玻璃幕墻、外
門窗、
采光頂是建筑外
圍護結構中必不可少的、與自然環境有最密切聯系的建筑物外皮的透明部分。作為建筑物內外可交互的物理界面,在討論建筑整體節能的影響和作用時是無法忽略和回避的。
全社會總能耗中比重最大的為
建筑能耗,建筑能耗中夏季得熱和冬季散熱所造成的能耗所占比例最大,對此影響最大的是建筑物外圍護結構的
熱工性,而外圍護結構中因為承擔許多功能而最難以控制的是其透明部分的熱工性。
隨著經濟的發展和國家政策的導向,節能已逐漸成為全社會的共識。但在執行節能政策和推進
節能技術的過程中也要盡量避免認識上的偏差和市場化過程中出現不必要的偏差。自2000年建設部施行《民用
建筑節能管理規定》以來已經5年了。從推行居住建筑
節能門窗的實踐來看,成績是無疑的,但是對于存在的問題和教訓應引起充分的重視。
用科學的觀點指導節能技術和產品
提供舒適的生活和工作環境空間是我們的目標。這是基于“一個可持續思考的操作事項是
建材、建筑物、都市區域的尺度大小并考慮其中的機能性、經濟性、社會文化和生態因素。……為達到可持續建筑環境必須反映出不同區域性的狀態和重點以及建構不同的模型去執行。”“社區與群體活動與環境相調和達到平衡狀態,其內容必須涵蓋健康、節約、生態循環以及場所微環境四大項目,并強調運用低科技自然手法為主的建造方式。”
即使從達到上述目標的階段性過程看,也不應將節能視為唯一和最終的目的。而從近幾年市場對政府節能的響應看,對節能技術和產品的理解過于狹隘。
圍護結構的節能是對于建筑周邊的自然環境,如光線、溫度、
風壓、氣候狀況等充分分析和了解的基礎上,針對建筑本身的朝向、高度、室內功能等特點,通過有效地系統技術和產品對室內環境起到適應和調整的過程。這個過程需要綜合多種因素考慮,需要處理多種關系,諸如
隔熱和得熱、采光和
遮陽、通風和
熱交換的關系,處理好
氣密性、
水密性和傳熱、
隔聲的關系等等。這個過程不應僅僅依據于單一的狀態指標,如K值就能夠說明和解決的。也不是簡單的將一些技術累加或附加就能夠實現的,如節能和智能化的關系,節能和“低科技自然手法”的關系等等。
節能技術和產品的進步與創新
我們面臨的遠非傳統住宅,可持續發展、生態、綠色、健康的概念已被社會所接受或正在接受,從居住空間、空氣、采光、隔聲、隔熱、水、綠化等包括環境、社區、人文等因素都成為市場的需求。建筑本身的技術進步和創新已不是理想和向往,而是一種現實的必需。
由于多種原因,自2000年始歐洲的穿條式隔熱
型材技術進入國內,由引入穿條
設備開始延伸到
節點系統、進而隔熱條、
五金配件、
組角膠等等,由于技術系統化的原因,我們幾乎是完全被動的接受了引進技術和相關產品。目前國內80%%的
加工中心和隔熱
鋁型材合成設備是由歐洲引進的,幕墻和
門窗的節能技術是歐洲系統的翻版。如何引進和消化國外的先進技術和產品關系到如何形成國內自己的系統技術和系統產品,關系到如何建立適應我國特點的獨立的知識產權技術體系。
建筑節能與建筑的地域化特點關系十分密切,不能夠機械地完全照搬。以北京為例,即使同樣的緯度全年溫差要高于其它國家,每年季節性的沙塵構成了無法回避的氣候特點,怎么可以完全照搬歐洲的
雙層幕墻、呼吸幕墻等技術呢?由于缺少技術支持,目前一些正在編制的標準有可能成為國外產品的廣告。幾年的實踐證明,完全和機械地照搬國外技術必將付出相應的代價。
我國經濟的高速發展一定程度上也對節能技術帶來了較高的要求和壓力。2000年北京市建委根據《北京市“九五”住宅建設標準》建筑外窗部分補充規定,特地制定了《提高
建筑門窗使用功能的若干技術要求》,上述文件明確規定了:“各類
住宅建筑外窗
傳熱系數不大于即≤3.5W/m2K”。2004年5月又頒布執行了北京市地方標準《居住建筑門窗技術規范》,同年7月頒布執行了《北京地區居住建筑節能標準》,規定將住宅建筑外窗傳熱系數提高到不大于即≤2.8W/m2K。僅僅4年,建筑外窗的傳熱系數提高了20%%。而德國1952年建筑外窗傳熱系數是3.5W/m2K,25年后的1977年才提高到2.8W/m2K。相比之下我們的發展速度不可謂不快,但在短短的4年里我們的產品技術是否滿足新的指標要求?技術及產品的
可靠性和
穩定性又如何保證呢?
