2005年7月1日建设部组织制定并颁布了中华人民共和国家标准《公共
建筑节能设计标准》,该标准中明确规定了室内环境节能设计计算参数。规定今后
公共建筑通过合理的
建筑节能设计,增强建筑的
保温隔热性能和提高
采暖、通风、空调
设备能效比的节能措施。
目前,业内在
节能建筑设计和建筑节能标准方面开展了大量研究 ,但专
门针对既有建筑节能改造的适用技术研究仍不够系统。
一、门窗系统
建筑门窗是建筑
围护结构的组成部分,影响
窗户的保温性能主要因素有窗户传热和
空气渗透,热量主要通过窗框、玻璃、窗页与窗框的缝隙散失。建筑外
门窗面积占建筑面积的10%~15%左右,根据有关测试数据显示:透过门窗的能耗约占整个建筑的50%。现有的公共建筑大部分已经更换过门窗,大都为
塑钢门窗,少部分老住宅为
铝合金门窗、
钢门窗或
木门窗。对既有公共建筑门窗可采取以下措施:增设窗帘;使用保温性能好的门窗(如
塑钢门窗);外窗采用
透光材料(如
镀膜玻璃、
中空玻璃)等,并在窗框与外墙连接部位填充
玻璃棉或
发泡剂等
绝热材料,外侧用
密封胶对缝隙进行
密封,阻断窗框与外墙之间缝隙进入冷风,更重要的是要保证施工质量。
二、墙体保温
墙体
节能技术分为单一墙体节能技术与复合墙体节能技术,随着
外墙保温性能要求的提高,单一材料墙体已经很难满足要求。目前复合墙体节能技术有:
外墙外保温技术、外墙内保温技术、内外混合保温技术、墙体夹心保温技术、
墙体自保温技术、双层节能外墙技术等。单就现有实践情况看,外墙内保温技术、外墙夹心保温技术与
外墙外保温技术应用较为普遍。三者都能够提高冬天外墙内
表面温度,改善
室内热环境,其中外墙
外保温的应用效果较好,更适用于既有建筑节能改造中。
1. 外墙内保温技术。外墙内保温是将
保温材料置于外墙的内侧,通常采用增强石膏复合聚苯
保温板、
聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板等材料。当建筑节能标准较低,对保温隔热性能要求不高时可使用。内保温对饰面和保温材料的
防水、
耐候性等技术指标要求不高,
纸面石膏板、石膏
抹面砂浆等均可满足使用要求,取材方便且造价低。但由于材料、构造、施工等原因,饰面层易
开裂;不便于公共建筑进行二次装修;多占用室内使用空间。
2. 外墙夹心保温技术。外墙夹心保温技术是将保温材料置于同一外墙的内外两侧墙片之间,内外侧墙片可采用传统的
黏土砖、
混凝土空心砌块等。这些传统材料的防水、耐候等性较好,对内侧墙片和保温材料能够形成有效的保护。夹心保温对保温材料要求不高,
聚苯乙烯、玻璃棉、
岩棉等材料均可使用;并且受施工季节和施工条件的局限小,不影响冬季施工。近年来,该技术在严寒地区得到了一定的应用。
3. 外墙外保温技术。外墙外保温常用的保温
绝热材料有,聚苯乙烯泡沫
塑料板(
EPS及
XPS)、岩(矿)棉板、
玻璃棉毡、聚苯颗粒保温料浆、硬质
聚氨酯泡沫塑料等。外保温能使外墙内表面保持较高的温度,减少自然界温度、湿度、紫外线等对
主体结构的影响,且“
热桥”较少。在采用同样厚度保温材料的条件下,外保温要比内保温减少近1/5的
热损失。经外保温后,由于内部实体墙热容量大,可减缓室内温度浮动频率,储存更多的热量,即使室内的空气温度有所变化,也能得到较为舒适的室内热环境。外保温能够增加近2%的使用面积,不存在对室内装修的限制。并且可以保护主体结构,减少长期的重复维修费用投入。
三、屋面节能改造
屋面不仅是失热
构件,也是受
太阳辐射影响最直接的构件,对顶层住户影响最大。屋面节能改造通常要注意,
保温层不宜选用
密度较大、
导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;保温层也不宜选用
吸水率较大的保温材料,以防屋面湿作业时因保温层大量吸水降低保温效果。比较各种保温材料的节能效果和经济性,公共建筑屋面宜选用聚苯乙烯泡沫塑料板、挤
塑性聚苯板、水泥聚苯板、岩棉等轻质高效
保温隔热材料。
常用的屋面改造形式包括,平屋顶改坡屋顶、架空屋面、倒置式屋面、蓄水屋面、吸湿散热屋面、干铺保温材料屋面、
遮阳屋面、浅色坡屋面、种植屋面等。从生态环保角度考虑,种植屋面是一种十分有益的节能屋面,且能够起到一定的
隔热保温作用。其原理主要是利用,植被茎叶的遮阳作用,降低屋面的室外综合温度,减少屋面的温差传热量;植物的光合作用,消耗
太阳能用于自身蒸腾;植被基层的土壤或水体的蒸发消耗太阳能。如果种植灌木科可有利于
固化CO2释放氧气,净化空气,具有很好的生态效用。城市中大多数楼房都具有这种负载力,但对于过于老旧的公共建筑,要先进行评估方能实施。目前,种植屋面在夏热冬冷和夏热冬暖地区都有应用。从经济方面考虑,将平屋面改为坡屋面较为实用,不仅能提高屋面的
热工性能,丰富建筑天际线,城市形象也能得到提升。
四、结语
在我国实施既有公共建筑节能,有望使城市公共环境质量得到改善和提高,同时能够带动相关新型建筑墙体、
节能门窗、采暖空调、太阳能
新能源等产业的发展,增加新的经济增长点,创造更多就业机会。建筑节能是“功在当代、荫及子孙”的世纪工程,是实现社会可持续发展的有效途径。从建筑本身出发,通过对既有建筑节能改造的技术研究,推动既有建筑节能改造持续发展,深化我国的建筑节能工作。可以预见,随着人们对实现资源节约、环境友好型社会的迫切要求,我国的建筑节能事业将日益落到实处,走向纵深。
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