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建築節能知識
  發布者: 發布時間:2013-9-6 閱讀:4507

  節能篇
  一.什麽是建築節能?
  1. 改革開放,國家每年新建和改建的幾千萬建築要消耗幾十億噸樹、磚石和礦物材料,造成森林的過度砍伐(目前世界森林覆蓋率隻有22%,而且不均勻),帶來土地的破壞,大大破壞了自然環境。
  2. 住宅與公共建築的采暖、空調、照明和家用電器等設施消耗占全球三分之一能源,主要是化石能源。而化石能源燃料是地球經曆了億萬年才形成的,它將在幾代人中間消耗殆盡。
  所以建築節能即是在建築中合理使用和有效利用能源,不斷提高能源利用能源。在某種意義上稱作“提高建築中能源利用率”。也就是說,並不是消極意義上的節能,而是從積極意義上提高利用效率。
  二.為什麽說建築節能是中國發展的迫切性?
  1.冬寒夏熱是中國氣候的主要特點。
  冬季,西伯利亞和蒙古高原的寒流頻繁南侵;夏季,大陸腹地受到強烈的太陽輻射。與世界上同緯度地區的平均溫度相比,大體上東北地區氣溫偏低14~18℃,黃河中下遊地區偏低10~14℃,長江南岸偏低8~10℃,東南沿海偏低5℃左右;而7月各地平均溫度卻大體要高出1.3~2.5℃。與此同時,我國東南地區常年保持高濕度,整個東部地區夏季溫度也很高,即夏季悶熱,冬季潮涼,此種不良的氣候條件,導致中國采暖空調能耗很高。
  2. 我國建築用能數量巨大,浪費嚴重。
  我國城鄉建築發展迅速。近幾年每年建成的住宅建築麵積,城鎮已至4~6億㎡,農村則達7~9億㎡,全國每年建成的房屋建築麵積已達到16~19億㎡。而在全國城鄉既有建築麵積已超過360億㎡,其中按采暖建築節能標準建造的隻有1.4億㎡,且限於少數城市的居住建築。與氣候條件接近的發達國家相比,我國居住建築單位麵積采暖為他們的3倍左右,而且室內熱環境很差。現在這些高耗能建築冬季采暖與夏季空調的使用正日益普遍,能源浪費更加嚴重。
  3. 我國北方城市冬季采暖期空氣汙染十分嚴重。
  從全國總體來看,總懸浮顆粒、二氧化碳和氮氧化物等大氣汙染物指標,北方城市重於南方城市,采暖期重於非采暖期,由此可見,建築采暖是城市大氣的一個主要汙染源。隻有從源頭上減少建築采暖能耗,才能使北方城市采暖大氣汙染的情況得到根本改變。
  4. 地球變暖正在使我國蒙受巨大損失。
  由於中國國民經濟的發展和用能量的增加,盡管已經做出了多方麵的減排努力,溫室氣體的排放量仍然在快速增長,現在已成為世界上溫室氣體排放第二大國,而且還將繼續增加。目前,建築耗能已超過全國耗能的四分之一。隨著人民生活的繼續改善,建築耗能及其所占比例還將不斷增加,由此排放的溫室氣體也必然會隨之增長。這種情況,難免使地球變暖火上加薪。我國氣溫正在升高,華東平原1980年~1989年氣溫偏高0.1~0.6℃;1990年~1998年氣溫偏高0.3~0.8℃,地球變暖造成的後果,愈是在生態環境薄弱的地區,表現得愈嚴重。我國近幾年來由於氣候變化引起的特大災害十分頻繁,許多地方發生特大洪水、持續幹旱,沙漠化加劇和沙塵暴頻發,使我國受損失之大,應能引起國人的警覺。
  三.國家為何推廣建築節能?
  1. 建築節能是發展國民經濟的需要,經濟的發展依賴於能源的發展,需要能源提供動力。在我國資源條件來看,煤炭和水力資源按人口平均值低於全世界人口平均水平的一半。至於石油、天然氣我國更少。如果再不斷破壞自然礦產資源,勢必影響子孫後代的生存和發展。所以,當前必須節約能源。
  2. 要改善大氣環境就必須抓緊建築節能,能燒礦物所排放的二氧化碳每年就有1.9億噸左右,而且我國采暖建築正逐年增長,同樣就相應增長了燃煤量和二氧化碳的排放量,這樣大氣環境會越來越惡化,前景令人擔憂。因此,改善大氣環境必須抓緊建築節能。
  四. 建築節能包括哪些內容?
