前言:建筑的节能就是指在建筑物中能够提高能源的利用率,让能源能够被合理利用。可以通过提高建筑物的保温、隔热以及防辐射功能等等,来减少建筑材料产生的能源消耗以及建筑物的采暖、降温的能耗。节能技术就是通过有限的资源来保证建筑物的使用功能最大化以及能源消耗最小,并且能够有效地对室内的环境进行控制。
一、围护结构的节能技术
民用建筑的维护结构一般包括墙体、门窗、冷热桥部位、屋面、地面等。民用建筑中这些部分的设计对其室内的舒适度、建筑能耗以及环境的性能都会产生影响。一般情况下围护结构中的传热耗热量占建筑的采暖耗热量在70%~80%之间。建筑构建时可以通过对维护结构保温以及隔热性能的提高来避免建筑过多地消耗冷、热能量。
(一)门窗节能措施
建筑物热的交换以及传导最为活跃和敏感的部位就是民用建筑的门窗,门窗的热损失会是墙体的5~6倍。门窗的节能性能会占整个建筑的40%,所以想要发展节能最好从门窗入手。
节能门窗的运作原理主要是阻断和控制热量,主要通过热量的对流、辐射以及传导。节能门窗要具有较强的气密性、保温隔热以及防辐射。这是门窗节能的重点。
气密性越好,热损失就会越小,节能的效果也就会要好。提高门窗的气密性可以遵循如下操作。
(1)开启方式合理选择。一般常见的是推拉窗和平开窗。平开窗会较为占用屋内面积还会受到风力的影响,所以使用上还是推拉窗占多数。但是推拉窗的气密性不如平开窗,要想具有良好的节能效果可以使用平开窗。
(2)门窗安装制作工艺的加强。在安装门窗上要注意开合缝的宽度、气密条的使用等等,减少空气的渗透机率从而使门窗的气密性得到提高。
门窗都是由不同的材料组合而成。所以影响门窗保温和隔热性能因素多种多样。比如玻璃系统、门窗的框型材料、断热桥长度以及立面设计等等。
并且这些因素之间的可比性较低,所以针对现象,要想提高门窗的保温、隔热以及防辐射性能,可以采取以下措施。
(1)玻璃系统选择。选择玻璃时应该对双、三层玻璃以及中控玻璃这种类型的玻璃优先入手。多层玻璃里密闭的静止空气以及中空玻璃里的惰性气体都对保温和隔热具有一定的作用。
(2)型腔设计以及窗框的型材。在窗框的材料选择上要趋于导热系数小的,这样才具有良好的保温性能。窗框型材一般使用的材料为钢才、塑料和铝材。鉴于推崇导热系数小地,最好采用塑料窗、塑钢窗以及铝塑负荷窗。针对型腔的设计,可以配合断桥来进行断热的处理,具体选择可以在断热桥度及长度、阻断和控制热量流失这些方面进行控制。
(3)使用能够反射红外线的玻璃,或者通过对具有反射红外线性能的合成树脂薄膜利用,使其贴在玻璃上就能够有效地减少高温空气向门窗上进行传导,减少热量的吸入。具体原理图可以参照图一。
冬季的热量由室内转向室外,有30%~40%的热量反射会室内是因为反射膜的作用。即使南侧窗对辅助太阳辐射的热量进入室内有一定的阻挠。不过在总体的采暖情况上来看,还是利大于弊的。并且在夏季太阳辐射可以在室外向室内传导的过程中能反射到室外,具有隔热效能。
(二)墙体节能措施
墙体的节能材料可以选用加气混凝土砌块、聚苯颗粒保温料浆以及聚苯乙烯泡沫塑料板。拥有良好的节能材料后采用适当的方法,能够在原有的基础上节能50%~80%。长期以来,我国民用建筑墙体的材料使用都较为单一,比如加气混凝土砌块墙体以及空心砌块墙体。这类墙体不仅材料使用单一,导热性能还高,耗能超过一般复合材料的20倍。随着科技的进步与发展,新型复合墙体也应运而生,这主要是指在保持主体材料不变的基础上,增加适当的保温绝缘材料,来对整个墙体的热力性能改善。新型的负荷墙体让两种材料的长处得以发挥,既能具有良好的保温效果,有不会使墙体的过厚。目前符合材料根据与主体结构的组合位置不同划分为夹心保温、内保温以及外保温。
