《建筑概论》课件 第六章　建筑节能

第一节概述第三节建筑节能技术第二节建筑节能材料第六章建筑节能614了解建筑节能的概念和意义，了解我国建筑节能的现状，熟悉建筑节能材料，掌握建筑节能的施工技术。学习目标615概述第一节616617一、建筑节能的概念建筑节能具体是指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统的效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生资源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗，提高能源利用效率。618二、建筑节能的意义建筑能耗是能源消费构成的重要部分，在发达国家已占到能源消耗总量的35％～40％。在我国，随着现代化建设的发展和人民生活水平的不断提高，建筑供热和建筑空调面积不断增加，使得建筑能耗占到能源消耗总量的25％以上。在我国目前的能源生产条件下，如果不能更为有效地减缓建筑能耗增长，这势必会成为制约国民经济发展的重要因素。因此，在我国建筑领域中，应狠抓节约能源，提高能源使用效率，并应大力提倡新能源和可再生能源的利用，保护生态环境，积极贯彻经济社会的可持续发展战略。619三、我国建筑节能的现状我国是一个发展中国家，又是一个建筑大国。随着全面建成小康社会的逐步推进，建筑事业迅猛发展，建筑能耗也迅速增长，而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度。如果任由这种高能耗建筑持续发展下去，国家的能源生产势必难以长期支撑，从而不得不组织大规模的旧房节能改造，这将要耗费更多的人力和物力。如果在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，促进我国国民经济的发展。因此，建筑节能是贯彻国家可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施。建筑节能材料第二节620621一、新型墙体节能材料新型墙体节能材料大致可以分为三大类：建筑板材、非黏土砖和建筑砌块。因非黏土砖（多孔砖、空心砖）和建筑砌块在本书第一章已详细讲解过，本节重点介绍几种常见的建筑板材。6221. 玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板简称GRC板、GRC轻质多孔条板、GRC空心条板等。这种隔墙条板是以耐碱玻璃纤维为增强材料，以硫铝酸盐水泥轻质砂浆为基材制成的具有若干个纵向圆孔的条形板，具有质轻、强度高、壁薄、抗冲击、耐水、耐候、抗裂性好、便于制作成外形较为复杂的构建筑物等优点。但生产这种板材的多数企业生产规模小，机械化水平低，其制作技术和装备正处于改进和发展阶段。最初GRC板只限于用作非承重的内隔墙，现已经开始用作公共建设、住宅建筑和工业建筑的外围护墙体。6232. 纤维增强低碱度水泥建筑平板纤维增强低碱度水泥建筑平板是以石棉、短切中碱玻璃纤维或以抗碱玻璃纤维等为增强材料，以Ⅰ型低碱度硫铝酸盐水泥为胶结材料，经过混合配制、搅拌成型、养护而成的建筑平板，具有质轻、不燃烧、耐水性好、不变形、可钉、可锯、可涂刷、可干作业施工等显著特点。其中，纤维水泥外墙板是一种集功能性、装饰性为一体的新型节能墙体材料，以水泥、木质纤维等为原料，不含石棉等对人体有害的物质。生产工艺采用真空挤出成型工艺，产品经过压花、切割、蒸压养护、精加工、干燥、涂装、包装等工序加工而成。6243. 蒸压加气混凝土板蒸压加气混凝土板是以水泥、石灰、硅砂等主要原料为主，再根据结构要求配制添加不同数量经防腐处理的钢筋网片的一种轻质多孔的新型绿色环保建筑材料，其密度比一般水泥质材料小，具有良好的耐火、防火、隔声、保温等性能。蒸压加气混凝土板含有大量微小的、非连通的气孔，孔隙率为70％～80％，因此具有自重小、绝热性好、隔声吸音等特性，可用作内墙板、外墙板、屋面板和楼板，适用于非地震区及设防烈度为6～8度的地区。