在12点到15点的升温时间段,周围绿化比较好的社区房间内温度明显要低于绿化较差的。不同的建筑绿化区格局布置的方式对节能的情况也有所差异,特别是顶部和墙体绿化对室内温度有很直接的效果。在树木种类的选择上来,高大的乔木会降温效果较为显著,与灌木组成有足够量的绿化带,提高居住的生态环境。

3.2建筑外部的遮阳设计

建筑外绿化,能避免阳光直接照射到室内,能够防止部分阳光辐射到建筑外墙,对室内降温有很大帮助,从而实现节能的目标。在实际操作中,要科学地设计外遮阳方式。设计与建筑物的朝向有着相当直接的关系。以窗户为例,花格还是比较好的遮阳方式,同时还有窗帘、挡板等多种方式,对于建筑物的外墙和屋面的降温,同样可以采用栅格、瓷面反射、绿化这些相对有效的措施,除此之外,遮阳板的布置要合理,以免影响室内空气流通。

3.3合理运用再生资源

从目前发展的情况来看,全球不可再生资源非常紧缺,因此,必须要对环境保护引起重视,发展和提高可再生能源的应用技术。风力、水力、太阳能都是值得发展的,只要运用得当,会有非常好的节能效果。建筑内装置“太阳能烟囱”,可实现在无风环境下的自然通风。更多的还有太阳能热水供应系统、供电系统等,都是可以高效节约能源减少污染的好办法。

4.应用建筑节能在建筑设计中的意义

在社会经济发展和城市建设发展前提下,中国当今的建筑都是高能源消耗的建筑,这不但浪费已短缺的能源资源,而且会破环和污染当今环境。以当代建筑为例,当代建筑能源消耗包括照明、空调、采暖、热水和家电等,当代建筑施工的主要根据是建筑设计,施工质量和建筑能源消耗量取决于建筑设计水平高低。为了能够满足社会发展的需求,就得应用建筑节能,在提升建筑设计的水平的同时也要确保降低建筑能源消耗量,这不仅能够降低环境污染问题发生和降低能源资源消耗量,而且能够促进当代建筑行业的发展,提升建筑行业的市场竞争力,有利于建筑企业的转型和升级,更有利于建筑行业的发展。

5.国外居住建筑节能技术应用概况

5.1美国居住建筑节能概况研究

美国推动建筑节能技术发展主要有以下2个方面:

(1)加强建筑物的热工艺性,也就是说加强建筑物围护结构的保温隔热性能,为了降低采暖和空调的能量消耗,要合理使用自然元素-太阳能等;

(2)对建筑物的能量消耗系统进行改善,并且提高能源资源的利用率。为了能够持续发展建筑节能技术,美国政府为建筑节能制订了标准,并且设立建筑节能协会,由此可见美国对建筑节能技术是十分注重的。

5.2英国居住建筑节能概况研究

从英国并不缺自然资源,为了使经济能更加长期稳定的发展,英国也很重视这方面技术的开发,英国人在设计新房子时,内部全部都是采用双层玻璃以及保温墙体,供暖也是采用双管路,每一组暖气片均安装调节阀,以使热量可以自由调节,以免浪费。该国现在比较大力度地推广被动式太阳房技术,这种技术可以很好地利用太阳能来实现节能目的。

5.3澳大利亚居住建筑节能概况的研究

澳大利亚虽然具有特殊的地理环境,当地的气候全年都很温和,但是当地的居民仍然非常注重建筑的节能。他们极为提倡在设计楼宇时尽可能地利用自然的通风采光,采用调光板等方式来增强室内的自然光线,提高居室的舒适性。而且当地比较明显的特点是,在澳大利亚的大街上行走,古朴的特色突显出了这些建筑物的耐用性较强!所以,该地区的建筑物都比较稀,而且宽敞,这也是节能的一种表现。由于新建筑增加的速率比较低,相关的材料自然就被节约下来,同时这些老也继承了一定的文化价值,利用好这些旧建筑当然要比开发新的建筑,要更节约能源。

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2住宅建筑设计中的如何运用节能措施

2.1节能建筑中的遮阳设计

笔者通过查阅大量的文献以及结合自己在节能建筑工程实践中的经验,现将节能建筑中的遮阳设计的基本形式归纳如下:

