《建筑概論》課件 第六章　建筑節(jié)能

第一節(jié)概述第三節(jié)建筑節(jié)能技術(shù)第二節(jié)建筑節(jié)能材料第六章建筑節(jié)能614了解建筑節(jié)能的概念和意義，了解我國建筑節(jié)能的現(xiàn)狀，熟悉建筑節(jié)能材料，掌握建筑節(jié)能的施工技術(shù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)615概述第一節(jié)616617一、建筑節(jié)能的概念建筑節(jié)能具體是指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建（改建、擴(kuò)建）、改造和使用過程中，執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用節(jié)能型的技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn)品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調(diào)制冷制熱系統(tǒng)的效率，加強(qiáng)建筑物用能系統(tǒng)的運(yùn)行管理，利用可再生資源，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少供熱、空調(diào)制冷制熱、照明、熱水供應(yīng)的能耗，提高能源利用效率。618二、建筑節(jié)能的意義建筑能耗是能源消費(fèi)構(gòu)成的重要部分，在發(fā)達(dá)國家已占到能源消耗總量的35％～40％。在我國，隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，建筑供熱和建筑空調(diào)面積不斷增加，使得建筑能耗占到能源消耗總量的25％以上。在我國目前的能源生產(chǎn)條件下，如果不能更為有效地減緩建筑能耗增長，這勢必會(huì)成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。因此，在我國建筑領(lǐng)域中，應(yīng)狠抓節(jié)約能源，提高能源使用效率，并應(yīng)大力提倡新能源和可再生能源的利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，積極貫徹經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。619三、我國建筑節(jié)能的現(xiàn)狀我國是一個(gè)發(fā)展中國家，又是一個(gè)建筑大國。隨著全面建成小康社會(huì)的逐步推進(jìn)，建筑事業(yè)迅猛發(fā)展，建筑能耗也迅速增長，而且建筑能耗增長的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國能源生產(chǎn)可能增長的速度。如果任由這種高能耗建筑持續(xù)發(fā)展下去，國家的能源生產(chǎn)勢必難以長期支撐，從而不得不組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造，這將要耗費(fèi)更多的人力和物力。如果在建筑中積極提高能源使用效率，就能夠大大緩解國家能源緊缺狀況，促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，建筑節(jié)能是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)國家節(jié)能規(guī)劃目標(biāo)、減排溫室氣體的重要措施。建筑節(jié)能材料第二節(jié)620621一、新型墻體節(jié)能材料新型墻體節(jié)能材料大致可以分為三大類：建筑板材、非黏土磚和建筑砌塊。因非黏土磚（多孔磚、空心磚）和建筑砌塊在本書第一章已詳細(xì)講解過，本節(jié)重點(diǎn)介紹幾種常見的建筑板材。6221.?玻璃纖維增強(qiáng)水泥輕質(zhì)多孔隔墻條板玻璃纖維增強(qiáng)水泥輕質(zhì)多孔隔墻條板簡稱GRC板、GRC輕質(zhì)多孔條板、GRC空心條板等。這種隔墻條板是以耐堿玻璃纖維為增強(qiáng)材料，以硫鋁酸鹽水泥輕質(zhì)砂漿為基材制成的具有若干個(gè)縱向圓孔的條形板，具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、壁薄、抗沖擊、耐水、耐候、抗裂性好、便于制作成外形較為復(fù)雜的構(gòu)建筑物等優(yōu)點(diǎn)。但生產(chǎn)這種板材的多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，機(jī)械化水平低，其制作技術(shù)和裝備正處于改進(jìn)和發(fā)展階段。