公共建筑材料与构造设计节能策略.doc

公共建筑材料与构造设计节能策略 摘要：公共建筑节能是我国建筑节能的重点，作为建筑节能工作的一个重要组成部分，公共建筑节能长期以来没有受到应有的重视，造成我国公共建筑用能数量巨大，浪费严重。推进公共建筑设计节能，有利于实现国家节约能源和保护环境的战略。鉴于此，本文从建筑材料与构造设计方面对公共建筑节能设计进行了探讨。 关键词：节能设计；公共建筑；构造 一、前言 我国现在每年计划建设的近20亿m3建筑中，只有50006000万m3是节能建筑，公共建筑约有4亿m3，在公共建筑中，尤以办公建筑、大中型商场，以及高档旅馆饭店等几类建筑最为常见，不管是公共建筑还是普通建筑，在当前国际能源供应日益紧张的现实条件下，开展建筑节能工作迫在眉睫且意义重大：(l)有利于缓解能源供给的紧张局面。建筑节能是影响能源安全、优化能源结构、提高能源利用的关键因素。(2)有利于改善大气环境，实现可持续发展。在提高建筑物室内舒适性的同时，提高能源利用效率，合理处理和再利用废弃物，使建筑用能的总水平不断下降，是实现我国国民经济和社会可持续发展的重要内容，也是保护资源，减少环境污染、改善大气环境的的重要举措。(3)有利于提高人民生活水平。有利于提高建筑物室内舒适性，且提高房屋使用价值。 二、公共建筑材料与构造设计节能措施 公共建筑材料与构造设计的节能策略是从细部对空间形态设计所达到的节能效果进行巩固和完善。包括外墙、屋顶、门窗等等。 1、窗户的节能构造设计 热能往往是从暖的一面流向冷的一面，通过窗户的能量传递方式有对流、辐射、传导，是构成能量损失的主要因素。窗户的节能构造设计需要注意以下几点：（1）窗户的合理配置。具体来讲，窗户的合理配置主要包括玻璃类型、窗框类型、玻璃间隔条类型的选择及搭配。窗框材料是整个窗户中另外一个薄弱环节，整个窗户中约有1/4面积是窗框材料，为了提高窗框的保温性能，应增加框料的传热阻，主要有两种方式:首选木、塑料、复合型材等传热系数较小的框料及框料型腔尽量选用双腔甚至三腔的结构形式。窗户玻璃周边的间隔条也是保温的薄弱环节，例如常见中空玻璃的间隔条使用的是传统的铝管，虽然重量轻，但具有很好的热传导性能，不利于保温;为此主要的改进方法是改用低传导间隔条。（2）减少空气渗透。空气渗透也是冬季采暖能耗增大的重要原因之一，减少冷风渗透的方法有两种:选用空气渗透较小的窗型，比如上悬窗、平开窗及使用特殊压条的推拉窗;窗框与洞口间、窗扇与窗框间及窗扇之间的缝隙采用高效保温气密材料进行封堵。（3）合适的窗墙面积。窗户既有引进太阳辐射热的有利方面，又有因传热损失和冷风渗透顿时都比较大的不利方面。但就总体而言，窗户是保温能力最低的构件，也是建筑节能的重点部位。在建筑耗热中，窗户属于耗能大户，这是无可争辩的事实。为此，在节能设计中，应该注意在满足采光和通风要求的前提下，不要盲目的任意扩大窗户面积。（4）玻璃材料的选择。玻璃的传热系数值越低，玻璃阻隔热传导的特性就越好，因此应尽量选择传系数值小的玻璃产品，中空玻璃是实现建筑节能目标的一条经济有效的途径。中空玻璃节能是通过构造玻璃的空间结构实现的，其中干燥的、不对流的空气层可阻断热传导的通道，从而有效降低其传热系数以达到节能的目的，其构造的结构尺寸也与其隔热性能密切相关。单层塑钢窗只能满足现行地方标准要求，而单框双玻塑钢窗和中空玻璃塑钢窗均能满足更高的节能要求，尤其是中空玻璃塑钢窗保温效果较单层塑钢窗要好得多。 2、外墙节能设计 外墙节能主要是提高墙体的保温隔热性能，以减少其冬季的热量损失以及降低夏季的外墙内表面温度。在对墙体进行内、外保温改造时，应优先选用外保温技术。采用外保温节能措施相对于内保温的优势所在，主要是:a)适用范围广。