(1)水平式遮阳设计。

此形式的遮阳设计主要是遮挡从建筑窗户上方照射下来的阳光,遮挡高度角比较大,一般针对坐北朝南建筑物南向窗口的遮阳。

(2)垂直式遮阳设计。

此形式的遮阳设计主要是遮挡从窗户两侧斜射过来的阳光,通常遮挡高度角比较小,适合用于东北和西北方向的窗口的遮阳。

(3)综合式遮阳设计。

此形式的遮掩设计遮挡阳光效果比较突出,可有效地遮挡中等高度角的阳光,即建筑窗户上方和两侧斜射进来的阳光,适用于东南和西南方向的窗口阳光的照射。另外,在节能建筑遮阳设计中遮阳的设计形式还有很多,比如能调节叶片角度的百叶窗、遮阳窗帘等,可根据建筑内对阳光的需求情况灵活地调整百叶窗的角度,达到冬季能够良好采光的同时又能减少室内热量的散失。夏季可以有效地遮挡阳光的照射,起到遮阳防止室内温度上升的作用。

2.2节能建筑设计中的绿化系统植物

通过绿化系统植物在建筑本体上的合理植入可起到遮阳、滞尘降噪以及净化空气的作用。建筑节能设计人员应将其作为是发展绿色节能建筑的主导理念和思路。通过绿化植被在建筑中的有机融入,起到节能减排,降低能耗的问题。绿化系统一般分为三种方式,即屋顶绿化方式、垂直绿化方式以及空中花园绿化方式。其中屋顶绿化方式是在屋顶构造设计时将屋顶设计为斜坡,在斜坡上种植各种绿色植物,但要在设计中计算屋面的荷载,以防屋面荷载过大造成屋面压坏。垂直绿化是指在建筑外墙种植一些诸多爬山虎之类的植物,爬山虎的藤曼顺着外墙根基爬满整个建筑外墙,可避免阳光对外墙的直接照射,还可以起到降低噪声,滞尘,改善建筑周边空气质量的功效。据有关试验结果表明:夏季有垂直绿化的宅建筑比没有垂直绿化植物的室内温度要低5℃左右,节约空调或风扇耗电量30%左右,达到显著的节能效果。空中花园绿化方式指的是利用盆栽的方式处理有限的绿化空间,增加绿化空间面积,可起到净化环境及美化环境的效果。

2.3节能建筑设计中空间空气对流设计

在节能建筑设计的平面布置时,应注意门窗位置、门窗大小以及户型的科学合理确定。充分利用空气对流及穿堂风来改善室内空气质量。利用自然风穿过建筑室内空间,空气形成对流,可降低室内气温、改善人体舒适度,具有良好的经济效益和生态效益,是主动的节能措施。需要注意的是在设计中应平衡好通风口面积,使其不但在夏季具有通风降温的效果,在冬季也能有效地起到集热效果。对于北方的北向窗户可设计的小一些,南方比较炎热的地区建筑的窗户可略微的大些。具体的窗户尺寸及朝向根据实际情况而定。

2.4景观设计在建筑中的节能应用

景观设计同建筑节能设计密切相关,将景观设计理念融合到建筑节能设计中可有效起到节能效果。景观设计是结合建筑所在区域的维度、气候、风向等特点合理配置植物,为建筑营造和谐的空间环境。在建筑节能设计中可根据建筑门窗的位置设置一些绿化带,比如种植一些乔木,通过树木形成的空气流动来改善室内通风效果,同时也能在大风天气起到防风的效果。在建筑的东西向种植一定数量的灌木或者乔木可以起到遮阳的效果,更能起到美化人居环境的功效。

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1.2节能工艺节能材料包括隔热和蓄能材料两种。隔热是通过某种方式降低物体表面热转移系数和固体导热系数,而隔热材料则是指表面热转移和固体导热系数低的材料[2]。通过运用隔热材料可以降低室内外热量传递,以达到保温和隔热的效果,将室内环境控制在适宜居住的温度。减少各种空气调节设备的使用,从而降低能源消耗。蓄热材料是指延缓日照对室内温度的影响,降低室内温度因较大室外温差而出现较大的温差,降低温度损耗,节省能源。