6254. 钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板（简称GJ板）是由三维空间焊接钢丝网架和内添阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料板条（或整板）构成的网架芯板，特点是质轻、强度高，承载能力大，防火性能佳，保温节能，隔热隔声，抗震抗冻，防水防潮，运输方便、易搬运，生产规格灵活，能满足用户要求，装饰方便，占地面积小、使用面积大，减少单位成本，主要用作房屋建筑的内隔板、围护外墙、保温复合外墙、楼面、屋面及建筑加层等。6265. 石膏墙板石膏墙板是以石膏为主要材料，加入纤维、胶黏剂、改性剂等，经混炼压制、干燥而成，具有防火、隔声、隔热、质轻、收缩率小等特点，且稳定性好、不老化、防虫蛀，可用钉、锯、刨、粘等方法施工，主要用作吊顶、隔墙、内墙、贴面板等。石膏墙板分为普通纸面石膏板、石膏空心条板和石膏复合保温板三种。（1）普通纸面石膏板普通纸面石膏板是以石膏等其他掺加剂为夹芯，以板纸为护面制成的薄板，具有质轻、强度高、防火、抗震、防虫蛀、隔声、隔热、可加工性好及美观等特点。而且以龙骨为骨架组成的墙体，可省去砌筑、抹灰等湿作业，有利于加快施工进度，降低劳动强度，增加使用面积。627（2）石膏空心条板石膏空心条板是以建筑石膏为基材，掺以无机轻集料、无机纤维增强而制成的空心条板。石膏空心条板包括石膏珍珠岩空心条板、石膏粉硅酸盐空心条板和石膏空心条板，具有质轻、隔热、防火及施工方便等优点，适用于一般工业与民用建筑的非承重内隔墙。（3）石膏复合保温板石膏复合保温板是将纸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树脂用特定的胶水复合在一起，具有质轻、耐压、耐水、耐火、隔声、尺寸稳定、不开裂等优点和优异的隔热保温性能，且施工方便、快捷。因其保温性能优异，多用于外墙内保温的处理。6286. 金属面夹芯板金属面夹芯板是上下两层以彩色涂层金属薄板为面层，以岩棉、硬质聚氨酯泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料为芯材，在专用的自动化生产线上复合加工而成的具有承载能力的轻质复合板材，也称为“三明治”板。金属面夹芯板的金属面材采用彩色喷涂钢板、彩色喷涂镀锌钢板等金属板。一般彩色喷涂钢板外表面为热固性聚酯树脂涂层，内表面（粘接侧）为热固性环氧树脂层，金属基材为热镀锌钢板。金属面夹芯板的芯体保温材料主要有硬质聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、岩棉或矿棉等。在面层与芯材之间可用聚氨酯黏结剂、酚醛树脂黏结剂或其他适宜的黏结剂粘接。629金属面夹芯板按其芯材不同，可分为金属面聚苯乙烯夹芯板、金属面岩棉（或矿渣面）夹芯板、金属面硬质聚氨酯夹芯板等；按建筑物使用部位及面层压型钢板不同，可分为层面夹芯板、墙面夹芯板等。金属面夹芯板按照不同的使用要求，芯材厚度有30mm、40mm、60mm、75mm、80mm、100mm和120mm等多种。金属面夹芯板是一种多功能建筑节能材料，具有质轻、强度高、保温性能好、整体装备性能好、施工速度快、可拆卸、可重复使用、耐久性好等优点，特别适用于大跨度建筑的围护结构，其应用范围为无化学腐蚀的大型厂房、车间、仓库等，可用于建筑活动房屋、城镇公共设施房屋、房屋加层及临时建筑等，还可以广泛用于轻钢建筑的层面、墙面、建筑装饰及冷库建筑中，但一般不用于住宅建筑。630二、新型门窗材料在建筑围护结构中，门窗的保温隔热能力较差，门窗缝隙是冷风渗透的主要通道。目前我国常用窗户类型的性能比较见表。改善门窗的保温隔热性能是节约能源、提高热舒适性的一个技术重点，一般通过改用节能玻璃、采用热工性好的型材和玻璃间隔条三个方面来改善。目前我国常用窗户类型的性能比较6311. 节能玻璃（1）吸热玻璃吸热玻璃是一种能够吸收太阳能的平板玻璃，利用玻璃中的金属离子对太阳能进行选择性吸收，同时呈现出不同的颜色。有些夹层玻璃胶片中掺有特殊的金属离子，用这种胶片可以生产出吸热的夹层玻璃。（2）热反射玻璃热反射玻璃是对太阳能有反射作用的镀膜玻璃，其反射率可达到20％～40％，甚至更高。其表面镀有金属、非金属及其氧化物等各种薄膜，这些膜层可以对太阳能产生一定的反射效果，从而达到阻挡太阳能进入室内的目的。