2005年7月1日建設部組織制定并頒布了中華人民共和國家標準《公共
建筑節能設計標準》,該標準中明確規定了室內環境節能設計計算參數。規定今后
公共建筑通過合理的
建筑節能設計,增強建筑的
保溫隔熱性能和提高
采暖、通風、空調
設備能效比的節能措施。
目前,業內在
節能建筑設計和建筑節能標準方面開展了大量研究 ,但專
門針對既有建筑節能改造的適用技術研究仍不夠系統。
一、門窗系統
建筑門窗是建筑
圍護結構的組成部分,影響
窗戶的保溫性能主要因素有窗戶傳熱和
空氣滲透,熱量主要通過窗框、玻璃、窗頁與窗框的縫隙散失。建筑外
門窗面積占建筑面積的10%~15%左右,根據有關測試數據顯示:透過門窗的能耗約占整個建筑的50%。現有的公共建筑大部分已經更換過門窗,大都為
塑鋼門窗,少部分老住宅為
鋁合金門窗、
鋼門窗或
木門窗。對既有公共建筑門窗可采取以下措施:增設窗簾;使用保溫性能好的門窗(如
塑鋼門窗);外窗采用
透光材料(如
鍍膜玻璃、
中空玻璃)等,并在窗框與外墻連接部位填充
玻璃棉或
發泡劑等
絕熱材料,外側用
密封膠對縫隙進行
密封,阻斷窗框與外墻之間縫隙進入冷風,更重要的是要保證施工質量。
二、墻體保溫
墻體
節能技術分為單一墻體節能技術與復合墻體節能技術,隨著
外墻保溫性能要求的提高,單一材料墻體已經很難滿足要求。目前復合墻體節能技術有:
外墻外保溫技術、外墻內保溫技術、內外混合保溫技術、墻體夾心保溫技術、
墻體自保溫技術、雙層節能外墻技術等。單就現有實踐情況看,外墻內保溫技術、外墻夾心保溫技術與
外墻外保溫技術應用較為普遍。三者都能夠提高冬天外墻內
表面溫度,改善
室內熱環境,其中外墻
外保溫的應用效果較好,更適用于既有建筑節能改造中。
1. 外墻內保溫技術。外墻內保溫是將
保溫材料置于外墻的內側,通常采用增強石膏復合聚苯
保溫板、
聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板等材料。當建筑節能標準較低,對保溫隔熱性能要求不高時可使用。內保溫對飾面和保溫材料的
防水、
耐候性等技術指標要求不高,
紙面石膏板、石膏
抹面砂漿等均可滿足使用要求,取材方便且造價低。但由于材料、構造、施工等原因,飾面層易
開裂;不便于公共建筑進行二次裝修;多占用室內使用空間。
2. 外墻夾心保溫技術。外墻夾心保溫技術是將保溫材料置于同一外墻的內外兩側墻片之間,內外側墻片可采用傳統的
黏土磚、
混凝土空心砌塊等。這些傳統材料的防水、耐候等性較好,對內側墻片和保溫材料能夠形成有效的保護。夾心保溫對保溫材料要求不高,
聚苯乙烯、玻璃棉、
巖棉等材料均可使用;并且受施工季節和施工條件的局限小,不影響冬季施工。近年來,該技術在嚴寒地區得到了一定的應用。
3. 外墻外保溫技術。外墻外保溫常用的保溫
絕熱材料有,聚苯乙烯泡沫
塑料板(
EPS及
XPS)、巖(礦)棉板、
玻璃棉氈、聚苯顆粒保溫料漿、硬質
聚氨酯泡沫塑料等。外保溫能使外墻內表面保持較高的溫度,減少自然界溫度、濕度、紫外線等對
主體結構的影響,且“
熱橋”較少。在采用同樣厚度保溫材料的條件下,外保溫要比內保溫減少近1/5的
熱損失。經外保溫后,由于內部實體墻熱容量大,可減緩室內溫度浮動頻率,儲存更多的熱量,即使室內的空氣溫度有所變化,也能得到較為舒適的室內熱環境。外保溫能夠增加近2%的使用面積,不存在對室內裝修的限制。并且可以保護主體結構,減少長期的重復維修費用投入。
三、屋面節能改造
屋面不僅是失熱
構件,也是受
太陽輻射影響最直接的構件,對頂層住戶影響最大。屋面節能改造通常要注意,
保溫層不宜選用
密度較大、
導熱系數較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大;保溫層也不宜選用
吸水率較大的保溫材料,以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水降低保溫效果。比較各種保溫材料的節能效果和經濟性,公共建筑屋面宜選用聚苯乙烯泡沫塑料板、擠
塑性聚苯板、水泥聚苯板、巖棉等輕質高效
保溫隔熱材料。
常用的屋面改造形式包括,平屋頂改坡屋頂、架空屋面、倒置式屋面、蓄水屋面、吸濕散熱屋面、干鋪保溫材料屋面、
遮陽屋面、淺色坡屋面、種植屋面等。從生態環保角度考慮,種植屋面是一種十分有益的節能屋面,且能夠起到一定的
隔熱保溫作用。其原理主要是利用,植被莖葉的遮陽作用,降低屋面的室外綜合溫度,減少屋面的溫差傳熱量;植物的光合作用,消耗
太陽能用于自身蒸騰;植被基層的土壤或水體的蒸發消耗太陽能。如果種植灌木科可有利于
固化CO2釋放氧氣,凈化空氣,具有很好的生態效用。城市中大多數樓房都具有這種負載力,但對于過于老舊的公共建筑,要先進行評估方能實施。目前,種植屋面在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區都有應用。從經濟方面考慮,將平屋面改為坡屋面較為實用,不僅能提高屋面的
熱工性能,豐富建筑天際線,城市形象也能得到提升。
四、結語
在我國實施既有公共建筑節能,有望使城市公共環境質量得到改善和提高,同時能夠帶動相關新型建筑墻體、
節能門窗、采暖空調、太陽能
新能源等產業的發展,增加新的經濟增長點,創造更多就業機會。建筑節能是“功在當代、蔭及子孫”的世紀工程,是實現社會可持續發展的有效途徑。從建筑本身出發,通過對既有建筑節能改造的技術研究,推動既有建筑節能改造持續發展,深化我國的建筑節能工作。可以預見,隨著人們對實現資源節約、環境友好型社會的迫切要求,我國的建筑節能事業將日益落到實處,走向縱深。
參考文獻:
[1]龍惟定:
民用建筑怎樣實現降低20%能耗的目標[J].暖通空調,2006,(6).
[2]黃 濤 吳華新 章 永:建筑節能設計及外墻外保溫的應用[J].工程建設,2006,(8).
[ 3 ] 葉雁冰: 我國既有公共建筑的節能改造研究[ J ] . 工業建筑,2006,(1).