(1)夹心保温主要是把墙体分成两个部分,一个负责承重,另一个负责保温。承重的墙体中间会留20~50mm的空隙,中间可以加入较为松散的保温材料来增强保温性能,也可什么材料都不加入。
(2)内保温主要是将保温的材料夹在外墙结构的内侧,通常会使用保温料浆以及保温板抹灰。
(3)外保温主要是在主体强结构的外侧进行保温材料的固定,具体操作可以在保温板抹灰外墙、也可以使用保温板现浇混凝土外墙以及保温料浆外墙。
二、对天然能源的利用技术
(一)太阳能采用技术
太阳能的供暖建筑是指通过对太阳的收集而达到供暖效果的建筑。具体可以分为主动系统和被动系统两种。主动系统的组成部分有:散热器、集热器、储热体以及管道。有些情况需要进行较大的投资,利用电动机械等。
被动系统则是将民用建筑本身看作散热器、集热器以及储热体。通过间接的方式来对太能进行采集,其中又包括直热得热和间接得热两种系统。
(1)直接得热系统。直接得热系统是通过在建筑物中设置一个缓冲区,利用缓冲区来减小气候对市内温度的影响。比如建造一个双层玻璃幕墙系统。它对太阳能以及自然光进行良好地吸收,从而减少室内的热损失,并可以有效地对热辐射进行防护。
(2)间接得热系统。间接得热系统是以太阳的辐射热能作为供暖的基础,通过对热惰性材料的使用作为墙体,在夏天时利用空气循环层和隔热层来进行降温。
夏天的空气腔里部分废气可以利用空气腔里较低的气压作用排除,在吸收了太阳辐射后会增加温度从而带走废气以及太阳的辐射,室内得到降温效果。冬天利用遮阳装置,可以有效地利用太阳热辐射来进行加温工作。
(二)自然光采用技术
自然光的采光原理是利用光的反射、衍射或折射来引入自然光,并把引入的自然传送到需要的地方。
可以采取的措施和方法如下:
(1)光导纤维。光导纤维是利用采光系统中的聚光、传光以及出光这三个部分来运作的。采光系统利用光的全反射原理,让光线中的光可以持续地传送到另一端去,光纤的界面尺寸小会导致传送的光量比导光管的量要小,不过它的有点在于它较为灵活,能够在一定范围内进行弯曲,可以将光传送到不仪传送的部位。
(2)导光管。导光管是由三个部分组成的,一是收集自然光的集光器,二是对光进行传送的管体,三是控制光线在市内分布的分散出光部分。导光管可以在复杂的楼层和地面进行传送,将自然光依次送至每一层。
但是因为自然光具有不稳定性,所以需要人工储备自然光来作为导光管的后备能源。
(3)导光棱镜窗。导光棱镜窗主要是通过棱镜来将光的折射路线进行改变,从而让自然光能够渗透到房间的深处,可以减少因为直射光而在窗户附近产生眩光的现象,同时可以提高房间光照明的均匀个成都。在民用建筑间距较小的情况下,能够得到充足的自然光。具体工作原理参照图二。
(4)采光隔板。采光隔板是一种安装在侧窗上的反射材料。它可以有效地将窗口的自然光反射到室内,避免出现因房间过大而产生的光源不足的问题,它能够有效地为距离9m以内的房间折射出充足的自然光亮。
结语:节能技术在民用建筑上的利用实际上是较为复杂的,不仅在围护结构、形体、材料方面有要求,还和结构、排水、电气等专业有着密切的关系。在建筑设计中要有技能意识,采用新型工艺品,利用新型技术和材料来对民用建筑进行施工,更好地实现节能的目标。
参考文献
[1]刘卫东,周珊.建筑围护结构外墙保温隔热性能的节能探讨[J].铁道建筑, 2007,47(5)
[2]黄德中,沈吉宝.建筑节能技术综述[J].太阳能学报,2007,28(6)
[3]杨宏.建筑节能在建筑设计中的技术措施[J].西北水力发电,2003,19(9)
[4]谢会芹,吴柏生,岳剑波.提高寒区节能窗保温性能的几种措施[J].低温建筑技术, 2004,26 (3)