建筑节能设计及技术完善措施浅谈

建筑节能设计及技术完善措施浅谈

蒙佳欣

天津飞梵空间建筑设计事务所 300381身份证号码：120225199108165242

摘要：随着社会发展，生态环境的保护引起的人们普遍重视，对居住环境的环保性与安全性有了更高的要求。绿色建筑设计理念在建筑设计中有着重要的作用，不断优化建筑节能设计，以节能减排的形式，抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，达到相对“零排放”，以便满足当代人们绿色环保的需求，促进社会可持续发展。

建筑表皮就像人类的衣服一样，保护着它们不受极湍温度和气候变化的影响。它起的作用越大，采暖或空调的能耗就越小。因此技术手段和构造方法必须在每一个细节上都与由功能和气候所决定的要求相协调。建筑的采暖要求很大程度上取决于建筑表皮的热量损失。建筑构件的热量传递损失是和它的面积和导热能力相对应的。首先要把建筑变得更加紧凑，其

次是要采用优质均勻的保温。对于那些面积比较大的元素来说，保温性能的好坏显得尤为重要。建筑表皮通常包括透明和不透明两个部分。由于玻璃的口 值比较高，所以它的热损失要比其他不透明的建筑构件大得多。窗户必须满足自然通风和采光、与外界的视觉联系和建筑表现等一系列功能要求。同时，这些构件-如果它们是经过正确的规划和设计的话-还可以作为被动式利用大阳能的基础。

玻璃

对于玻璃区的构造来说，窗框和玻璃的质量有着至关重要的意义。近年来玻璃工业有了很大的进步。三层中空玻璃和特殊的表面处理可以实现很低的口值。这种玻璃的造价只比传统的隔热玻璃贵了不到 25%，而且随着它们的大规模推广价格还会大幅下降。即使对于传统的隔热玻璃来说，窗框的隔热性也比玻璃要差得多。因此在采用三层中空玻璃时，必须对窗框的隔热性有相应的提高。有保温层（通常是PUR，有时也会用软木）的窗框的应运而生。这些窗框比它们的前任要昂贵得多。而且，由于三层中空玻璃的厚度比较大，所以就要求窗框的截面也比以前更宽，这对设计和美观来说是一个美中不足的地方。在这种情况下，大型整体窗户可以降低窗框的用量，固定扇和开启扇开启的合理划分也可以减少厚窗框的用量。几乎没有可开启扇的梁柱式立面与三层中空玻璃的结合会更加经济，受力面也会小得多。

对于提高窗户标准来说，与立面其他部分结合时，避免热桥的产生和保证气密性是非常重要的。正如很多风门试验所表明的一样，建筑表皮上的渗漏点往往出现在这些地方。

墙体

不透明的建筑构件-必须同时满足名种不同的要求。某些构造形式和材料的以对多个要求做出回应：透明的隔热层就是解決办法之一，它既可以满足保温的要求，又能起到透光的作用。当同样的构造原则或者同一种材料必须满足完全矛盾的要求时，就会有问题产生。例

如，用同一种材料，既要满足保温的要求，又要满足热量储存的要求，这样就会导致两种效果都不是很理想。在这种情况下，正确的方法是采用不同特征的材料和设计相结合的办法在外墙上添加轻质保温材料，可以提高墙体的口值。这个设计取决于室内建筑构件的蓄热能力对温度波动的补充。多个层次的外墙设计为把具有蓄热功能的实体构件放在内侧提供了条件，而保温层则设置在外侧。整个建筑表皮外面均匀的保温层有利于避免在外墙上出现保温的薄弱环节。在节能建筑中，需要对建筑构件之间的连接点子以高度的重视，尤其是要避免热桥的产生。

保温材料

保温材料的发展趋势主要集中在针对性的应用，而不是要头现单个产品或系统的普遍适用。许至新兴的产品和系统都是建立在生物工艺上的。这门科学以自然为模型，用模拟自然的技术手段满足特珠的需要。发展的技术和自然的形式之间有着无数的相似性。因此，半透明的保温层就好像是北极熊的毛皮。尽管它们在形式和功能上有着相似性，但是从内部结构上来讲往往是大相径庭的。从这一点来说，自然要节能得多：它用最少的能量（通常不超过 40°C）实现非常高的效率，而且完全是可再生的。

