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科技創(chuàng)新

高舒適度低能耗建筑新技術(shù)

發(fā)布時間:2005-11-08 17:46:00 發(fā)布者:本站
節(jié)能現(xiàn)在已成為一個趨勢,但目前的節(jié)能和滿足舒適度之間存在著矛盾,這就需要通過建筑技術(shù)的提高、完善來加以加以解決。

  談到節(jié)能,首先要考慮的問題是:為什么要消耗能源?從根本上講就是人對生活上有健康舒適的要求,而滿足這些要求就需要消耗能量。因此,考慮在滿足人們基本舒適度的情況下,進(jìn)行能源實(shí)際消耗的分析,通過分析滿足舒適度的情況下建筑哪些方面耗能最大,從而制定出相應(yīng)的節(jié)能辦法和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

  針對以上問題,就夏熱冬冷地區(qū)(如華東、華中地區(qū))的建筑節(jié)能如何做,闡述一下個人看法:

  夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能應(yīng)考慮的因素及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

  夏熱冬冷地區(qū)其實(shí)和北京等地區(qū)一樣都需要考慮冬天采暖、夏季制冷的要求,在這里夏季主要需要解決防止或減少太陽輻射進(jìn)入建筑的量問題,以減少制冷的負(fù)荷從而達(dá)到我們的節(jié)能要求;冬天最好能夠增加太陽輻射進(jìn)入的量,提高室溫、存蓄熱量,從而減少采暖的能耗。另外,華東及其它夏熱冬冷地區(qū)的氣候特點(diǎn)就是:濕度較大,濕度是這一地區(qū)無法滿足人體舒適度的主要原因之一,因而這一地區(qū)不僅要考慮保溫隔熱,還要考慮對這一地區(qū)濕度的控制,以達(dá)到居民的居住舒適度的要求。

  我國的傳統(tǒng)的住宅設(shè)計理論以強(qiáng)調(diào)自然通風(fēng)來排除白天建筑物吸收的熱量和揮發(fā)人體的熱量,而采用自然通風(fēng)的建筑物實(shí)際上在特殊季節(jié)、時間段是無法滿足人的基本熱舒適度要求的,就要考慮采用人工的措施,比如裝暖氣、空調(diào),這時就會消耗一定的能量,但傳統(tǒng)設(shè)計中圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分很簡單、熱工性能差,未能過多考慮節(jié)能的要求。所以一方面,人們希望室內(nèi)能夠常年處于20~26攝氏度的舒適范圍內(nèi),加大了室內(nèi)外溫差;另一方面建筑物沒有良好的保溫隔熱能力,造成大量能量從窗、墻、屋頂及地下流失,這是目前建筑節(jié)能面臨的最大問題之一。因此,現(xiàn)在提倡的建筑節(jié)能是考慮到當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件,通過提高建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能,從圍護(hù)結(jié)構(gòu)出發(fā),從技術(shù)上解決問題,最終達(dá)到節(jié)能的目的。

  過去主要是通過暖通空調(diào)設(shè)備的使用來滿足溫度要求的,而現(xiàn)在要通過加強(qiáng)建筑物的保溫和隔熱能力,來盡量滿足這一要求,減少通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量浪費(fèi),使室內(nèi)環(huán)境接近人體舒適度的要求和降低建筑的能耗。

  目前國際上一種新技術(shù),即不靠空氣對流來傳熱。靠輻射已經(jīng)是一種潮流,是一種更新?lián)Q代的方法,因?yàn)樗裙?jié)能又有很高的舒適度,許多專家在研究和倡導(dǎo)這一做法。而在我國絕大多數(shù)的技術(shù)設(shè)計人員中他們的理解和掌握還比較欠缺,還有許多人還對此項技術(shù)不太了解、接受。

  總之,我們現(xiàn)在做的節(jié)能是高舒適度前提下的節(jié)能,通過建筑節(jié)能把采暖,通風(fēng)和其他的建筑能耗降低,通過采用一些柔和式的輻射采暖制冷方式來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

  高舒適度住房(也就是說溫度,濕度,采光和空氣質(zhì)量等等,通過調(diào)整和努力滿足要求的住房)的舒適度標(biāo)準(zhǔn),也就是現(xiàn)在的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO7730。具體要求就是:冬季滿足20攝氏度以上,夏季滿足26攝氏度以下;設(shè)計相對濕度設(shè)計值為40~60%之間,由于實(shí)際操作中的一些誤差有的專家會定在30~70%之間;同時要考慮輻射溫度的問題,也就是要控制房屋內(nèi)墻面、玻璃內(nèi)表面和地面的溫度與室內(nèi)空氣溫度的溫差不超過3~4攝氏度。這樣做是因?yàn)橐粋€成年人體平時會產(chǎn)生約100瓦熱量,人與周圍環(huán)境會發(fā)生熱的交換,這些熱量必須排出而同時又會和周圍物體的表面通過輻射,和周圍的空氣或接觸的物體通過傳導(dǎo)和空氣對流來進(jìn)行熱量交換,來達(dá)到熱量的平衡。只有能使人按照正常的比例散熱的熱平衡才是舒適的,一般來講,對流換熱約占人體總散熱量的25~30%;輻射散熱約占45~50%;呼吸和無感覺蒸發(fā)散熱約占25~30%;所以以輻射方式進(jìn)行的熱交換比對流和傳導(dǎo)更有利,以輻射為主的采暖制冷方式因而更舒適。在考慮采暖的低能耗的設(shè)計中,輻射值被考慮到設(shè)計中,在輻射的過程中還要注意人體輻射這一因素,將其考慮到設(shè)計中去。

