浅谈青海省新农村节能建筑设计.doc

浅谈青海省新农村节能建筑设计 摘要节约能源是资源节约型社会的重要组成部分，建筑的运行能耗大约为全社会商品用能的三分之一，并且是具有节能潜力最大的用能领域，因此应将其作为节能工作的重点。本文通过对节能建筑的介绍以及对青海省农村具体调查的分析，提出了在青海省建造绿色节能建筑的具体建议。关键词节能建筑；数据分析；节能措施the design of energy-efficient building in qinghai provinces new countryside abstract: it is a important assignment to save the energy in the construction of the resource conservation society. the consumption of building construction movement can take approximately 1/3 of the entire social commodity, so building construction has a big potential in energy conservation and is the key point. this article has three parts: one is the instruction of energy-efficient building ; one is the analysis about the research result of the countryside in qinghai province; the last one is concrete proposal of how to build the energy-efficient building to adapt the climate of qinghai province.key words: energy-efficient building; data analysis; energy conservation 一、节能建筑对青海省的意义建筑节能是指在满足居住舒适性要求的前提下，在房屋的建造和使用过程中，通过提高能源利用效率、减少不必要的资源及能源消耗， 来达到节约能源的目的。它对农民的好处归结为以下两点：(1)提高农民居住水平。保证了建筑冬季室内的热量不容易散失，夏天室外的热能不容易侵入；而且用电量也大大降低。(2)可采用一些比较经济的材料进行建筑外围护结构的改造。这样花钱少，又能提高室内的热舒适性，使房屋冬暖夏凉。故对于属于高原大陆性气候，具有气温低、昼夜温差大、降雨少而集中、日照长、太阳辐射强等特点的青海来说，选用节能建筑、使用节能设备是改变现状的必要手段。二、对青海省农村住房调查结果及分析2008年末全省常住人口554.3万人，其中乡村人口327.8万人，占常住人口的59.1%。在这种农村占大比重人口的情况下，如何提高住房的舒适度是目前的首要任务。为了准确地了解住房现状，从根本上解决农民现有住房的缺点，我们深入了全省560户农家，进行了全面调查。其具体调查数据见附表。在调查中我们发现，农民建房还只是沿袭传统的粗放型模式，没有“节地、节能、节水、节材、环保”的观念，同时还存在着许多安全隐患，且住宅功能不全，外观单调，质量差，使用寿命短等，严重影响了农村的稳定和城乡协调发展。同时也了解到青海农村对太阳能的利用率很高，在部分地区太阳灶的普及率几乎可以达到100%，但太阳能热水器、太阳房的利用却显得不太乐观。屋面、墙体、地面、门窗等方面的保温对地处西北的青海是尤为重要的，但在我们所调查之处却发现对这些方面几乎没有任何保温措施，所以研发出适合青海农村并且价格能够让大众接受的节能体系是当务之急。三、建筑节能措施1、太阳房太阳房是主要利用太阳能采暖和降温的建筑物。太阳房的形式有主动式太阳房和被动式太阳房两种，主动式太阳房因其造价高、维修工程量大、需消耗一定数量的常规能源等缺点而在农村房屋建设中不被采用。1被动式太阳房采暖技术是通过对建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间与外部形体巧妙处理以及建筑材料和结构的恰当选择，无须使用机械动力，利用太阳能使建筑物具有一定的采暖功能的技术。最常见的被动式太阳房有三种：直接受益式、集热蓄热墙式、附加阳光间式。具有大面积玻璃窗的南向房间都可以看成是直接受益式太阳房，是被动式取暖技术中最简单的一种形式，也是最接近普通房屋的形式。但为了减少室内外的热量交换和全天的室温波动，应对其严格限制窗墙比和墙体材料，同时还要求恰当选择玻璃的类型。