最初GRC板只限于用作非承重的內(nèi)隔墻，現(xiàn)已經(jīng)開始用作公共建設(shè)、住宅建筑和工業(yè)建筑的外圍護(hù)墻體。6232.?纖維增強(qiáng)低堿度水泥建筑平板纖維增強(qiáng)低堿度水泥建筑平板是以石棉、短切中堿玻璃纖維或以抗堿玻璃纖維等為增強(qiáng)材料，以Ⅰ型低堿度硫鋁酸鹽水泥為膠結(jié)材料，經(jīng)過混合配制、攪拌成型、養(yǎng)護(hù)而成的建筑平板，具有質(zhì)輕、不燃燒、耐水性好、不變形、可釘、可鋸、可涂刷、可干作業(yè)施工等顯著特點(diǎn)。其中，纖維水泥外墻板是一種集功能性、裝飾性為一體的新型節(jié)能墻體材料，以水泥、木質(zhì)纖維等為原料，不含石棉等對(duì)人體有害的物質(zhì)。生產(chǎn)工藝采用真空擠出成型工藝，產(chǎn)品經(jīng)過壓花、切割、蒸壓養(yǎng)護(hù)、精加工、干燥、涂裝、包裝等工序加工而成。6243.?蒸壓加氣混凝土板蒸壓加氣混凝土板是以水泥、石灰、硅砂等主要原料為主，再根據(jù)結(jié)構(gòu)要求配制添加不同數(shù)量經(jīng)防腐處理的鋼筋網(wǎng)片的一種輕質(zhì)多孔的新型綠色環(huán)保建筑材料，其密度比一般水泥質(zhì)材料小，具有良好的耐火、防火、隔聲、保溫等性能。蒸壓加氣混凝土板含有大量微小的、非連通的氣孔，孔隙率為70％～80％，因此具有自重小、絕熱性好、隔聲吸音等特性，可用作內(nèi)墻板、外墻板、屋面板和樓板，適用于非地震區(qū)及設(shè)防烈度為6～8度的地區(qū)。6254.?鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾芯板鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾芯板（簡稱GJ板）是由三維空間焊接鋼絲網(wǎng)架和內(nèi)添阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料板條（或整板）構(gòu)成的網(wǎng)架芯板，特點(diǎn)是質(zhì)輕、強(qiáng)度高，承載能力大，防火性能佳，保溫節(jié)能，隔熱隔聲，抗震抗凍，防水防潮，運(yùn)輸方便、易搬運(yùn)，生產(chǎn)規(guī)格靈活，能滿足用戶要求，裝飾方便，占地面積小、使用面積大，減少單位成本，主要用作房屋建筑的內(nèi)隔板、圍護(hù)外墻、保溫復(fù)合外墻、樓面、屋面及建筑加層等。6265.?石膏墻板石膏墻板是以石膏為主要材料，加入纖維、膠黏劑、改性劑等，經(jīng)混煉壓制、干燥而成，具有防火、隔聲、隔熱、質(zhì)輕、收縮率小等特點(diǎn)，且穩(wěn)定性好、不老化、防蟲蛀，可用釘、鋸、刨、粘等方法施工，主要用作吊頂、隔墻、內(nèi)墻、貼面板等。石膏墻板分為普通紙面石膏板、石膏空心條板和石膏復(fù)合保溫板三種。（1）普通紙面石膏板普通紙面石膏板是以石膏等其他摻加劑為夾芯，以板紙為護(hù)面制成的薄板，具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、防火、抗震、防蟲蛀、隔聲、隔熱、可加工性好及美觀等特點(diǎn)。而且以龍骨為骨架組成的墻體，可省去砌筑、抹灰等濕作業(yè)，有利于加快施工進(jìn)度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，增加使用面積。627（2）石膏空心條板石膏空心條板是以建筑石膏為基材，摻以無機(jī)輕集料、無機(jī)纖維增強(qiáng)而制成的空心條板。石膏空心條板包括石膏珍珠巖空心條板、石膏粉硅酸鹽空心條板和石膏空心條板，具有質(zhì)輕、隔熱、防火及施工方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于一般工業(yè)與民用建筑的非承重內(nèi)隔墻。（3）石膏復(fù)合保溫板石膏復(fù)合保溫板是將紙面石膏板和拼塑聚苯乙烯泡沫板、聚苯乙烯泡沫塑料板或酚醛樹脂用特定的膠水復(fù)合在一起，具有質(zhì)輕、耐壓、耐水、耐火、隔聲、尺寸穩(wěn)定、不開裂等優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)異的隔熱保溫性能，且施工方便、快捷。因其保溫性能優(yōu)異，多用于外墻內(nèi)保溫的處理。6286.?金屬面夾芯板金屬面夾芯板是上下兩層以彩色涂層金屬薄板為面層，以巖棉、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料為芯材，在專用的自動(dòng)化生產(chǎn)線上復(fù)合加工而成的具有承載能力的輕質(zhì)復(fù)合板材，也稱為“三明治”板。