2房屋建筑节能设计应用分析

2.1遮阳系统设计遮阳系统设计是房屋建筑布局设计中的主要内容之一。遮阳构件的类型多样,不同部位的遮阳设计也具有很强的针对性。常见的遮阳类型有水平式、垂直式和综合式三种。水平式设计具有较大的遮挡高度角,可遮挡从门窗上方照射下来的阳光,因此水平式遮阳构件适用于南向门窗。垂直式遮阳构件的遮挡高度角低于水平式,但是垂直式可遮挡来自门窗两侧斜射而来的阳光,因而垂直式适用于东北和西南方向的门窗。综合室的综合遮阳效果较好,可以遮挡来自上下和侧面照射的阳光,多应用于东南和西南方向的门窗。遮阳系统设计需要设计人员根据房屋所处的地形地貌条件、已有房屋布局、气候条件等多个因素综合考虑,达到较好的遮阳效果[3]。以南方地区为例,南方地区纬度较低,季风性气候更加明显。季风性气候具有夏天湿热、冬季阴冷的特点。夏天气温高,日常时间长,夜间静风率高,昼夜温差小;冬季天气阴沉,雨水天气多,降水量少,日照时间短。根据南方的特点,南方房屋建筑的这样系统不仅需要在夏季发挥遮阳的效果,而且在冬季不仅不能遮阳,还要发挥保温作用。最后,房屋的遮阳系统设计还需要坚持平面布局原则。即房屋设计不能采用东西方向设计,避免房屋在夏季长时间受太阳直射导致室内温度身高。而且房屋遮阳系统设计还需要根据已有房屋布局进行合理规划设计,充分利用现有房屋建筑的带来的遮阳效果,减少额外增加遮阳构件,降低房屋建筑工程的成本。

2.2外墙保温设计我国房屋结构热损耗较大是我国房屋建筑节能设计存在主要问题之一,而外墙又是房屋建筑的主要部分,因而做好外墙的保温设计对提升整个房屋建筑的节能性能有重要的作用。传统外墙保温设计方式多使用保温隔热性能好的外墙体建筑材料。而且房屋建筑外墙保温设计可以应用于已有房屋建筑,而且可以不改变原有建筑的基本形式。保温涂料和轻型保温板是常用的外墙保温材料,但是随着技术大发展,更加高效的绝热材料以及更加完善的隔热施工技术也在不断推广。如聚氨酯保温材料及其施工技术,经过大量的施工实践证明,聚氨酯保温材料的保节能性能高于65%,其保温性能高于传统保温体系[4]。对于部分对外形有重点要求的房屋建筑,可采用保温材料以及保温施工技术相结合的方式,通过对原有外墙体结构的保温加固处理,再采用各种外墙保温材料辅助保温,并配合相应的保温门窗,从整体上提升建筑的外墙保温效果。

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对于高层建筑设计来说,首先要考虑到的就是优化建筑位置和朝向设计。建筑位置方面主要是针对高层建筑对城市环境的影响,朝向设计方面主要考虑的还是光照的问题,因为阳光是一种很好的能源材料,有效的加以利用,完全可以满足一部分取暖需要。但是就目前的资料来看,每年接收的能量高达60多亿千瓦,如果不能够很好地利用这一部分的资源,从某种程度来说这无异于是最大的浪费。阳光不仅是一项有效的清洁能源,还有益于人的身体健康,对于城市高层建筑节能设计来说,有着重要的意义。在一些比较寒冷的地区进行城市规划的时候应该遵循日照的原理,合理的确定建筑朝向和位置问题,尽可能地使每栋建筑都能够最大限度地接受太阳辐射。所以说,建筑的方位和节能有着非常大的关系,不同的季节、不同的朝向的建筑物所得到的太阳辐射也是不同的,其损失也是不一样的;应该在确定建筑方位的时候考虑环境因素,更好地确定日照时间,同时要把建筑南向开窗面积设计的尽可能大,满足采光的同时,保证建筑能够更好地吸收阳光,保持室内舒适的环境。

1.2高层建筑门窗保温隔热问题

门窗的保温隔热问题,在建筑围护结构当中,和屋面、墙体相比较来说,门窗的保温隔热能力一般还不是很高,在实际的设计中可以通过增加窗户玻璃层数、窗板等一系列方式加以改进。除此之外,还要保证墙体的保温隔热,在高层建筑当中墙体是护的主体结构。就目前我国多年以来墙体建筑来说,都是采用单一的材料,比如说加气混凝土墙体或者是空心砌块墙体等。但是因为最近几年对于建筑节能的需求程度越来越高,其单一的材料导热系数变得越来越大,一般为高效保温材料的30倍以上,完全不能够满足隔热的要求;所以要采用承重材料和高效的保温材料组成复合的墙体,其优势就在于能够保证墙体不会过重,还能够保证承受一定的重量,保证其保温效果良好,所以一般发达国家都会采取这样的方式。如果我国想要达到节能的指标,就应该采用复合墙体,切实做好外墙保温的工作。采用外墙保温技术,是因为保温层置于建筑物围护结构的外侧,在一定程度上缓冲了季节变化而导致结构变形所产生的问题,其避免了霜冻、雨水、暴雪等循环性的破坏问题,减少了一些大气污染和有害气体的侵蚀。研究表明,墙体和屋面保温隔热材料选取很重要,只要选择恰当,厚度在合理的范围之内,其外保温就可以防止和减少墙体和屋面的温度变形现象,在一定程度上可以有效的消除常见的裂缝问题,不但提高了主体结构的使用寿命,同时还减少了长期维修的费用。合理的外保温做法改变了墙体潮湿的情况。通常情况下,内保温应该设定一定的隔汽层,然而在采用外保温的时候,因为蒸汽渗透性高的主体结构材料往往在保温层的内侧,所以要合理选择保温材料,墙体内部才不会出现冷凝的现象,而且不需要设立一定的隔汽层;其结构层的整个墙身的温度都会提高,从而降低了它的含温量,所以说改善墙体的保温性能是非常重要的。