集热蓄热墙是由朝南的重质墙体与相隔一定距离的玻璃盖板组成。玻璃盖板和空气层抑制了墙体所吸收的辐射热向外的散失。但另一方面，冬季的集热蓄热效果越好，夏季越容易出现过热问题。附加阳光间实际上就是在房屋主体南面附加的一个玻璃温室。从某种意义上说，附加阳光间被动式太阳房是直接受益式和集热蓄热墙式的组合形式。由于温室效应的作用，附加阳光间内的温度总是比室外温度高。因此，附加阳光间式不仅可以给房屋主体提供更多的热量，而且可以作为一个缓冲区，减少房屋主体的热损失。2从三者的比较中可以看出附加阳光间集直接受益式与集热蓄热墙式二者的优点于一身，是最值得被推广的太阳房形式。其示意图如上图所示。太阳房节能效果表（吧浪村）类别户名太阳房造价（元）夏季室内温度（）冬季室内温度（）有太阳房的农户1170014 1812 162200015 1813 163190014 1711 154230016 1813 175270014 1714 17无太阳房的农户1-17 227 112-18 216 103-16 218 124-17 219 135-19 247 13在吧浪村，针对太阳房方面的相关问题，我们对十户农家进行了综合调查，其调查结果如上表所示，通过对上面的分析可以得出以下结论：1) 工程造价低。太阳房的工程造价仅比普通房增加3%5%2) 冬暖夏凉。冬季，在无辅助热源的情况下，太阳房比普通房室内温度高46左右;夏季，太阳房比普通房室内温度低35。3) 节能效果好。同等面积的太阳房和普通房，在用煤量相等的情况下，太阳房比普通房室内温度高46；在保证室内温度相同的情况下，每年可节约煤1.5t左右。2、墙体保温建筑节能的重点是围护结构的节能，而墙体是建筑外围护结构的主体，其散失的热量占围护结构散热的30%左右，故其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。然而青海省农村的房屋主要是砖木、土坯等材料垒起来的，其墙体基本上不包含任何保温材料，而且墙体结构简单，未做结构处理，保温效果极差，使得采暖系统热效率普遍偏低。针对以上问题，须提出一个切实有效的外墙外保温系统。现将现行的几种保温隔热材料的导热系数和市场价格进行比较如下：表1 保温隔热材料的热工计算参数3材料名称导热系数w/（m2k）修正系数导热系数计算值w/（m2k）聚苯板0.042 1.20 0.050 胶粉聚苯颗粒保温材料0.060 1.25 0.075 无网聚苯板0.042 1.25 0.053 有网聚苯板0.042 1.50 0.063 硬质聚氨酯泡沫塑料0.025 1.10 0.028 挤塑聚苯板0.030 1.20 0.036 注：导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（k,c）,在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米度（w/mk,此处的k可用c代替）。通常把导热系数较低的材料称为保温材料，而把导热系数在0.05瓦/米度以下的材料称为高效保温材料。表2 保温隔热材料的市场价格材料名称市场价格（元/立方米）聚苯板300800胶粉聚苯颗粒保温材料230800无网聚苯板300800有网聚苯板360850硬质聚氨酯泡沫塑料9001500挤塑聚苯板400900由表1可以不难看出聚苯板、硬质聚氨酯泡沫塑料和挤塑聚苯板属于高效保温材料。但硬质聚氨酯泡沫塑料的造价过高，超出农民的经济承受能力。而挤塑聚苯板有以下缺点：（1）阻燃性能差，因此对于防火要求高的建筑要慎用；（2）在构造和造型上不易处理；（3）不透水，因此在施工中需考虑排水问题。综上所述，建议采用聚苯板作为外墙外保温材料。其结构图如下： 现将该聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰外墙外保温系统的构造及主要性能指标介绍如下：本系统采用聚苯板作为保温层，用胶粘剂与基层墙体粘贴亦可辅以锚栓固定。聚苯板的防护层为嵌埋有耐碱玻纤网布增强的聚合物抗裂砂浆，属薄抹灰面层，防护层厚度普通型35mm，加强型58mm，涂抹饰面。同时该系统在聚苯板外增加胶粉聚苯颗粒防火隔热层的做法和聚苯板做成网槽苯的构造做法，以提高系统防火、抗裂性能。系统性能指标如下表示：4项目性能指标耐侯性经80次高温（70）淋水（15）循环和20次加热（50）循环后不得出现开裂、空鼓或脱落。抗裂砂浆防护层与保温层的拉伸粘结强度不应小于0.1mpa，破坏界面应位于保湿层。