建筑节能知识问答
1,什么是建筑节能 为何要搞节能
答:所谓建筑节能,今天它的含义比字面上的意思要丰富,深刻得多.自1973年发生世界性的石油危机以后的20年来,在发达国家,它的说法经历了三个阶段:最初就叫"建筑节能";但不久改为"在建筑中保质能源",意思是减少建筑中能量的散失.近年则普遍称作"提高建筑中能源利用率",也就是说,并不是消极上的节省,而是从积极意义上提高利用效率.在我国,现在仍然通称为建筑节能,但其含义应该进行到第三层意思,即在建筑中合理使用和有效利用能源不断提高能源利用效率.
因此,建筑节能是指在建筑工程设计和建造中依照国家有关法律, 法规的规定,采用节能性的建筑材料,产品和设备,提高建筑物围护结构的保温隔热性能和采暖空调设备的能效比,减少建筑使用过程中的采暖,制冷,照明能耗, 合理有效地利用能源.它改变了建筑物传统的构造形式,使之具有保温隔热的性能,从而在减少电,气的使用时间,频率或不用电,气的时就可以满足舒适的需要. 提高建筑物围护结构保温隔热性能的主要途径是在建筑体形,布局,朝向,间距和围护结构的设计上采取适合地方特点的措施以实现节能,如提高围护结构墙体,屋面的保温隔热性能及门窗的保温性和气密性;提高楼地板,分户墙,隔墙的保温隔热性能.提高采暖空调设备的能效比要求合理提高锅炉的负荷率,改善锅炉运行状况,采用管网水平平衡技术,以及加强供热管道保温等.
那么建筑用能的范围界定在哪里 国内过去较多的说法是建筑用能包括建筑材料生产,建筑施工和建筑物使用方面的能耗,这种说法,把建筑用能跨越了工业生产和民用生活的不同领域,从而与国际上通行的口径不同.近来,经过认真研究,大家认为,我国建筑用能的范围,应该与发达国家取得一致,即建筑能耗应指建筑使用能耗,其中包括采暖,空调,热水供应,炊事,照明,交通运输能耗并列,属于民生能耗,一般占全国总能耗的30%-40%左右.由于建筑用能关系国计民生,量大面广,节约建筑用能,是个牵涉到国家全局,影响深远的在事情.
随着我国每年以10亿平方米的民用建筑投入使用,建筑能耗占总能耗的比例已人1978年的约10%上升到目前的26.5%.我国近期建筑节能的重点是建筑采暖,空调节能,包括建筑围护结构节能和采暖,空调设备效率提高以及可再生能源利用等.
近年来,我们对居住舒适度的要求日益提高,但由于能源利用效率很低,建筑能耗迅速增长,已大大超过了能源增长的速度,能源供应紧张已严重制约了经济建设和人民生活水平的进一步提高,建筑节能成为一项长期而紧迫的战略任务.开展建筑节能,有着巨大的社会经济效益,还可以改善室内热环境,减少空气污染,提高人民居住环境水平,并能带动相关产业和经济持续发展.
(1)经济的发展,依赖于能源的发展,需要能源提供动力,能源短缺对我们的经济发展是一个根本性的制约因素.我们要可持续的发展经济,不能仅仅依靠"开源",还要积极的"节流".比如说,仅仅采暖用能一项,就已占到能源总消耗的10%左右,这还不包括制冷和照明用能.如果我们能够达到国家要求的50%节能的标准,大家想想看,能够产生多大的社会和经济效益
(2)矿物燃料燃烧所排放的烟尘等颗粒物以及二氧化硫和氢氧化物都会危害人体健康,是产生许多疾病的根源;还会造成环境酸化,酸雨会破坏森林,损害建筑物;而产生的二氧化碳会造成地球温室效应,对地球环境造成巨大破坏.在青岛,冬季采暖期大气污染超标的根本原因,就是采暖燃煤排放的污染物.可见,如果采暖能耗不能大幅度地降低下来,不仅大气环境指标不可能改善,而且还会越来越恶化.因此,为了改善大气环境,也必须抓紧建筑节能工作.
(3)开展建筑节能,还可以改善室内热环境中,使室内热环境不仅更稳定,而且更舒适,进而大大提高居住环境的水平.