半透明的保温材料，或者叫TIM,结合了可以透过太阳辐射的透明材料良好的保温性能。把它们安装在实墙前面的话，可以收集太阳辐射，然后在没有光照的时候把能量释放到室内。这样可以降低能耗，并且把墙体的有效平衡进行积极的利用。

这个系统是从在实墙外面安装玻璃以起到收集太阳能和阻止热量流失作用的特朗布壁发展而来的。在寒冷的季节中，玻璃起到的保温作用对于实现整个墙体的能量平衡来说是不够的。对于推广TIM来说，最大的障碍就是这种材料的透明保护层和夏季的遮阳系统之类

的调节构件的高昂造价。把TIM 放在框架式立面上可以简化窗框的构造。可以用聚碳酸酯板作为饰面材料。通过在透明外皮上附加保温层的做法，就可以取消保护玻璃，根据总体的面积，取消遮阳系统。

由于导热性降低了 10 (Lambda 值接近 0.004W/ m²K），真空保温以材料和空间都非常经济的方式实现了非常低的U值。这种通常为多孔硅酸盐的新兴材料的核心被包裹在由玻璃、金属或者是镀上了合成表皮的金属组成的封套之中，它可以阻止热量在材料中的传递。这种材料也非常特殊。必须根据每个案例进行专门的申报。

到目前为止，这些板材主要应用于用传统保温材料很难达到厚度的要求或者不经济的地方。它的应用范围包括净高有限的现有建筑的楼板、采暖空间上方室内外平接的露台、受法律保护的文化遗产型建筑以及玻璃立面上的人口大门或者栏板。在立面应用中，由于它的厚度很薄，所以可以提高空间的使用率，这对于市中心的多层建筑来说是一个非常有利的方面。

热量储存

具有良好保温性能建筑表皮和紧凑的建筑形式可以减少建筑的能量需求。大阳能可以满足剩下的能量要求中的绝大部分。但是在晴天，尤其是春秋季，收集来的太阳能往往得不到充分的利用。过热的情况常常会出现，剩余的热量必须通过通风或者阻止太阳人射来解决。内部储存体量的蓄热性能越强，热量的损失就越小。热量储存体量还可以对夏天和冬天房间内的温度变化进行调节。这也是最容易造成过热，尤其是加大室内热负荷的问题所在。热量储存体量和夜间通风的结合还能起到“冷储存”的作用。但是光有热量储存是不够的，不能忽略诸如遮阳之类的元素。

这些材料即使在温度变化很小的时候也能储存很多的热量。自然界中的热量储存全部是被动的，不需要任何其他能量的支持。它最大的优点是减少了重量和对空间的要求。添加了 30%PCM混合物的石膏只需要 2cm厚就能储存和18cm 厚的混凝士一样的热量。这种材料还对减小温度的波动作出了很大的贡献。然而，大多数居住建筑已经有了必要的建筑体量。对于这个领域来说，如果建筑本身已经有了很好的保温性能而且温度变化也很小的话，PCM 就不会带来很大的变化。相反，对于办公建筑来说，它就有了用武之地：夏天，PCM的使用可以有效地避免太阳入射或者内部热负荷造成的过热现象，尤其是那些采用轻质结构形式的建筑。有目的的夜间通风可以完成再生过程，排出白天积聚的热量。

未来的目标

研究人员和生产部门正在积极地推进新的构件和建筑体系。创新和产品进步的情况必须在施工中得到正确的应用。建筑师的任务就是要在日常生活中检验产品的实用性，通过分析寻找更多的机会，从而提高规划和设计的质量。

参考文献：

【1】卡尔 •弗雷德里奇，Weizsäcker: Bew-usstseinswandel，慕尼黑，1991

【2】罗伯特．贡萨洛 卡尔•J．赫伯曼 著 马琴 万志斌 译 建筑节能设计202-204