吸水量（g/m2）,浸水1h1000抗冲击强度涂料饰面普通型（单面）3j冲击合格加强型（双网）10j冲击合格面砖饰面3j冲击合格抗风压值不小于工程项目的风荷载设计值耐冻融严寒及寒冷地区30次循环 夏热冬冷地区10次循环 表面无裂纹、空鼓、起泡、剥高现象水蒸气湿流密度g/(m2h)0.85不透水性试样抗裂砂浆防护层内侧无水渗透耐磨损，500l砂无开裂、龟裂或表面保护层剥落、损伤抗拉强度（涂料饰面）（mpa）0.1并且破坏部位不得位于各层界面饰面砖拉拔强度（mpa）0.4抗震性能（面砖饰面）高防烈度地震作用下面砖饰面及外保温系统无脱落关于聚苯乙烯泡沫塑料板的薄抹灰外墙外保温系统的保温效果，我们在吧浪村五户农家进行了实验，实验数据如下：墙体保温效果表户名12345实验前室内温度（）111112109实验后室内温度（）1614151414注：本实验数据是在冬季中午十二点于吧浪村测得。由墙体保温效果表可以看出，使用聚苯乙烯泡沫塑料板的薄抹灰外墙外保温系统的墙体比普通房屋墙体温度升高35。3、门窗节能门窗是建筑能耗损失最多的部位，能耗约占建筑总能耗的 2/3，因此门窗节能是围护结构节能的重点。在门窗框与墙的接缝处以及框与扇的接缝处加设封条或密封材料 ，这样可以有效提高门窗阻止空气渗透的能力 ，切断能量散失的途径 ，取得显著的节能效果。另外，对门窗的材料也要进行严格的选择。表3 各种材料门窗使用性能比较5品种外观效果抗风压性能保温性能采光性能组装难易维修难易防火性能安全性能木窗（门）良优优一般易易差差型窗（门）良差优一般难难差差钢窗（门）差优差好难较易优优铝窗（门）优良差较好易易良良塑窗（门）良良优一般难难差良通过对各种材料门窗使用性能比较，我们可以清楚地知道房屋内部的窗子和门最好选用木窗和木门，而外部的门窗考虑安全因素，最好选用铝窗和钢门。 4、屋面保温隔热现在高效保温材料已经开始于屋面一些建筑的屋面保温采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法就克服了常规作法的诸多缺点，这种保温芯板施工方便价格低廉不污染环境，芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面也可用于带有曲面的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用收到了好的技术效果。5还可以设置二次隔热层。在顶层设置通风隔热层或将顶层作为设备间等 ,形成二次隔热 ,减少屋面温度的影响。6四、设计总结 集成青海农村建筑节能技术的基本思路是：经济适用，绿色节能，充分利用自然特征。这样一来，建筑满足了保温隔热节能要求，从根本上解决了农民过冬难的问题。参考文献1 王玉生，王瑞华，张家璋，渠箴亮.被动式太阳房建筑图集.北京：中国建筑工业出版社.19872 清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2008.北京：中国建筑工业出版.20083 中国建筑标准设计研究院. 墙体节能建筑构造（06j123）4 中国建筑标准设计研究院. 既有建筑节能改造（一）（06j908-7） 5 中国建筑标准设计研究院. 既有建筑节能改造（一）（06j908-7）6 王玉娥.对建筑节能的看法. 科学之友,2008年10月(29)农村住房现状一览表表格说明：1、调查方法：随机抽取一定数量的农户进行调查。 2、调查数量：（1）每个村庄均随机选择10户，各个市（县）的调查数量如下。（2）西宁市因其距离较近，选择了7个村庄进行调查，西宁市的总调查数量为70户。（3）大通县、互助县、化隆县、门源县、平安县、乐都县、民和县、湟源县和湟中县均选择了5个村庄进行调查，调查数量均为50个。（4）循化县因当天的调查时间有限，选择了4个村庄进行调查，调查数量为40个。 （5）即对青海省农民经济承受能力的总调查数量为560户。西宁村名太阳灶普及率（%）太阳能热水器普及率（%）太阳房普及率（%）房屋现状吧浪村1002642砖木二十里铺903634砖木石头磊783436砖木陶家寨862531砖木莫家泉湾951929砖木解放村962327砖木三其村922728砖木十里铺村891826砖木乐家湾村792225砖木大通县村名太阳灶普及率（%）太阳能热水器普及率（%）太阳房普及率（%）房屋现状胡基沟村953232土坯、砖木向阳堡村833029土坯、砖木红河限村922826土坯、砖木暗门滩村793521土坯、砖木元树尔村812629土坯、砖木循化县村名太阳灶普及率（%）太阳能热水器普及率（%）太阳房普及率（%）房屋现状伊麻木村69129土坯、砖木红旗村57912土坯、砖木阿沙村591515土坯、砖木苏只村62188土坯、砖木互助县村名太阳灶普及率（%）太阳能热水器普及率（%）太阳房普及率（%）房屋现状恰卡村72168土坯、砖木格隆村632113土坯、砖木唐巴村591217土坯、砖木四毫子村7979土坯、砖木新合村74911土坯、砖木化隆县