2,什么是节能建筑
答: 节能建筑是指遵循气候设计和的基本方法,对建筑规划分区,群体和单体,建筑朝向,间距,太阳辐射,风向以及外部空间环境进行研究后,设计出低能耗建筑,其主要指标有:建筑规划和平面布局要有利于自然通风,绿化率不低于35%;建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2h,最小日照距离不低于1.1h;窗墙面积比不宜大于0.35,建筑外墙传热系数k值小于该地区节能标准规定值;要求节能指标在80年代初砖混结构多层住宅达到舒适热环境效果的同时节能50%及以上等.由于节能建筑具有良好的保暖效果,即房间温度不会随着室外气温的变化而大幅度变化,有着自然的冬暖夏凉的效果,因此被专家称为自然"空调房".
3,什么是保温材料 什么是建筑保温材料
答:保温材料是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体.材料保温性能的好坏是由材料导热系数的大小所决定的.导热系数越小,保温性能越好.
用于建造节能建筑的各种保温材料被称为建筑保温材料.主要有屋面,墙面保温材料及节能型窗.
保温材料的品种很多,按材质可分为无机保温材料,有机保温材料和金属保温材料三大类.按形态又可分为纤维状,多孔(微孔,气泡)状,层状等数种.目前在我国建筑市场上应用比较广泛的纤维状保温材料如岩矿棉,玻璃棉,硅酸铝棉及其制品,以木纤维,各种植物秸秆,废纸等有机纤维为原料制成的纤维板材;多孔状保温材料如膨胀珍珠岩,膨胀蛭石,微孔碳酸钙,泡沫石棉,泡沫玻璃以及加气混凝土,泡沫塑料类如聚苯乙烯,聚氨酯,聚氯乙烯,聚乙烯以及酚醛,脲醛泡沫塑料等;层状保温材料如铝箔,各种类型的金属或非金属镀膜玻璃以及以各种织物等为基材制成的镀膜制品.
4,保温和隔热有何区别
答: 建筑物围护结构(包括屋顶,外墙,门窗等)的保温和隔热性能,对于冬,夏季室内热环境和采暖,空调能耗有着重要影响.围护结构保温和隔热性能优良的建筑物,不仅冬暖夏凉,室内热环境好,而且采暖,空调能耗低.随着国民经济的发展,人民生活水平的提高,人们对改善冬,夏季室内热环境和节约采暖和空调能耗问题日益重视,提高围护结构保温和隔热性能问题也日益突出.
围护结构的保温性能通常是指在冬季室内外条件下,围护结构阻止由室内向室外传热,从而使室内保持适当温度的能力.围护结构的隔热性能通常是指在夏季自然通风的情况下,围护结构在室外综合温度(由室外空气和太阳辐射合成)和室内空气温度波作下,其内表面保质较低温度的能力.两者的主要区别在于:
(1)传热过程不同.保温性能反映的是冬季由室内向室外的传热过程,通常按稳定传热考虑;隔热性能反映的是夏季由室外向室内以及由室内向室外的传热过程,通常按以24h为周期的波动传热来考虑.
(2) 评价指标不同.保温性能通常用围护结构的传热系数k值[单位:w/(m2·k)]或传热阻R0值[(m2·k)/w]来评价;隔热性能通常用夏季室外和室内计算条件下(即当地较热的天气),围护结构内表面最高温度θi·max(单位:℃)来评价.如果在同样的夏季室外和室内计算条件下,其内表面最高温度 θi·max低于或等于当地夏季室外计算最高温度te·max,(大体上相当于240mm厚砖墙的内表面最高温度),则认为符合夏季隔热要求.
(3)构造措施不同.由于围护结构的保温性能主要取决于其传热系数k值或传传热阻R0的大小,而围护结构的隔热性能主要取决于夏季室外和室内计算条件下内表面最高温度θi·max的高低.对于外墙来说,由多孔轻质保温材料构成的轻型墙体(如彩色钢板聚苯或聚氨酯泡沫夹芯墙体)或多孔轻质保温材料内保温墙体,其传热系数K值较小,或其传热阻R0值较大,亦即其保温性能较好,但因其是轻质墙体,热稳定性较差,或因其是轻质保温材料内保温墙体,其内侧的热稳定性较差,在夏季室外综合温度和室内空气温度波作用下,内表面温度容易升得较高,亦即其隔热性能较差.也就是说,保温性能通常受构造层次排列的影响较小,而隔热性能受构造层次排列的影响较大.相同材料和厚度和复合墙体,内保温构造,隔热性能较差;外保温构造隔热性能较好.造成上述情况的原因从保温和隔热性能指标的计算方法和计算结果中可以了解得更为清楚.