1.3保温墙体保持室内温度平稳

在一定程度上保持室温的稳定,对于家里有老人或者孩子的家庭来说非常重要,如果室内的温差过大,就会导致老人和孩子生病。利用保温墙体,因为其蓄热能量较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用的时候,其室内温度会上升或者出现下降的现象,墙体的结构层能够在一定程度上吸收热量或者是释放热量,很好地控制了室内温度的变化,所以才会出现有利于保持室内恒温的现象。另外一点就是这种节能技术有利于对旧建筑物进行改造,在一定程度上会满足节能的需求,所以对旧房进行节能改造,已经是政府计划之内的事情了,但是和室内的保温相比较来说,采用外保温的方式对旧建筑物进行改造,能够节约成本,而且可以避免拆迁的现象,不影响居民的正常生活。

2屋面保温隔热的设计

从屋面角度进行分析,其保温节能设计也是非常重要的。屋面是结构中的一个重要组成部分,对于这方面的设计也是非常必要的。据材料统计,目前大多数采用的都是倒置式的屋面,将传统的屋面构造中的防水层和保温层进行颠倒,并且将防水层放置到了保温层的下面从而来提高屋面保温隔热的性能。这对于提高抵抗夏季外热作用的能力显得特别重要,在一定程度上减少了空调耗能问题,而且近年来南方的一些城市也采用了城市建筑实行屋面绿化,从而降低建筑消耗。

3采暖系统的节能设计

对于城市采暖系统的节能设计可以从几个方面说起,首先其有一定的优势,就是因为城市供暖事项、城市集中供暖制度和区域供暖制度,在一定程度上能够提高其热效率。其次在管网系统当中,要设立相对应的平衡阀,这样能够使得管网系统起到一个平衡的作用,和没有安装平衡阀的不平衡系统比较来说,在这种情况下,降低室内供暖区域的平均温度,可以从一定程度上节约能源。

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屋顶是建筑物护结构中发挥室内外温差传热的重要部分。只有提高屋面的保温隔热性能,才能提高抵抗夏季室外的外热作用的能力。建筑节能屋面主要包括:倒置式屋面、屋面绿化、蓄水屋面和色坡屋面。其中,倒置式屋面是将传统屋面构造中的保温层和防水层颠倒,保温层放在隔水层的上面。屋面绿化可以大幅度地降低建筑物的能量消耗,减少温室气体的排放,增加城市的绿地面积,改善城市的“热岛效应”。蓄水层面的主要功能是利用水蒸发吸热的特点,消耗水层中的热量,从而降低屋面的传热量和屋面温度。色坡屋面是目前最常用的一种屋面。因为现在大多数的建筑物都采用平屋顶,在太阳辐射最强的正午,太阳光线对于坡面是斜射的,但是在平屋顶上是直射的,采用非金属淡色坡面反射太阳光达到了65%,这样可以节约25%的能源消耗。

1.2优化护围结构墙体设计

高层建筑的护墙体耗能量较大,占整个建筑物的25%,建筑物的体型变化和耗能成正比,体型越大,耗能越多。因此在国外,一般圆塔形的建筑物比较多,比如美国洛杉矶的好运饭店,法国戴高乐机场的候机楼。因为在面积同样的情况下,圆的周长最短,这样就减少了建筑物外露的面积。因此,高层建筑物的体型变化应该简单。首先,外墙是高层建筑的围护结构中最重要的部分,围护结构采用的是填充材料。其次,为了减轻建筑物的压力,提高保温效能和隔热效果,采用轻质高效的保温材料。最后,围护结构的材料分别放在内侧和外侧,因此在气温比较低的地区,应该把保温层设置在外侧,可以减少墙体内产生的冷凝水。