  在能源和資源得到充分有效利用的同時,建築物的使用功能更加符合人類的需要,創造健康、舒適、方便的生活環境是人類的共同願望,也是建築節能的基礎和目標,建築節能應該是:
  1.冬暖夏涼。由於圍護結構的保溫隔熱和采暖空調設備性能愈益優越,建築環境將更加舒適。
  2.通風良好。空氣經過過濾後,新風“掃過”每個房間,換氣次數足夠,空氣清新。
  3.在圍護方麵,包括建築物外牆外保溫、屋麵保溫、改善門窗的熱性能和密閉性。必要時,還有樓地麵保溫。
  五. 建築節能的意義。
  1.建築設計、改造過程中執行建築標準和政策。
  2.使用節能型建材,提高保溫隔熱的效果。
  3.減少能源消耗,改善居住環境。
  六. 政策法規.
  1.《中華人民共和國節約能源法》
  2. 建設部《民用建築節能管理規定》
  3.《民用建築節能設計標準》
  4.《江蘇省發展新型牆體材料與推廣節能建築管理規定》
  5.《江蘇省民用建築熱環境與節能設計標準》
市場篇
  一.牆外保溫係統的起源。
  外牆外保溫係統起源於上世紀四十年代的瑞典和德國,至今已有60多年的曆史,經過多年的實際應用和全球不同氣候條件下長時間的考驗,證明采用該類保溫係統的建築,無論是從建築物外裝飾效果還是居住的舒適程度,都是一項值得全球範圍內推廣應用的節能新技術。如今,外牆外保溫建築已經成為歐美等發達國家市場占有率最高的一種建築節能技術。
  20世紀60年代,美國從歐洲引進此項技術,並根據本國的具體氣候條件和建築體係特點進行了改進和發展。同樣在70年代初的能源危機期間,由於建築節能的要求,外牆外保溫及裝飾係統在美國的應用不斷增加,至90年代末,其平均年增長率達到了20~25%。至今此項技術在美國的應用也達40多年之久,最高建築達44層,並在美國南部的炎熱地區和寒冷的北部地區均有廣泛的應用,效果顯著。
  美國和歐洲在40餘年的應用曆史中,對外牆外保溫係統進行了大量的基礎研究,如薄抹灰外牆外保溫係統的耐久性的問題;在寒冷地區中的露點問題;同類型的係統在不同衝擊荷載下的反應;試驗室的測試結果與實際工程中性能的相關性等。在大量的實驗研究的基礎上,目前美國和歐洲對外牆外保溫已有嚴格的立法工作,其中包括要求外牆外保, 溫係統的強製性認證標準,以及對於係統中相關組成材料的標準等。由於歐美國家有著相應健全的標準、嚴格的立法,對於外牆外保溫係統的耐久性一般都可以要求25年的使用年限。事實上,該係統在上述地區的應用曆史已大大超過25年,這都是值得不要钱搞机十大软件借鑒學習的。
  二.外牆外保溫和外牆內保溫的優勢比較
  近年來,在建築保溫技術不斷發展的過程中,主要形成了外牆外保溫和外牆內保溫兩種技術形式。
  節能技術發展初期,內保溫技術為推動我國建築節能技術迅速起步起到了應有的曆史作用。這是因為:我國節能技術在當時還處於起步階段,外保溫技術還不太成熟;我國節能標準對圍護結構的保溫要求較低,且內保有一定的優點,如造價低、安裝方便等。但是,從發展的角度考慮,隨著我國節能標準的提高(由原來的30%提高到50%),內保溫的做法已不適應新的形勢,且給建築物帶來某些不利的影響。因此,它隻能是某些地區的過渡性做法,在寒冷地區特別是嚴寒地區逐步予以淘汰。
  (一)內保溫的基本情況
  外牆內保溫是在牆體結構內側覆蓋一層保溫材料,通過粘接劑固定在牆體結構內側,之後在保溫材料外側作保護層及飾麵。目前內保溫多采用粉刷石膏作為粘接和抹麵材料,通過使用聚苯板或聚苯顆粒等保溫材料達到保溫效果。外牆內保溫主要存在如下缺點:
