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1、建筑构造节能技术的创新与实践Energy-saving building construction technology innovation and practi张敏,李茹,宋晓雯摘要：节能建筑广泛涉及建筑设计、暖通、建筑材料、自动化等许多专业的技术的不断改进与良好配合的结果。我们必须把节能建筑作为一个极其复杂的系统工程对待，着眼于综合效益的可持续性。本文分别从当前节能形式，节能技术以及现在节能实践来强调建筑节能的重要性。Abstract: the sustainability of a wide range of construction related to building desig
2、n, HVAC, building materials, automation and many other professional technology and continuous improvement with good results. We need to sustainable construction as a very complex treatment systems engineering, integrated focus on the benefits of sustainability. This article from the external structu
3、re of the thermal performance improvement, construction equipment technology, new energy, new materials technology and other aspects of the introduction of sustainable construction techniques.关 键 词：建筑节能；节能技术；可持续性；Key words: building energy efficiency; energy-saving technologies; sustainability;1 引言1
4、.1建筑构造和建筑节能定义及其两者关系（1）建筑构造：建筑构造学是研究建筑物的构成、各组成部分的组合原理和构造方法的学科。主要任务是根据建筑物的使用功能、技术经济和艺术造型要求提供合理的构造方案，作为建筑设计的依据。在构造设计中综合考虑结构选型、材料的选用、施工的方法、构配件的制造工艺，以及技术经济、艺术处理等问题。（2）建筑节能：在建筑中合理的使用和有效利用能源，不断提高能源利用效率。主要是指节约采暖空调、通风、热水供应、照明、炊事、家用电器等方面的能量消耗，还包括利用太阳能、风能、地热能源和节地的综合技术工程。影响建筑节能的因素很多，如建筑物体型系数、围护结构的传热系数、窗墙面积比、遮阳系
5、数、各种设备的效能和用户的使用行为等。因此建筑节能只有整体系统协调配合，综合考虑多种因素才能达到节能目标。（3)两者关系：目前可以利用建筑构造上的一些技术措施来达到建筑节能的目的。如：研究新型低能耗的围护结构（包括墙体、门窗、屋面）体系和新材料、新技术达到建筑节能目的。1.2三步节能法规要求（1）住宅建筑：建筑节能目标是第一阶段在当地19801981年住宅通用设计采暖能耗的基础上节能30%；第二阶段是在第一阶段的基础上再节能30%；第三阶段是在第二阶段的基础上再节能30%；第四阶段是在第三阶段的基础上再节能30%。 1(10.3)n10.7nn1，节能率为30%;n2，节能率为50%;n3，节
6、能率为65%;n4，节能率为75%;居住建筑节能设计各阶段指标1阶段建筑物耗热量指标W/m2采暖耗煤量指标kg/m2标准煤室外管网输送效率%锅炉运行效率%1980198131.623.78555第一阶段25.316.69060第二阶段20.511.89068第三阶段14.48.390(92)68(70)（2） 公共建筑：公共建筑节能设计标准提出的50%节能目标，是有其比较基准的。即以20世纪80年代改革开放初期建造的公共建筑作为比较能耗的基础，称为“基准建筑(Baseline)”。“基准建筑”围护结构、暖通空调设备及系统、照明设备的参数，都按当时情况选取。在保持与目前标准约定的室内环境参数的条
7、件下，计算“基准建筑”全年的暖通空调和照明能耗，将它作为100%。再将这“基准建筑”按公建标准的规定进行参数调整，即围护结构、暖通空调、照明参数均按公建标准规定设定，计算其全年的暖通空调和照明能耗，应该相当于50%。这就是节能50%的内涵。1.3建筑节能技术创新与实践的重要性和紧迫性我国能源消耗总量已是世界第二位，并向第一位迅速靠近，而人均能源占有量却不到世界平均水平的1/2,我国每一美元GDP的能耗是世界平均水平的三倍，是发展中国家的两倍，而建筑能耗占我国总生产能耗的37%。2据分析，我国目前处于建设鼎盛期，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
8、97%以上是高耗能建筑。以此推算，预计到2020年，全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。3胡锦涛总书记在十七大报告中指出：“必须把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。”4坚决把建筑“耗能大户”的能耗千方百计降下来，当是迫在眉睫的节约能源之重要措施。2 建筑外墙构造设计方面含节能技术的创新2.1传统的外墙设计方式及技术 传统外墙做法简单，多年以来，建筑墙体一般采用单一材料，如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等，一般在外墙内外做完防护砂浆抹灰即可。然而，这种外墙做法往往是靠墙体本身保温，要求墙身较厚。并且单一材料导热系数太大，一般为高效保温材料的20倍，不能满足保温