5,什么是材料导热系数的修正系数
答:材料用于不同的建筑部位时,因环境的影响,导致材料在紧密程度,含水率等无形参数方面发生变化,从而使材料的导热系数发生改变,改变后的导热系数与改变前的导热系数的比值就是材料导热系数的修正系数.
6,什么是热阻 什么是传热阻 什么是最小传热阻 什么是经济传热阻
答:热阻是表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量.在稳态状态下,与热流方向垂直的物体两表面温度差除以热流密度即为热阻,单位(m2·k)/w.
传热阻是表征围护结构(包括两侧表面空气边界层)阻抗传热能力的物理量.为传热系数的倒数,单位为((m2·k)/w.
最小传热阻特指设计计算中容许采用的围护结构传热阻的下限值.规定最小传热阻的目的,是为了限制通过围护结构的传热量过大,防止内表面冷凝,以及限制内表面与人体之间的辐射换热量过大而使人体受凉.
经济传热阻是指围护结构单位面积的建筑费用(初次投资的折旧费)与使用费用(由围护结构单位面积分摊的采暖运行费和设备折旧费)之和达到最小值时的传热阻.
7,什么是传热系数 什么是外墙平均传热系数
答:传热系数是指在稳态条件下,围护结构两侧空气温度差为1k,1h内通过1m2 面积传递的热量,单位为w/(m2·k).
传热系数的倒数即为传热阻.
外墙主体部位传热系数与热桥部位传热系数按照面积的加权平均值,即为外墙平均传热系数.
8,什么是围护结构传热系数的修正系数
答:不同地区,不同朝向的围护结构,因受太阳辐射和天空辐射的影响,使得其在两侧空气温差同样为1k情况下,在单位时间内通过单位面积围护结构的传热时要改变.这个改变后的传热量与未受太阳辐射和天空辐射影响的原有传热量的比值,即为围护结构传热系数的修正系数.
9,什么是热桥(冷桥)
答:建筑围护结构中的一些部位,在室内外温差的作用下,形成热流相对密集,内表面温度较低的区域.这些部位成为传热较多的桥梁,故称为热桥,有时又可称为冷桥.
热桥往往是由于该部位的传热系数比相邻部位大得多,保温性能差得多所致,在围护结构中这是一种十分常见的现象.如砌在砖墙或加气混凝土墙内的金属,混凝土或钢筋混凝土的梁,柱,板和肋,预制保温板中的肋板,夹芯保温墙中为拉结内外两片墙体设置的金属联结件,外保温墙体中为固定保温板加设的金属锚固件,内保温层中设置的龙舟,挑出的阳台板与主体结构的连接部位,保温门窗中的门窗框特别是金属门窗框等.
寒冷季节外墙角部散热面积比吸热面积为大,墙角内空气流动速度较低,接受室内热量比邻近的平直部位为少,也是热流密集,内表面温度较低的热桥部位.
热桥可以通过热工计算,模似测试或实测得出定量的结果.现在已有一些计算机模似软件,可以显示出在不同条件下热桥部位的温度和热流状况.
由于热桥部位内表面温度较低,寒冬期间,该处温度低于露点温度时,水蒸气就会凝结在其表面上,开成结露.此后,空气中的灰尘容易沾上,逐渐变黑,从而长菌发霉.热桥严重的部位,在寒冬时甚至会淌水,对生活和健康影响很大.
加强保温是处理热桥的有效办法.采用外墙内保温可以提高外墙内表面温度,但外墙与隔墙,外墙与楼板等连接处的热桥比较明显;内保温越好,经由热桥部位散失热量所占的比例就越大.采用外墙外保温由于保温层覆盖住整个外墙面,有利于避免热桥的产生,但对于门窗口四周侧壁也应注意妥善保温,避免此处热量过多散失. 至于铝窗框的热桥问题,可以通过在窗框内设置断桥热条的方法解决.
10,什么是蓄热系数 什么是表面蓄热系数
答:蓄热系数是指当某一足够厚度单一材料层一侧受到谐波热作用时,表面温度将按同一周期波动,通过表面的热流波幅与表面温度波幅的比值.其值越大,材料的热稳定性越好.当半无限大材料层表面在周期热作用下,通过材料表面的热流波振幅Aq与表面温度波振幅At的比值,即为蓄热系数,单位为W/(m2·k).
表面蓄热系数是指在周期性热作用下,物体表面温度升高或降低1k时,在1h内,1m2表面积贮存或释放的热量.