  1、 保溫隔熱效果差,外牆平均傳熱係數高。
  2、 熱橋保溫外理困難,易出現結露現象。
  3、 占用室內使用麵積。
  4、 不利於室內裝修,包括重物釘掛困難等:在安裝空調、電話及其他裝飾物等設施時尤其不便。
  5、 不利於既有建築的節能改造。
  6、 保溫層易出現裂縫。由於外牆受到的溫差大,直接影響到牆體內表麵應力變化,這種變化一般比外保溫牆體大得多。晝夜和四季的更替,易引起內表麵保溫的開裂,特別是保溫板之間的裂縫尤為明顯。實踐證明,外牆內保溫容易在下列部位引起開裂或產生“熱橋”,如采用保溫板的板縫部位、頂層建築女兒牆沿屋麵板的底部部位、兩種不同材料在外牆同一表麵的接縫部位、內外牆之間丁字牆外側的懸挑構件部位等。
  (二)外牆外保溫形式的發展
  隨著建築節能技術的不斷完善和發展,外牆外保溫技術逐漸成為建築保溫節能形式的主流。從科學的合理性而言,外牆外保溫形式是一種先進的、有應用前景的保溫節能技術。外牆外保溫是在主體牆結構外側在粘接材料的作用下,固定一層保溫材料,並在保溫材料的外側用玻璃纖維網加強並塗刷粘結膠漿。隨著外牆外保溫形式的不斷完善與發展,目前主要流行有聚苯板薄抹灰外牆保溫形式、聚苯板現澆混凝土外牆保溫、聚苯顆粒漿料外牆保溫等幾種外保溫操作方法。外牆外保溫與外牆內保溫相比,具有以下明顯優勢:
  1、 適用範圍廣,技術含量高。
  外保溫不僅適用寒冷地區的民用建築及工業采暖建築,也適用於溫暖地區的製冷空調建築,既可用於新建工程,更適合舊建築物的節能改造工程。外保溫材料要求科技含量高,材料配套齊全,施工工藝先進合理。推行建築外保溫技術將剌激我國高新技術產業的節能材料的發展。
  2、 保護主體結構,延長建築物壽命。
  采用外牆外保溫方案,由於建築物圍護結構外側,緩衝了因溫度變化導致結構變形產生的應力,避免了雨、雪、凍、融、幹、濕循環造成的結構破壞,減少了空氣中的二氧化碳及水對混凝土的碳化以及導致鋼筋結構的鏽蝕,減少了空氣中有害氣體和紫外線對維護結構的侵蝕。事實證明,隻要牆體和屋麵保溫隔熱材料選材適當,厚度合理,外保溫可有效地消除頂層橫牆常見的斜裂縫或八字裂縫。因此,外保溫既可以減少維護結構的溫度應力,又對主體結構起保護作用,從而有效地提高了主體結構的耐久性,故比內保溫更科學合理。
  3、 基本消除了“熱橋”的現象,較好地發揮了材料的保溫節能功能。
  采用外保溫在避免“熱橋”方麵比內保溫更有利,如在內外牆交界部位、外牆圈梁、構造柱、框架梁、柱、門窗洞口以及頂層女兒牆與層麵板交界周邊所產生的“熱橋”增加。據有關資料統計,建築物沿外牆“熱橋”增加熱損失約占25%,可見“熱橋”所增加的熱負荷是相當大的。上述“熱橋”對內保溫和夾心而言,幾乎難以避免,而外保溫既可防止“熱橋”部位產生結露,又可消除“熱橋”造成的附加熱損失。計算表明,在厚度為370mm磚牆內保溫條件下,周邊“熱橋”使平均傳熱係數增加10%左右;在厚度為240mm磚牆內保溫條件下,周邊“熱橋”使平均傳熱係數比主體部位傳熱係數約增加51%~59%,而在厚度為240mm磚牆內保溫條件下,這種影響僅2%~5%,可見外保溫做法更有效地減少了室內的熱負荷。
  4、 減少內牆麵裂縫,方便在室內裝修及牆麵上懸掛、固定物件。
  目前,凡采用內保溫技術的工程普遍麵臨著麵層開裂的難題。其主要原因之一是外牆直接暴露在大氣中,溫度變化不斷引起變形應力,易導致強度較低的內保溫層及其層麵開裂。此現象在高層建築及東西朝向的條形建築物上尤其明顯。在做外保溫的內牆上避免了因外牆溫度和濕度變形而導致的開裂,從而減少住戶投訴,同時方便牆麵施工和室內裝修。