金屬面夾芯板的金屬面材采用彩色噴涂鋼板、彩色噴涂鍍鋅鋼板等金屬板。一般彩色噴涂鋼板外表面為熱固性聚酯樹脂涂層，內(nèi)表面（粘接側(cè)）為熱固性環(huán)氧樹脂層，金屬基材為熱鍍鋅鋼板。金屬面夾芯板的芯體保溫材料主要有硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、巖棉或礦棉等。在面層與芯材之間可用聚氨酯黏結(jié)劑、酚醛樹脂黏結(jié)劑或其他適宜的黏結(jié)劑粘接。629金屬面夾芯板按其芯材不同，可分為金屬面聚苯乙烯夾芯板、金屬面巖棉（或礦渣面）夾芯板、金屬面硬質(zhì)聚氨酯夾芯板等；按建筑物使用部位及面層壓型鋼板不同，可分為層面夾芯板、墻面夾芯板等。金屬面夾芯板按照不同的使用要求，芯材厚度有30mm、40mm、60mm、75mm、80mm、100mm和120mm等多種。金屬面夾芯板是一種多功能建筑節(jié)能材料，具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、保溫性能好、整體裝備性能好、施工速度快、可拆卸、可重復(fù)使用、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于大跨度建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用范圍為無化學(xué)腐蝕的大型廠房、車間、倉庫等，可用于建筑活動(dòng)房屋、城鎮(zhèn)公共設(shè)施房屋、房屋加層及臨時(shí)建筑等，還可以廣泛用于輕鋼建筑的層面、墻面、建筑裝飾及冷庫建筑中，但一般不用于住宅建筑。630二、新型門窗材料在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，門窗的保溫隔熱能力較差，門窗縫隙是冷風(fēng)滲透的主要通道。目前我國常用窗戶類型的性能比較見表。改善門窗的保溫隔熱性能是節(jié)約能源、提高熱舒適性的一個(gè)技術(shù)重點(diǎn)，一般通過改用節(jié)能玻璃、采用熱工性好的型材和玻璃間隔條三個(gè)方面來改善。目前我國常用窗戶類型的性能比較6311.?節(jié)能玻璃（1）吸熱玻璃吸熱玻璃是一種能夠吸收太陽能的平板玻璃，利用玻璃中的金屬離子對(duì)太陽能進(jìn)行選擇性吸收，同時(shí)呈現(xiàn)出不同的顏色。有些夾層玻璃膠片中摻有特殊的金屬離子，用這種膠片可以生產(chǎn)出吸熱的夾層玻璃。（2）熱反射玻璃熱反射玻璃是對(duì)太陽能有反射作用的鍍膜玻璃，其反射率可達(dá)到20％～40％，甚至更高。其表面鍍有金屬、非金屬及其氧化物等各種薄膜，這些膜層可以對(duì)太陽能產(chǎn)生一定的反射效果，從而達(dá)到阻擋太陽能進(jìn)入室內(nèi)的目的。在低緯度的炎熱地區(qū)，使用熱反射玻璃可節(jié)省室內(nèi)空調(diào)的能源消耗，同時(shí)具有較好的遺光性能，使室內(nèi)光線柔和舒適。632（3）低輻射玻璃低輻射玻璃又稱Low-E玻璃，是一種對(duì)波長4.5～25μm范圍的遠(yuǎn)紅外線有較高反射比的鍍膜玻璃，具有較低的輻射率。在冬季，它可以反射室內(nèi)暖氣輻射的紅外熱能，輻射率一般小于0.25，將熱能保留在室內(nèi)。低輻射玻璃的遮蔽系數(shù)、太陽能總透射比、太陽光直接透射比、太陽光直接反射比、可見光透射比和可見光反射比等都與普通玻璃差別不大，其輻射率、傳熱系數(shù)比較低。633（4）中空玻璃中空玻璃是將兩片或多片玻璃有效支撐、均勻隔開并對(duì)周邊粘接密封，使玻璃層之間形成有干燥氣體的空腔，在其內(nèi)部形成具有一定厚度且被限制流動(dòng)的氣體層。由于這些氣體的傳熱系數(shù)大大小于玻璃材料的傳熱系數(shù)，因此具有較好的隔熱能力。中空玻璃的特點(diǎn)是傳熱系數(shù)較低，與普通玻璃相比，其傳熱系數(shù)至少可降低40％，是目前最實(shí)用的隔熱玻璃。實(shí)際應(yīng)用中，可將多種節(jié)能玻璃組合在一起，以產(chǎn)生良好的節(jié)能效果。6342.?型材目前門窗制作中常用的型材有塑鋼型材和鋁合金型材兩種。塑鋼型材是用于制作門窗用的PVC（聚氯乙烯）型材。因?yàn)閱渭冇肞VC型材加工的門窗強(qiáng)度不夠，通常在型腔內(nèi)添加鋼材以增強(qiáng)門窗的牢固性，因此型材內(nèi)部添加鋼材制作的門窗通常被稱為塑鋼門窗。隨著塑鋼門窗的廣泛使用，用于制作塑鋼門窗的PVC型材習(xí)慣上就被稱為塑鋼型材。6353.?玻璃間隔條玻璃間隔條的隔熱是整個(gè)門窗節(jié)能系統(tǒng)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，專門用來解決玻璃周邊的熱量流失問題。