正文 第22章 低碳建築離不開節能技術!(1)(3 / 3)

圍護結構是一棟建築物構成的主體,由外圍護結構和內圍護結構兩部分組成。其中,外圍護結構包括了外牆、外門窗、屋麵和地麵四個部分,其作用是使室內受到遮護,以不受室外氣候變化的影響;內圍護結構包括了內牆、樓麵、內門窗三部分,其作用主要是為了構建和分配室內空間,以適應不同的功能需求。外圍護結構的建築節能技術是研究的重點。

在冬、夏兩季,室內與室外有很大的溫差,這個溫差導致能量以熱的形式流入或流出居室,為了居住的舒適,采暖、空調設備消耗的能量主要用來補充這個能量損失。在室內、外溫差相同的條件下,建築圍護結構保溫、隔熱性能的好壞,直接影響到流出或流入室內熱量的多少。建築圍護結構保溫、隔熱性能好,流出或流入室內的熱量就少,采暖、空調設備消耗的能量也就少;反之,建築圍護結構保溫、隔熱性能差,流出或流入室內的熱量就多,采暖、空調設備消耗的能量就多。在建築節能設計標準中規定的節能50%的目標,其分配方式是建築物承擔30%,係統承擔20%,可見圍護結構在建築節能中起著重要的作用。

圍護結構各部位的傳熱耗熱量在不同階段占耗熱量指標是不同的,隨著對建築物節能要求的提高,圍護結構各部位的耗熱量分布比例變化也變大。因此,在不同的節能目標階段,應根據圍護結構各部位的耗熱量分布采取相應的節能措施,以降低其傳熱耗熱量,確保總體建築的總傳熱耗熱量要求。

我國從20世紀80年代開始展開建築節能工作到現在,已經根據發展的實際需要,頒布了《夏熱冬冷地區居住建築節能設計標準》、《夏熱冬暖地區居住建築節能設計標準》、《旅遊旅館建築熱工與空氣調節節能設計標準》、《居住建築節能設計標準》(寒冷地區)等國家一級的節能設計標準。許多省市自治區也根據各地的實際,參照國家相關法律、標準和政府規章等製定了相應的地方標準。

節能型建築圍護結構設計國外現狀

由於采暖、空調能耗在建築日常運轉能耗以至整個建築能耗中占的比重很大,故外圍護結構熱工性能的改進成為許多國家節能工作的重點。經過幾十年的發展,國外在外圍護結構保溫、隔熱方麵取得了重要進展,形成了從材料的開發、研究、施工的成套技術,現在已經發展到使用高科技材料來製成綠色環保的材料。

圍護結構的改進除了加強牆體的保溫、隔熱外,還包括窗的改進。國外對窗的節能主要從兩方麵入手。其一是從窗的構造(二層或三層窗)、密閉性能和玻璃或其他透明材料上研究改進。現在國外雙層幕牆體係的運用已經從公共建築逐步轉移到住宅上來。另一方麵是從窗和牆、地板的麵積比例上研究窗的合理麵積,也就是合適的窗牆比。在減少窗透過材料的熱損失、增加吸收太陽短波輻射和可控性的研究上也已經有了不少進展。在玻璃材料的研究製造方麵陸續出現了吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃、電敏感玻璃、調光玻璃、電磁波屏蔽玻璃等新型材料。設計者也可以采用對它們進行複合的構造方法,來達到節能的目的。一些國家明文規定了居住建築的體形係數和合理的窗牆比。事實證明,通過外圍護結構改進,新建築的改進和舊建築的改造存在節能的巨大潛力。

歐洲的複合牆體保溫技術早已標準化和係列化。歐盟建築技術審批部於1988年6月發布了《外牆外保溫體係(用薄抹灰罩麵的聚苯乙烯保溫)評估指南》,經過十幾年的實際應用,又由歐洲技術標準審批組織EOTA發布了《帶抹灰層的牆體外保溫複合體現指南》。該標準涵蓋了各種不同的保溫材料,如聚苯乙烯、岩麵、玻璃麵等,這一標準的出台標誌著外牆外保溫技術在歐洲已經成熟並標準化。歐洲各國在推行建築節能的進程中不僅僅是進行牆體改革,采用傳熱係數較小的圍護結構,而且將牆體改革與太陽能、風能、地熱能等可再生能源的綜合利用結合起來。英國建築研究院近年來提出的建築節能零CO2排放和零能耗采暖的奮鬥目標以及德國政府大力鼓勵低能耗住宅、被動式住宅和能源過剩住宅的政策,對我國的建築節能都有著一定的借鑒意義。

外牆的節能

建築能耗有諸多影響因素,除室內外熱環境參數、氣候環境和建築功能等外部因素以外,主要是建築本身,如建築朝向、體形係數、圍護結構構造、窗牆比等,其中建築的保溫隔熱和氣密性是影響建築能耗的主要內在因素。據有關資料,空調建築圍護結構傳熱形成的負荷約占總負荷(指通過圍護結構進入空調室內的總負荷)50%~70%;門窗縫隙空氣滲透形成的負荷約占20%~30%。在傳熱負荷中,外牆約占25%,窗戶約占24%,樓梯間隔牆約占11%,屋麵約占9%,窗戶的傳熱負荷與空氣滲透負荷損失相加,約占總負荷的47%。因此,加強圍護結構的保溫隔熱與氣密性是減少建築能耗的重要環節。