根據《建筑結構
可靠度設計統一標準》(
GB50068-2001)和有關行業規范,建筑門窗被視為“可替換的非結構性
構件”,
設計使用年限為10年,
建筑幕墻為“易于替換的結構”,設計使用年限為25年。普遍性的例子有:
自2000年以來作為門窗主受力
桿件的框扇
斷橋隔熱鋁型材得到迅速發展,行業標準也已頒布執行。由于斷橋隔熱鋁型材是由隔熱條聯結兩側的鋁型材形成完整的受力桿件,在組成框扇時組角部分的連接
強度就顯得至關重要。而目前市場上眾多的斷橋隔熱
鋁合金門窗的組角仍然沿用傳統的單組角方式。角連接強度的不穩定性必將導致框扇
變形,框扇變形必然導致框扇之間、玻璃與框、玻璃與扇之間的縫隙,由此
氣密性失效、水密性失效、隔熱隔聲性能也隨之降低。由于目前尚沒有明確的標準要求,甚至難以對此判定是不合格產品還是低級產品。
建筑透明部分的主要材料是玻璃,根據規定幕墻和門窗必須采用
中空玻璃。
中空玻璃的一個關鍵技術在于中空玻璃的
封邊。由于近幾年居住建筑市場上流行
落地窗和外飄窗,玻璃分格越來越大,這就意味著中空玻璃的封邊要吸收更大的變形和應具有較高的
密封抗疲勞性,特別是采用LOW—E玻璃時,為防止LOW—E膜的
氧化失效,對其密封性要求更高。作為建筑外窗應具備10年的設計有效年限,玻璃幕墻應具有25年的設計使用年限。上述產品以及主要材料可以出具有效期保證書嗎?可以接受在有效期內的抽檢或檢測嗎?
節能促進環保,環保要求節能
綠色建筑要求“經濟與環境兩個問題中有效率的利用僅有的資源并提出解決的方法,進一步改善生活的環境。”
建筑節能的解決方案應基于對環境的污染和對環境的有效利用。
涉及建筑透明部分的環保問題主要有對建筑外周邊環境的
光污染,對室內部分的躁聲、空氣、光線控制等,這些都已經制定了相關的標準規范。這里著重提出的是構成幕墻門窗等產品的主要材料及在其生產過程中的環保問題。
玻璃幕墻、采光頂、建筑門窗的主要材料涉及
鋼材、鋁型材、
塑料、玻璃、
木材等,目前我國還沒有關于
綠色建材的相關標準。如果參照美國《綠色
建筑技術手冊》中的論述,綠色建材的概念應根據材料的資源量、可重新使用性、可再循環量、可再生性和可持續管理策略、本地生產和減少運輸、地區適用性、壽命周期費用和維護要求、資源的回收和再利用進行分析和判定。
鋼材、鋁型材、玻璃、木材有良好的可再循環價值。“多數塑料是可再循環的,但是目前再循環率并不高,因為有各種各樣的材料在用,很難將它們分開。有些塑料如果設計的容易拆除,就更容易在建筑中被重新利用。
添加劑、
鍍膜和
著色劑會使再循環變得困難。”如此分析,為使將來不付出更大的代價,現在應該是著手研究和開始解決問題的時候了。
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