外保温适用于采暖和空调的民用建筑，即可用于新建工程，又可用于旧建筑物的节能改造.b)减少墙体受温度应力产生的裂缝，保护主体结构，提高主体结构的耐久性。c)防止“冷桥”部位产生的结露，减少“冷桥”造成的附加热损失.d)改善墙体潮湿情况，提高墙体的保温性能。e)有利于室温保持稳定，改善室内热环境质量。f)有利于提高墙体的防水性和气密性。g)便于对既有建筑物进行节能改造。h)避免室内装修对保温层的破坏。近年来，随着我国国民经济水平的提高和人民居住条件的改善，对外墙的保温设计也提出了越来越高的要求。单一材料保温与承重合二为一的形式以及承重墙与保温层复合的复合保温墙体，成为如今建筑保温中常用的两种形式。单一材料既能承重又具备保温能力，且可以满足保温要求的有加气混凝土、混凝土小型砌块和空心砖等砌体材料。其中以加气混凝土为代表。加气混凝土以其质量轻，具有良好的机械力学性能，极好的绝热保温、防火、阻燃和较好的隔音、隔热性能，以及原材料资源丰富，可加工和可循环使用，造价低等特点，成为我国经济性能优越的材料之一。复合材料外墙主要通过在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。复合墙体很好地发挥了各种材料的长处，既不会使墙体过厚，又能承重，保温效果又好，因此，发达国家新建建筑己基本上采用了此种方式。我国要达到节能50%的要求，除部分采用加厚的加气混凝土单一墙体外，使用复合墙体将是大势所趋。 3、屋面的节能构造设计 屋面是建筑物上部与外界直接接触的重点部位，其保温与隔热对建筑节能具有重要意义。屋顶部位的节能策略主要是通过一系列的构造设计手段合理的集热、降温，达到适宜温控的目的，在避免或减少空调能耗的情况下创造舒适的室内空间环境。其中屋顶的坡度、方向、颜色、材料等因素都可能对节能设计有所影响，屋面的节能可以通过各种途径加以实现。屋面节能的做法主要是屋面的保温和隔热。目前主要的节能型屋面主要有保温材料填充屋面、绿化种植屋面通风屋面、和蓄水屋面等。(1)保温材料填充屋面。保温材料填充屋面，为了达到节能目标，屋面可设置隔汽层和封闭的空气间层，可选择有憎水性的水泥聚苯板、膨胀珍珠岩板、聚苯板等多种保温材料。屋面外表面采用柔性防水时，应使用反阳光辐射的材料。(2)绿化种植屋面。绿化种植屋面，覆土和植草屋面的保温隔热效果很明显，用“建筑夹层防排组合”消除水压力。在一般的防水层上加塑料凹凸板、盖土工布，起到防水、挡土、排水、滤水的作用，既是屋面的防排基层，又是绿化的基层，解决了屋面渗漏和种植中排水透气问题。用轻质合成土，增加热阻，可以达到节能要求。(3)通风屋顶。通风屋顶在我国夏热冬冷地区和夏热冬暖地区有许多的优越性，由于屋盖由实体结构变为带有通风空气层的结构，大大提高了屋盖的隔热能力。围护结构屋面保温隔热措施，不仅要解决传统屋面的保温隔热，降低为创造冬、夏两季室内热舒适环境时带来的能耗损失，应将其热工性能控制在相关节能标准中规定的指标范围之内。同时要保证结构层处于一个相对稳定的常温状态，提高防水层的使用寿命，免遭应力破坏。在条件许可情况下，平屋面除采用防水层置于保温层之下的倒置式做法外，还可采用二层防水和绿化疏水板相结合方法开展薄层轻质土的绿化屋面。（4）蓄水屋面设计。这种热交换控制方式是利用水的蓄热性较大的特点，将屋顶做成蓄热水池，将水箱放在顶拥的上面，其目的是利用水蒸发时，带走大量水层中的热量，大量消耗晒到屋面的太阳辐射热，从而有效地减弱了屋面的传热量和降低屋面温度，是一种较好的隔热措施，是改善屋面热工性能的有效途径。 三、结语 无论是从能源的数量上来看，还是从环保的紧迫性来看，建筑节能都是一项大任务，大型公共建筑的节能更是迫在眉睫，势在必行。公共建筑节能设计，要以公共建筑的功能和特点为依托，以节能环保为目标，以经济