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时间:2018-11-26
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1、严寒地区民用建筑外围护结构节能设计探讨摘要:我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4,并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。严寒地区,冬季气候严寒漫长,夏季凉爽短促,建筑采暖能耗巨大。建筑节能的主要目的是减少建筑耗能,节约能源和保护环境,提高建筑中的能源再利用。建筑节能以不影响人的舒适度为前提。本文对严寒地区建筑外围护结构的节能设计分析探讨。 关键词:严寒地区;民用建筑;外围护;节能设计 严寒地区是指日平均温度≤5℃的天数每年≥145天,最冷月平均温度≤-10℃的地区,主要分布在我国东北和西北地区。民用建筑是供人门居住和进行公共活动的建筑。建筑外围护结构主
2、要包括门窗、外墙、屋面等,是节能建筑的重要组成部分,它们相互影响又互相制约。以下就是对建筑外围护结构的门窗、外墙、屋面、地面等方面节能设计进行简要阐述。 一,墙体设计: 墙体是建筑外围护结构的主体。使用能源在建筑围护结构中,是所占比重最大的。严寒地区主要考虑冬季的防寒保温,建筑围护结构的传热系数对建筑的采暖能耗影响很大。根据《民用建筑节能设计标准”JGJ26-2010》和《公共建筑节能设计标准GB50189-2005》规定外墙材料的传热系数不得大于0.52·K。新疆地区原有建筑墙体主要采用的是粘土实心砖,粘土实心砖传热系数比规范要求高许多,如要满足室内舒适度的要求势必
3、加大电、暖负荷或加厚墙体。这是对能源和土地资源极大的浪费。近几年国家及当地政府出台了一些建设文件,要求限制使用粘土实心砖,采用多孔砖和新型节能墙体材料,增加外墙保温系统等措施。 目前使用的承重多孔砖,砖的孔隙度增加对保温起到了一定的作用,但由于建筑的砖墙,在施工过程中砂浆空隙容易堵塞,这很难保证保温效果。因此对于民用建筑的外墙不但需改进外墙面的保温设计,还要开发新型墙体材料,以满足市场的需求。 为了改善墙体导热性能,现开发研制了多种墙体材料,主要有以下几种:(1)承重空心砌块。它由混凝土和多孔材料制成,具有强度高,承重,保温,节能,导热系数低保温性能好等特点(2)加气
4、混凝土墙。加气混凝土制品的粉煤灰加气和充气两种,块,条板,这些产品本身具有较低的导热性和良好的散热性能,是可发展的一种新型墙体。(3)夹芯复合外墙。墙壁分为承重和保护部分,中间留出20-50毫米的间隙,充满松动或批量无机保温材料,如炉渣,膨胀珍珠岩,也有不要填充材料的空气层。此外,其他类型的还有:粘土多孔内外墙保温,外保温复合墙体,EP保温饰面墙等。所有的保温材料主要有:岩棉,玻璃棉毡,聚苯乙烯泡沫塑料,水泥珍珠岩板等等。保温的方法一般有以下几种:(1)复合材料在承重墙外,使壁的主要部分或屋顶的收到保护,大大减少了热应力释放,提高结构的耐久性。此种方法施工简便,应用比较广
5、泛(2)中间保温层:保温层在砖墙中间部位,可以达到良好的保温效果。(3)内保温:保温材料在墙体内侧,该方法很简单。 使用上述方法后,可以达到更好的节能效果。短期成本虽然比普通墙体高,但是可以在较短时间内用节省出的能量消耗费用收回,具有长期经济效益。 二,门窗设计: 建筑门窗占建筑墙体的30%~50%,门窗的热能消耗大致占总的热能消耗量的20%,是建筑节能的重要环节。为此在严寒地区做好门窗的节能保温尤为重要。门窗的节能设计包括以下内容: 1.增大门窗的热阻,达到降低传热量的目的: 门窗的热阻要注意两个部分:窗框和门窗玻璃。严寒地区冬季气温较低,室内外温差较大,门窗
6、在框与洞孔相交的地方易产生冷热桥现象。这就要求门窗框和洞孔周围需密实保温;严寒地区门窗框应选用强度高、导热系数低、耐候性强材料,例如玻璃纤维增强塑料型材,这样不但能够减少热桥部位的传热损失,还能消除冷凝水;因为民用建筑玻璃层数较少,玻璃内侧和外侧温差较大,容易形成结露,因此采用双层玻璃的窗户可以加大热阻。 2.控制窗户开启的面积: 窗户和墙体的面积比例,应符合《民用建筑节能设计标准”JGJ26-2010》和《公共建筑节能设计标准GB50189-2005》的窗墙面积比的要求。严寒地区在满足建筑采光、通风需求的前提下尽量加大南向的开窗面积,减小北向的开窗面积,但窗墙面积比
7、均不应大于0.7。由于我国严寒地区(新疆)与发达地区相比,民用建筑楼层较少且密度相对较大,所以并不存在建筑互相遮盖的现象。所以,适度增大南向的紫外线辐射,辐射量可以达到40%,这样就能起到节能保温的作用;到了晚间还可以添加保温窗帘。 3.提升门窗保温特性 建筑外窗应有良好的气密性能,以抵御夏季和冬季室外空气过多的向室内渗透,规范要求外窗的气密性不应低于4级。在选择门窗时应保证其质量,设置密封条,减少门窗的间隙,提升其气密性能。 4.设置门斗: 门斗就是建筑物出入口设置的分隔、挡风、抵御严寒的过渡建筑。《公共建筑节能设计
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