  5、 使牆體潮濕情況得到改善,有利於室溫穩定。
  采用外保溫時,由於蒸汽滲透性高的主體結構產處於保溫層內側,用穩態傳濕理論進行冷凝分析,隻要保溫材料選擇適當,在牆體內部不會發生冷凝現象,故無需設置隔汽層。牆體由傳熱體變成蓄熱體,結構層的整個牆身溫度提高了,不僅降低了它的含濕量,還不用再設空氣層,同時牆體能吸收和釋放能量,有利於氣溫的穩定,可得到室內舒適的熱環境,牆體形不成露點差,徹底消滅結露現象。由於采用外保溫措施後,結構層的個牆身溫度提高了,因而進一步改善了牆體的保溫性能。
  6、 提高了防水功能和氣密性。
  外保溫不僅節約采暖能源開支,而且降低了夏季空調的費用,大大提高了牆體防雨水浸濕的功能,加氣混凝土、混凝土空心砌塊等牆體,在砌築灰縫和麵磚粘貼不密實的情況下,其防水和氣密性較差,而采用外保溫,不但改善了外來水份造成牆體的潮濕,還改善了牆體的氣密性。
  7、 便於舊建築進行節能改造。
  20世紀80年代以前建造的工業與民用建築一般都不滿足節能要求。因此,對舊房進行節能改造,已提上議事日程。與內保溫相比,采用外保溫方式對舊房進行節能改造,其最大優點之一無須臨時搬遷,基本不影響用戶的室內活動和正常生活。
  8、 可減少保溫材料用量,增加房屋的使用麵積。
  在達到同樣的保溫效果的前提下,采用外保溫牆體可以節約保溫材料的用量。據統計,與內保溫相比,北京、沈陽、哈爾濱、蘭州四地外保溫建築所使用的保溫材料分別節省44%、48%、58%、45%。由於保溫材料貼在牆體的外側,其保溫、隔熱效果優於內保溫和夾心保溫,可使主體結構牆體減薄,從而增加使用麵積。仍以北京、沈陽、哈爾濱、蘭州四地為例,當主體結構為實心磚牆時,每戶使用麵積分別增加1.2m2 , 2.4m2 , 4.2m2 ,1.3m2 ,當主體牆為混凝土空心砌塊時,每戶使用麵積分別可增加1.6m2 , 2.5m2 , 4.6m2 ,1.7m2 ,增加使用麵積明顯。
   9.相對於外牆內保溫,外牆外保溫具有明顯的經濟綜合優勢。
   首先外牆外保溫減少了保溫材料的使用厚度,北京地區至少可以節省40%保溫材料用量。在進入裝修階段,內外牆可同時進行,工期短,施工速度快,節約人工費;保溫效果好,可減少暖氣散熱器麵積,減少鍋爐房建築麵積,減少總投資預算;延長建築物的使用壽命,減少長期維修費用,同時可享受牆改節能的優惠政策。
   從以上總結可以看出,無論從機理上或從實際效果來看,外保溫做法是最佳選擇。在國外,采用外保溫的建築已有40多年的曆史,近年來,外保溫技術在我國也得到了迅速發展,相繼建成了一批批的外保溫建築,取得了良好的效果和經驗。
  (三)外牆外保溫技術七大優勢。
  據建設部建築節能中心李萍處長介紹,相對於外牆 內保溫,外牆外保溫具有以下七大優勢。
  1.保護主體結構、延長建築物壽命。對消費者而言,房屋擁有70年的產權。買房基本上是一次性投入。如果建築物質量受損,大修一次,花費若幹,豈不是很不合算?采用外保溫技術,由於保溫層置於建築物圍護結構外側。緩衝了因溫度變化導致結構變形產生的應力,避免了雨、雪、凍、融、幹、濕循環造成的結構破壞。減少了空氣中有害氣體和紫外線對圍護結構的侵蝕。事實證明,隻要牆體和屋麵的溫度變形,有效地消除常見的斜裂或八字裂縫。因此外保溫有效地提高了主體結構的使用壽命。減少長期維候費用。