9、隔热的要求。这样结构上会增加自重，浪费材料，施工相当不方便。2.2当前外墙节能技术创新（1）砂加气块保温墙体系： *外墙不用贴聚苯，单体达到“三步节能”； *内墙无需抹灰，饰面可直接批腻子。（2）烧结页岩砖夾芯保温墙体系：1）主要特点： *使建筑屋外墙在结构上一次砌筑达到三步节能。 *工程质量大大提高，基本上解决了非承重墙面裂缝的质量通病和外挂保温材料与主体建筑 使用寿命不能同步这一建筑节能上的重大难题。 *施工简便降低工程造价1/3。 *绿色环保，便于推广。烧结页岩保温产品是采用纯天然矿物经烧结而成，并且在施工中不使用任何化学胶等有毒材料，无任何辐射和污染，宜居性亦强。 2）烧结页岩砖夾芯保
10、温墙体系构造(从外到内） *混凝土砂浆 *页岩空心砖（混凝土砂浆勾缝） *聚苯乙烯板（3）挤塑聚苯板外墙保温体系：(从内到外） 外墙保温基本构造图（4）夹芯保温复合墙体系（现浇发炮夹芯墙）：(从外到内） *瑞尔斯达装饰砌块 *墙体拉接筋 *保温材料填充(聚苯板、挤塑板、UF-现浇泡沫保温材料） *瑞尔斯达砌块 *墙体内水平垂直加强筋 *瑞尔斯达圈梁砌块，内灌细石混凝土砂浆3建筑门窗构造设计方面含节能技术的创新3.1传统的门窗设计方式及技术 传统门窗一般采用分隔较多的单层玻璃门窗，这种门窗密闭性很差，绝热性能差，还会产生冷热桥现象，室内空气与室外空气热传导严重，根本不能达到建筑保温的要求。现在政
11、府已经对这种门窗进行节能改造工程。3.2当前门窗节能技术创新 窗的传热系数比墙的大很多，又经常开启，是冬季耗热的关键部位。窗的冷负荷分瞬变得热和日射得热，日射得热是室内通过窗玻璃得到的太阳辐射热，其计算公式为Qc()=ACsCiDjmaxCLQ(A-窗的有效面积，Cs窗玻璃的遮阳系数，Ci-窗内遮阳设施的遮阳系数)。由公式可看出，针对窗户的节能技术主要有：1) 结合建筑物朝向，纬度，合理的控制窗墙比，如高纬度南向窗户面积取大一点，以更好的利用太阳辐射，降低采暖能耗。适当确定建筑物的挑檐、遮阳板的尺寸，安装可调式百叶、窗帘，调节室内日照。或采用遮阳系统，一般安装在向阳的外立面或采光屋顶上，可控可
12、调，以到不同时间，据不同需要遮挡、反射和引光入室的目的。2) 采用多层窗或采用中空玻璃（断桥铝中空玻璃窗），利用空气夹层热阻较小的原理，降低玻璃的传热系数。普通单层玻璃K值在6.4左右，而中空玻璃窗K值在3.0左右，保温隔热性能大大提高。选择气密性好，导热系数小 的塑料窗框代替常用的金属窗框，可有效减少冷风浸入。3) 采用吸热玻璃、镀膜反射玻璃（Low-E玻璃、热反射镀膜玻璃）、夹层变玻璃等技术，降低玻璃的Cs，有效阻止通过玻璃的太阳辐射和室内热辐射。但这些高技术产品价格昂贵，希望在发展玻璃深加工的同时能降低成本，使之能普遍使用在住宅中。 非节能住宅与节能住宅的比较4建筑屋顶构造设计方面含节能
13、技术的创新4.1传统的屋顶设计方式及技术传统屋顶做法：结构层找坡层（保温层）保温层（找坡层）防水层保护层。这种做法保温隔热性能较差，施工困难施工期长，屋顶结构负荷大，一旦受潮就开始有老化分解现象，时候一到就要翻修，防水层日后维修不方便。 4.2当前屋顶节能技术创新（1）采用高保温材料。目前我国平屋顶保温材料应用较多的主要是加气砼和膨胀珍珠棉，保温隔热性能一般。近几年广东等地推广使用一种预制好的隔热砖，可在结构层上直接铺设。有的地方用舒乐板作屋面保温，也取得了较好的效果。新近研制的防水珍珠保温板，具有带排气孔、重量轻、憎水率高、强度高、保温性能好等特点。（2）屋顶设置高效隔热层。可防止大量辐射热
14、侵入室内，减少空调等耗能。隔热层在设计时，不仅要保证有一定的隔热空间，而且还应该保证隔热层能够通风，及时将热量带走，才能有效的保证隔热效果。我国传统的坡屋面设计就能较好地满足这个要求； （3）蓄水隔热屋面5。利用水生植物遮阳，反射和吸收太阳辐射，以及利用蓄水的蒸发来提高隔热效果；条件允许时在屋顶上覆土，做植被屋面。上面种密叶植物，利用植物遮阳，覆土作为隔热层提高隔热性能6。 （4）倒置式屋面7。倒置式屋面是与传统屋面相对而言的。所谓倒置式屋面,就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒,把保温层放在防水层的上面。倒置式屋面的定义中，特别强调了“憎水性”保温材料，工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠
15、岩、水泥蛭石、矿棉岩棉等都是非憎水性的，这类保温材料如果吸湿后，其导热系数将陡增，所以才出现了普通保温屋面中需在保温层上做防水层，在保温层下做隔气层，从而增加了造价，使构造复杂化。其次，防水材料暴露于最上层，加速其老化，缩短了防水层的使用寿命，故应在防水层上加做保护层，这又将增加额外的投资。再次，对于封闭式保温层而言，施工中因受天气、工期等影响，很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率：如因保温层和找平层干燥困难而采用排汽屋面的话，则由于屋面上伸出大量排汽孔，不仅影响屋面使用和观瞻，而且人为地破坏了防水层的整体性，排汽孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落，反而使雨水灌入孔内。 （5）浅色坡屋面8。目前,大多数住宅仍采用平屋顶,在太阳辐射最强的中午时间，太阳光线对于坡屋面是斜射的，而对于平屋面是正射的，深暗色的平屋面仅反射不到30%的日照，而非