普通的玻璃間隔條是鋁合金加工的，同鋁合金型材一樣，并非很好的隔熱材料。現(xiàn)在市場上一般使用“暖邊”間隔條來降低玻璃周邊的熱傳導(dǎo)，從而降低整窗的U值（熱導(dǎo)系數(shù)）和防止玻璃周邊結(jié)露。如泰諾風(fēng)的TGI（泰居安）隔熱條，是由熱導(dǎo)率為0.193（熱導(dǎo)系數(shù)）W/（m·K）的聚丙烯和0.1mm的不銹鋼薄片復(fù)合而成，其隔熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于鋁合金間隔條。建筑節(jié)能技術(shù)第三節(jié)636637一、太陽能技術(shù)1.?太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化太陽能熱水系統(tǒng)是太陽能利用技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。解決太陽能熱水系統(tǒng)與建筑物結(jié)合問題，是太陽能熱水系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵，所以在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將太陽能熱水系統(tǒng)作為建筑的一個(gè)有機(jī)組成部分，與建筑形成一個(gè)有機(jī)整體，綜合考慮設(shè)計(jì)的可能性、美觀性、適用性和經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)太陽能熱水系統(tǒng)與建筑的一體化。6382.?太陽能光伏系統(tǒng)與建筑一體化高效利用太陽能提供的輻射能量，滿足建筑的使用功能需求，營造安全、便利、舒適、健康的環(huán)境，是太陽能建筑設(shè)計(jì)的目標(biāo)。將新型太陽能光伏技術(shù)融入建筑設(shè)計(jì)中，使建筑設(shè)計(jì)與光伏發(fā)電技術(shù)有機(jī)結(jié)合，是太陽能光伏系統(tǒng)與建筑一體化的主要思想。為了使太陽能建筑盡可能全面、完善地滿足使用要求，技術(shù)措施應(yīng)與建筑自身實(shí)現(xiàn)優(yōu)化組合，盡量降低初期投資和運(yùn)營管理費(fèi)用，達(dá)到利用最優(yōu)化、產(chǎn)出最大化和操作簡便化。6393.?太陽能工程典范——北京奧運(yùn)村北京奧運(yùn)村采用了與建筑一體化的太陽能熱水系統(tǒng)，主要包括集熱系統(tǒng)、儲(chǔ)熱系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)等，如圖所示。北京奧運(yùn)村——與建筑一體化的太陽能熱水系統(tǒng)640二、地源熱泵技術(shù)1.?地源熱泵技術(shù)原理地源熱泵技術(shù)通過輸入少量高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位熱能的轉(zhuǎn)移，是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（如地下土壤、地下水等），既可以供熱又可以制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。淺層地?zé)嶂饕獊碜蕴柕妮椛浜偷匦臒?，取之不盡、用之不竭。太陽和地心的熱核反應(yīng)已進(jìn)行了數(shù)億年，所產(chǎn)生的功率達(dá)數(shù)萬億千瓦，可源源不斷地供給淺地層。641地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季，把地能中的熱量提取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；在夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到大地中去。熱泵機(jī)組的能量流動(dòng)是利用其所消耗的能量（如電能），將吸收的全部能量（電能＋吸收的熱能）一起輸送至高溫?zé)嵩?，使制冷劑被壓縮至高溫高壓狀態(tài)，從而達(dá)到吸收低溫?zé)嵩粗袩崮艿哪康摹?422.地源熱泵技術(shù)典范———瑞士蓋斯海格住宅瑞士蓋斯海格住宅的地源熱泵技術(shù)可用于室內(nèi)供暖或提供生活熱水，地源熱泵比電鍋爐供熱節(jié)省2/3的電能，比燃料鍋爐節(jié)省1/2的能量，如圖所示。瑞士蓋斯海格住宅地源熱泵技術(shù)示意圖643三、遮陽與自然通風(fēng)技術(shù)1.?建筑遮陽建筑遮陽主要包括針對(duì)窗口的遮陽、針對(duì)屋面的遮陽、針對(duì)墻面的遮陽和綠化遮陽等。目前，建筑遮陽還處于摸索階段，但已