1.3优化门窗节能设计

外门窗是住宅区散热性能最差的部位,其耗能占到总耗能的70%,在其中传热损失为30%,冷风渗透为30%。所以在保证室内通风,温暖和美观的前提下,应该减少住宅区的外门窗洞口的面积,保证外门窗的封闭性,有效防止冷风的渗透,只有这样,才能提高外门窗的保温效果。应该从以下几个方面减少外门窗的传热量:(1)把住宅的窗墙比例控制在一个合理的范围内。住宅的窗墙比是窗户洞口面积与房间立面单元面积(即建筑层高与开间定位线围成的面积)之比。(2)保证住宅区外窗的封闭性,减少冷空气的渗透。可以使用泡沫塑料密封条进行密封,也可以采用质量较好、密封性能很好的门窗材料。在门框和墙体之间的缝隙间,采用弹性的松软型材料、弹性密封的材料,比如密封膏。在门框和窗扇之间的密封,可以采用橡胶和泡沫密封条,回风槽等。采用各种弹性的压条完成扇和玻璃之间的密封。

(3)提高住宅区门窗的保温性能。在户门和阳台门的设计上,应该考虑到防火和防盗的要求,在门里填充填充聚苯乙烯板或岩棉板等绝热性能比较好的材料,最好选用钢塑复合窗和塑料窗,这样可以避免金属窗产生的冷桥,也可以采用双玻璃和三玻璃。中空玻璃、镀膜玻璃、低辐射的玻璃都可以有效提高门窗的封闭性。

1.4优化太阳能与建筑物一体化

随着城市经济建设的加快和人们生活水平的提高,城市花园住宅成了居民共同的追求,为了应对严重的能源危机和环境污染,需要大力开发和利用清洁能源,而太阳能就是最好的清洁能源,促进太阳能产品在城市花园住宅区的应用不仅可以实现住宅建筑节能设计的目标,也可以促进未来住宅全部太阳能化。随着太阳能在现代建筑中应用越来越广泛,消费者不仅要求太阳能的节能性,还要求建筑物的美观。太阳能与建筑一体化就是将太阳能设施和建筑物结合起来,利用太阳能集热器,突破传统的屋顶覆盖层的屋顶保温层,不仅可以达到屋顶建筑的简单美观,还可以减低建筑施工的成本。

篇9

一、国际能源危机加剧

1、能源储量减少,石油仅供开采41年

目前,石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上,其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示,世界石油总储量为1.15万亿桶,仅供生产41年;全球天然气储量为176万亿立方米,仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明,全球煤炭埋藏量10316亿吨,可开采231年;核反应原料铀已探明储量436万吨,可供72年使用(海水中的铀可供使用1万年,利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年);利用热核反应,海水中的锂能源可开采年限为1600万年。可见,全世界最为依赖的能源——石油与天然气,在21世纪的前半,就将日趋枯竭。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰,2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%%.而从2050年开始,核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升,达到总能源消费的1/3,热核能源将达到总能源消费的1/4.

因此,在世界能源供给结构转轨的大趋势下,不考虑建筑节能而建造的房屋,终有一日会因为没有能源可用,终被社会淘汰。呼吁建筑节能,很重要的一点就在于减少使用石油、天然气等不可再生资源,通过科学合理的建筑节能措施,采用可再生新能源,使建筑可持续发展。

2、能源需求不断增加,价格无法下降

根据美国能源部能源资讯署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”,1999—2020年全球能源消费形势如下:

全球能源总消费量将增加60%,其中亚洲及南美州发展我国家将增长1倍(每年增长4%,相比发达国家每年增长1.3%)。

石油:石油预计增长59%(年增长率为2.2%)。此外,石油将维持占全球能源总消费量40%以上的比例。

天然气:争议较小的天然气将是需求增长最快的能源,预计增长一倍。天然气占全球能源消费量比重也将由23%升至28%.

煤:由于空气污染及二氧化碳排放等问题,煤炭占全球能源总消费量的比重将由22%降至20%.