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  2.基本消除“熱橋”的影響。“熱橋”指的是在內外牆交界處、構造柱、框架梁、門窗洞等部位,形成的散熱的主要渠道。對內保溫而言。“熱橋”是難以避免的,而外保溫既可以防止“熱橋”部位產生結露,又可以消除“熱橋”造成的熱損失。熱損失減少了,每個采暖的支出自然就降了下來。
  3.使牆體潮濕情況得到改善。一般情況下。內保溫需設置隔汽層,而采用外保溫時,由於蒸汽透性高的主體結構材料處於保溫層的內側,隻要保溫材料選材適當,在牆體內部一般不會發生冷凝現象,故無需設置隔汽層。同時采取外保溫措施後。結構層的整個牆身溫度提高了。降低了它的含溫量,因而進一步改善了牆體的保溫性能。
  4.有利於室溫保持穩定。家中如果有老人或小孩,溫差較大,常常使抵抗力弱的老人小孩患病,而外保溫牆體由於蓄熱能力較大的結構層在保溫板內側,當室內受到不穩定熱作用時,室內空氣溫度上升或下降,牆體結構層能夠吸引或釋放熱量,故有利於室溫保持穩定。
  5.便於舊建築物進行節能改造。以前的建築物一般都不能滿足節能的要求,因此對舊房進節能改造,已提上議事日程,與內保溫相比,采用外保溫方式對舊房進行節能改造,最大的優點是無需臨時搬遷,基本不影響用戶的室內生活和正常生活。
  6.可以避免裝修對保溫層的破壞。不管是買新房還是買二房,消費者一般都需要按照自已喜好進行裝修,在裝修中,內保溫層容易遭到破壞,外保溫則可以避免發生這種問題。
  7.增加房屋使用麵積。消費者買房最關心的就是房屋的使用麵積,由於保溫材料貼在牆體的外側,其保溫、隔熱效果優於內保溫,故可使主體結構牆體減薄,從而牆加每戶的使用麵積。據統計,以北京、沈陽、哈爾濱、蘭州的塔式建築為例,當主體結構為實心磚牆時,每戶使用麵積分別可增1.2平方米、2.4平方米、4.2平方米和1.3平方米,可見經濟效益十分顯著。
結語
  (1) 建築處牆采用外保溫技術存在著多方麵的優越性,既明顯改善了居住舒適性,又有十良好的節能效果和綜合經濟效益。隨著我國建築節能要求與舒適性要求的不斷提高,采用外牆外保溫的需求正在日益迫切,外牆外保溫市場必將迅速擴大。
  (2) 目前,國外多種多樣的外牆外保溫技術已取得了長足的發展。在這樣的條件下推進我國的外牆外保溫技術,能夠吸取國外有益的先進經驗。並結合我國實際進行創新,改造,以較高的起點,較快的速度前進。
  (3) 我國外牆外保溫技的發展,必將是多種技術互相學習,相互滲透,披此競爭,共同提高的局麵。也隻有這樣,才能促進外牆外保溫技術的繁盛,有利於建築技術的整體進步。在多種外牆外保溫技術的競爭和發展中,工程質量,耐久性以及合理的價格,將是取勝的關鍵因素。
  (4) 近幾年來,我國外牆外保溫技術取得了巨大的進展,建成了以百方平方米計的質量良好的新建和改建的外牆外保溫工程,為國家的建築節能事業做出了有益的貢獻。這些工程的實踐證明,隻要遵循外牆外保溫的規律性,提出合理的技術要求,並切實按照有關要求認真進行設計和施工,外牆外保溫的工程質量是完全可以保證的。
  (5) 許多國家的技術經驗和國內多年的工程實踐證明,外牆外保溫技術確實是中國建築節能技術的一個重要的基本的發展方向。在各方的共同努下,我國外牆外保溫技術的繁榮指日可待。
 
 
 
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