  高舒適的低能耗技術(shù)構(gòu)成

  高舒適的低能耗技術(shù)構(gòu)成包括:外墻的復(fù)合保溫隔熱,屋頂、地下保溫,輻射采暖制冷和置換式新風(fēng)。

  目前市場的外墻保溫隔熱節(jié)能技術(shù)總體講應(yīng)用的時間還不長,通常做法:北方保溫墻采用的是無空腔的外墻做法,常用的保溫材料為普通聚苯板,聚氨酯板等,簡單說就是將保溫材料直接粘釘在墻上,外墻刷涂料或貼瓷磚,這一做法存在著問題,技術(shù)方面可能還不是很到位,無空腔的做法實(shí)際上是有空腔的,這樣由于風(fēng)的負(fù)壓的作用,產(chǎn)生強(qiáng)大的作用,導(dǎo)致開裂,南方的濕度比北方的還大,濕氣有可能進(jìn)去卻出不來,天長日久對保溫材料和外墻強(qiáng)度都有隱患,如果再是貼瓷磚的外墻,這一問題就有可能更嚴(yán)重。

  例如東北的一個公共建筑采用了某種外墻保溫技術(shù),幾年后就發(fā)生大面積的脫落,脫落的位置為一個會議室的外側(cè),室內(nèi)外空氣干燥,為什么在內(nèi)外都干燥的情況下會出現(xiàn)剝落現(xiàn)象呢,而且是從黏土空心磚外皮剝落,強(qiáng)度不高的聚苯板為什么會產(chǎn)生如此強(qiáng)的力量?原因是對濕氣的考慮不足,在施工中用水泥砂漿等施工材料施工后,沒有考慮到濕氣的問題,在室內(nèi)外溫差的作用下濕氣能進(jìn)去卻出不來,加上風(fēng)的負(fù)壓作用影響,也會有一些雨水進(jìn)入,最終造成了這一現(xiàn)象。由此可見,即使用了強(qiáng)度很高的保溫材料,墻體還會出問題。

  另外,在應(yīng)用一些新型的外保溫技術(shù)的過程中,理論上講能夠避免乃至解決許多常規(guī)問題,但由于理論和實(shí)踐的銜接存在著一定的問題(墻體的施工不可能由工程師去做),因而出現(xiàn)施工走樣因而這一問題也是不能忽視的。如:國內(nèi)一個項目首先采用了國外的雙層玻璃幕墻技術(shù),因?yàn)樵O(shè)計、安裝、施工都出了一小點(diǎn)問題,結(jié)果導(dǎo)致玻璃爆裂、墜落,非常危險。盡管這一技術(shù)很先進(jìn),理論上也合理,在德國的應(yīng)用也很成功,但還是在國內(nèi)這一項目應(yīng)用中失敗了。這說明做高科技并不輕松,而且還可能具有很高的風(fēng)險。

  窗戶,為節(jié)能的最薄弱環(huán)節(jié),窗戶的保溫和隔熱作用在節(jié)能中最重要,因此窗戶的設(shè)計和施工直接影響著建筑物的節(jié)能效果。北方地區(qū)節(jié)能窗戶一個重要的問題是:當(dāng)室內(nèi)外溫差過大時,會出現(xiàn)窗子結(jié)露,窗戶結(jié)露、流水的問題給許多用戶帶來了不便。新型高效節(jié)能窗就可以解決窗戶結(jié)露的問題,目前有各種節(jié)能窗,北方采用的主要是鋁合金斷熱窗,其氣密性和耐久性都可以做的很好,還有塑料窗戶、木窗等。在窗戶玻璃的應(yīng)用中,低輻射玻璃的性能要注意,應(yīng)用不好,會出現(xiàn)冬季還好夏季反而耗能會大的現(xiàn)象。外遮陽措施是建筑物在夏季或東西向的房子可采取的非常好的節(jié)能方法。國外的遮陽節(jié)能窗的做法也很多,如鋁合金遮陽卷簾、木條遮陽,還有在雙層玻璃中間加遮陽百葉的做法。置換式新風(fēng),又稱健康新風(fēng),室內(nèi)空氣質(zhì)量高,可控制濕度。(史勇)