核能:在政治问题影响下,全球核能发展情势尚难确定,但保守估计全球核能消费量将比现在略为增长。

可再生能源(包含大水力):预估将增长53%.但由于现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定,所以占全球能源总消费量的比重将由9%下降到8%.不过预计更远的未来,随着技术的进步,比重将上升较快。

以上预测在2004年阿拉伯石油输出国的12月月报中已经得到体现,它指出截止到2020年,世界石油需求量将以年平均1.7%至2%的速度增长,日需求量逐渐从目前的8200万桶到近1.07亿桶。

可见,由于核能与可再生能源的替代性迟迟无法实现,石油、天然气的需求量仍会不断增加,但能源储量是有限的,这种供需关系导致了石油、天然气等能源价格不会下降。

同时,恐怖活动增加了石油以天然气运输风险及成本。自美国发生“9.11”恐怖攻击事件后,全球恐怖活动升温,而保护措施较为不足的石油及天然气供应等能源基础设施成为攻击目标的可能性提高。例如2001年10月斯里兰卡一艘油轮遭受其境内恐怖组织攻击;2002年10月法国油轮在叶门遭受不明攻击;……各国为了预防恐怖攻击,正大兴土木加强能源设施的保护工作,而随着防范设施、人力及保险费用的增加,能源使用价格也面临逐渐上涨的压力。

面临能源价格,尤其是天然气价格逐步上涨,居高不下,很多高耗能建筑开始出现因承担不起昂贵的能源维持费用而被迫停用,或者售价、租金一降再降的现象。因此,建筑尤其是高层住宅与办公楼、大型共建正面临着一场新的革命,建筑节能节能势在必行。

3、美国企图掌控全球石油供给,强力遏制我国、欧洲的发展

许多石油生产地区,尤其是中东地区,由于拥有全世界2/3油藏,一直存在政治、外交及军事的动乱。在近期较大规模的战争有1980年两伊战争、1990年波斯湾战争、1994年俄国出兵车臣、2001年阿富汗战争和2004年的美伊战争,而其他小型区域冲突也非常多,都是围绕着石油资源而展开的。每次争夺石油资源引发的动荡,使众多石油进口国家经济发展及能源安全受到威胁,牵动整个世界的经济。从这个意义上说,哪个国家能掌握全球的石油、天然气能源,就如同握紧全球经济命脉。

因此,美国攻打伊拉克,拿伊拉克石油做文章,不仅是要赚回为之付出的巨额战争费用,还要建立起有利于美国的世界石油市场“新秩序”:一来拉低美元汇率、弥补贸易逆差、打压欧元;二来美国可以时时掌控我国、俄罗斯、印度等国家石油进口价格与能源供给量,遏制这些国家的经济腾飞。

面临美国今后可能采取的能源阻扰政策,我国除了争取更多的与石油出口国的贸易协议外,能源节约是最关键的一步。

二、我国所面临的能源挑战

1、人均储量少,先天不足,但能耗效率却低。

我国能源总量丰富,但人均能源可采储量远低于世界平均水平。2000年人均石油可采储量只有2.6吨,人均天然气可采储量1074立方米,人均煤炭可采储量90吨,分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上,2004年,人均石油最终可采储量居世界第41位。因此,一旦平均到个人消费量,我国能源并非地大物博,实际上存在先天不足的弱势。

从能源利用效率来看,目前国内能耗高,能源效率低。2001年,我国终端能源用户能源消费的支出为1.25万亿元,占GDP总量的比例为13%,而美国仅为7%.同时,我国单位产品的能耗水平较高,目前8个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%,而这8个行业的能源消费占工业部门能源消费总量的73%.这造成了很大社会能源浪费。

2、我国成为能源消耗大国,进口依赖度提高。

2003年我国已经成为世界上仅次于美国的第二大石油消费国。全年原油消费量达到2.5亿吨以上。其中全国原油产量约1.69亿吨,进口原油8900万吨,分别占世界石油需求增长总量的41%、32%,约每天60万桶和260桶。

2004年原油消费需求量仍以10%以上的增速增长,约达到2.75亿吨,进口原油数量超过1亿吨。同时,煤炭消耗量占世界总量的40%以上,天然气供暖需求量也一直在增长。预计到2020年,我国石油需求量为4.5亿吨,年均递增12%;天然气在一次能源消费中,所占比例将由目前的2.7%增长到10%以上;我国对海外能源的依赖程度将达到55%以上。

可见,我国能源消耗需求旺盛的同时,进口依赖度提高,这使得国内经济受中东动乱及石油危机冲击的概率上升,危及我国能源供应安全,存在较大风险。

3、能源成为我国经济命脉所在,威胁国家稳定安全

2004年全国电荒、煤荒集中爆发。上半年,27个省份全面告急,国家线网被迫拉闸电线80多万次。下半年,今年北方供暖的城市无一例外都面临能源紧张的考验。以吉林省为例,往年到9月底供热企业储煤应达年用煤总量的80%,而今年供热用煤的储量不足40%;长春市每年锅炉供热用煤为306万吨,截至10月底只有总量的40%入库;在吉林市,每年锅炉供热用煤为46.5万吨,今年到10月底也才入库42%;吉林省其他城市同样存在紧缺情况。就连首都北京也难逃厄运。预计北京冬季煤炭需求为1460万吨。受全国煤炭资源紧、运输难、价格高等因素影响,北京市电煤库存一直在警戒线以下运行,到10月底锅炉及民用燃煤库储煤率不足45%.而为防止大气污染,北京城区的燃煤锅炉大多变为燃气或燃油。随着石油价格的上调,北京冬季供暖承受着巨大的压力,2005年3月,北京油价再次上调,93号汽油每升上涨了0.26元。

能源的供给直接影响到人民生活与国民生产。一次拉闸对平常老百姓无关大要,但对于长期依赖电力生产的工厂、企业来说,损失可能是上百上千万;而全国27个省份同时出现问题,这种经济损失就根本无从计算,直接关系到国家经济命脉。而冬季供暖的短缺,导致很多底保户和困难企业失去基本生存条件,威胁到国家稳定安全。

三、建筑节能要求十分紧迫

1、建筑能耗约占社会总能耗的1/3

我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%,上升到近年的27.45%.而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断,国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。如此庞大的比重,建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。

2、高耗能建筑比例大,加剧能源危机

直到2002年末,我国节能建筑面积只有2.3亿平方米。目前,我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑,总量庞大,潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出,仅到2000年末,我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤,占全社会终端能耗总量的27.6%,而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%.因高耗能建筑比例大,单北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元,多排二氧化碳52万吨。如果任由这种状况继续发展,到2020年,我国建筑耗能将达到1089亿吨标准;到2020年,空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力,这将会是一个十分惊人的数量。

据分析,我国目前处于建设鼎旺期,每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而97%以上是高能耗建筑。以如此建设增速,预计到2020年,全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。因此,如果现在不开始注重建筑节能设计,将直接加剧能源危机。

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其实建筑节能并不是一个新的课题,而是建筑基础学科—建筑热工学的一个部分,我国也早在1993年颁布了相应的规范《民用建筑热工设计规范》,1996年颁布了《民用建筑节能设计标注(采暖居住建筑部分)》,2001年颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,这些规范的颁布,也反应了我国建筑节能的发展轨迹:由北向南,由居住建筑到公共建筑。但由于种种原因,这些规范的条款未列入国家强制性条文范围内,各地也未政府令加以强调,所以执行力度也未达到应有的效果。但2005年7月1日颁布实施的《公共建筑节能设计标准》中有许多条款被列入国家的强制性条文内,相应的各地政府了具有地方法律效力的法令,上海市在2005年6月13日的政府令第50号:《上海市建筑节能管理办法》强制规定:自2005年7月15日起新建住宅与政府投资的公共建筑必须进行节能设计。《办法》的第九条与第十条分别对设计单位与图纸审查机构提出具体的要求。所以,对于建筑设计单位,建筑的节能设计已经进入了一个全新的时期!

以下着重介绍《公共建筑节能设计标准》对有关建筑部分的要求。《标准》比刚才提到以往的有关规范要严格些,按照本标准设计,与未采取节能措施前相比,全年能耗应减少50%。《标准》的章节不多,共7页17条,但简明扼要,省去了复杂的热工公式,归纳总结出来几点要点,强调了规范的实用性。涉及到的基础知识及术语结合规范本身展开叙述:

一,热工设计的分区:按照我国的气候条件,划分为五个分区:严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷地区,夏热冬暖地区以及温和地区。

热工分区的基本规律是:严寒地区和寒冷地区基本是我国的三北地区:东北,华北,西北。这些地区的地域辽阔,面积大,建筑节能设计起步也比较早,经验相对来说比较丰富,主要考虑的是冬季保温。夏热冬冷地区大体上是长江中下游地区,如:成都、武汉、南京、上海等,这些地区的建筑的节能设计由于历史原因起步较晚,面积虽然不是最大,但人口密度高,也是我国经济最发达地区,可以说这一地区的节能潜力最大,效果也会最明显。设计考虑的是冬季保温与夏季防热兼顾。夏热冬暖地区大体上是华南地区:福州、广州、南宁、台北等。这些地区的建筑设计主要考虑的是夏季防热。温和地区,冬暖夏凉,四季如春,如:昆明、西昌、元江等。一般可不考虑夏季防热,部分地区注意冬季保温。《公共建筑节能设计标准》在这五个分区的基础上根据公共建筑节能的设计特点作了些调整:把严寒地区细分为严寒A区与严寒B区,而温和地区不强制执行节能设计标准。

二,体形系数:即建筑的外表面积与体积之间的比值.体形系数越小就越有利于节能,减少外表面与室外空气的接触,就能减少散热。与以往的规范不同,新的《标准》中弱化了体形系数的概念,只在4.1.2条规定严寒地区与寒冷地区对体形系数的限制是≤0.4,其他地区该系数对建筑的节能体现不明显,所以不作限定。

三,热传导系数:这个概念是本标准的核心名词.所有的围护结构:门、窗、外墙、屋顶以及地面都围绕这个概念展开的。图纸审查或政府检查部门的抽查也是这个数据。她的名词解释为:围护结构两侧空气温度差为1℃,1h通过1m2面积传递的热量,单位W/m2.k。简单的说便是热量在某种材料里传递的速度,速度越小,那么这种材料的隔热性能也就越好。怎样求得这个数据呢?传热系数K0=1/R0。

R0,传热阻:R0=Ri+∑R+Re单位:m2/K.W

Ri与Re分别是材料内外表面的换热阻。他们是固定数据,可由表差得:0.11m2/K.W0.04m2/K.W。

∑R是各层材料的热阻之和。某单层材料的热阻R=δ/λ,δ为该材料的厚度,单位是m,λ为该材料的导热系数,单位是W/m.K。λ为此公式求值过程中的关键数据,也是每种材料的固有的属性。她的名词解释为:1m厚的物体,两侧空气温度差为1℃,1h通过1m2面积传递的热量,单位W/m.k。通常把导热系数λ小于0.3W/m.K并能用于绝热工程的材料,叫做绝热材料。导热系数是绝热材料的最重要最基本的热物理指标。例如:普通混凝土λ=1.74W/m.K,钢筋混凝土λ=1.51W/m.K,多孔砖λ=0.58W/m.K,聚乙烯泡沫塑料λ=0.047W/m.K,聚氨酯硬泡沫塑料λ=0.0216W/m.K,(这种材料在全球范围内尤其在欧美等发达国家作为建筑绝热工程中最普遍使用的材料),而铸铁λ=49.9W/m.K。实际的工程应用中,卡特比勒办公楼的外墙部分设计采用聚异氰脲酸酯(PIR),这种更新型的材料λ=0.020W/m.K,属绝热材料。这便是维护结构的传热系数K值的求解过程。

下面结合《公共建筑节能设计标准》对上海地区的各部分围护结的隔热要求构逐一探讨:

1.屋面:K≤0.70W/m2.k

我们的习惯做法一般可以满足这个要求。例如:120厚现浇混凝土楼板+20厚水泥砂浆找平层+泡沫混凝土找坡层最薄30厚+40厚的λ=0.03W/m.K挤塑板(XPS)+防水层+20厚水泥砂浆保护层,这样的做法就可以达到K≤0.60W/m2.k。须注意关键的保温层一般应选用40厚挤塑板,若选用聚苯板,厚度应增加至60。

2.外墙:K≤1.0W/m2.k

不作外墙保温的习惯做法是绝对达不到这个新规范要求的。例如:20厚水泥砂浆+240厚多孔砖+20厚水泥砂浆的无外墙外保温的传统构造传热系数K=1.66W/m2.k,即便在前段时间简易的外墙保温做法-保温砂浆,也达不到规范的新要求。经计算得知:在墙体与外墙砂浆之间增加20厚的λ=0.03W/m.K挤塑板,这样的构造使得外墙整体的传热系数K=0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。这叫做外墙外保温技术,是业界内公认的一种效果很好的做法。他的优点是技术成熟,产品寿命较长,也可使外墙的主要部分受到保护,大大降低温度应力的起伏,提高结构的耐久性。但他的缺点是在高层建筑中有安全隐患,外墙面砖的做法受到限制。外墙内保温的做法不能很好的解决建筑热桥的问题,同时房间内部使用和改造都受到很大的限制,所以现在工程上已很少用这种做法了。还有一种做法叫做中间保温,做两层墙,中间夹保温材料,这种做法效果好,是建筑保温的发展趋势,国外的工程中这种做法早已普及,在我国的发展受到限制主要是因为一造价高,二构造做法与现行的做法差别太大,影响面广,难以一时普及。

3.外窗部分