在低纬度的炎热地区，使用热反射玻璃可节省室内空调的能源消耗，同时具有较好的遗光性能，使室内光线柔和舒适。632（3）低辐射玻璃低辐射玻璃又称Low-E玻璃，是一种对波长4.5～25μm范围的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃，具有较低的辐射率。在冬季，它可以反射室内暖气辐射的红外热能，辐射率一般小于0.25，将热能保留在室内。低辐射玻璃的遮蔽系数、太阳能总透射比、太阳光直接透射比、太阳光直接反射比、可见光透射比和可见光反射比等都与普通玻璃差别不大，其辐射率、传热系数比较低。633（4）中空玻璃中空玻璃是将两片或多片玻璃有效支撑、均匀隔开并对周边粘接密封，使玻璃层之间形成有干燥气体的空腔，在其内部形成具有一定厚度且被限制流动的气体层。由于这些气体的传热系数大大小于玻璃材料的传热系数，因此具有较好的隔热能力。中空玻璃的特点是传热系数较低，与普通玻璃相比，其传热系数至少可降低40％，是目前最实用的隔热玻璃。实际应用中，可将多种节能玻璃组合在一起，以产生良好的节能效果。6342. 型材目前门窗制作中常用的型材有塑钢型材和铝合金型材两种。塑钢型材是用于制作门窗用的PVC（聚氯乙烯）型材。因为单纯用PVC型材加工的门窗强度不够，通常在型腔内添加钢材以增强门窗的牢固性，因此型材内部添加钢材制作的门窗通常被称为塑钢门窗。随着塑钢门窗的广泛使用，用于制作塑钢门窗的PVC型材习惯上就被称为塑钢型材。6353. 玻璃间隔条玻璃间隔条的隔热是整个门窗节能系统中的最后一个环节，专门用来解决玻璃周边的热量流失问题。普通的玻璃间隔条是铝合金加工的，同铝合金型材一样，并非很好的隔热材料。现在市场上一般使用“暖边”间隔条来降低玻璃周边的热传导，从而降低整窗的U值（热导系数）和防止玻璃周边结露。如泰诺风的TGI（泰居安）隔热条，是由热导率为0.193（热导系数）W/（m·K）的聚丙烯和0.1mm的不锈钢薄片复合而成，其隔热性能远远优于铝合金间隔条。建筑节能技术第三节636637一、太阳能技术1. 太阳能热水系统与建筑一体化太阳能热水系统是太阳能利用技术最成熟、应用最广泛的领域。解决太阳能热水系统与建筑物结合问题，是太阳能热水系统发展的关键，所以在进行建筑设计时，应将太阳能热水系统作为建筑的一个有机组成部分，与建筑形成一个有机整体，综合考虑设计的可能性、美观性、适用性和经济性，实现太阳能热水系统与建筑的一体化。6382. 太阳能光伏系统与建筑一体化高效利用太阳能提供的辐射能量，满足建筑的使用功能需求，营造安全、便利、舒适、健康的环境，是太阳能建筑设计的目标。将新型太阳能光伏技术融入建筑设计中，使建筑设计与光伏发电技术有机结合，是太阳能光伏系统与建筑一体化的主要思想。为了使太阳能建筑尽可能全面、完善地满足使用要求，技术措施应与建筑自身实现优化组合，尽量降低初期投资和运营管理费用，达到利用最优化、产出最大化和操作简便化。6393. 太阳能工程典范——北京奥运村北京奥运村采用了与建筑一体化的太阳能热水系统，主要包括集热系统、储热系统、换热系统、生活热水系统等，如图所示。北京奥运村——与建筑一体化的太阳能热水系统640二、地源热泵技术1. 地源热泵技术原理地源热泵技术通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位热能的转移，是一种利用地下浅层地热资源（如地下土壤、地下水等），既可以供热又可以制冷的高效节能空调系统。浅层地热主要来自太阳的辐射和地心热，取之不尽、用之不竭。太阳和地心的热核反应已进行了数亿年，所产生的功率达数万亿千瓦，可源源不断地供给浅地层。641地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量提取出来，提高温度后，供给室内采暖；在夏季，把室内的热量取出来，释放到大地中去。热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能），将吸收的全部能量（电能＋吸收的热能）一起输送至高温热源，使制冷剂被压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的目的。6422.地源热泵技术典范———瑞士盖斯海格住宅瑞士盖斯海格住宅的地源热泵技术可用于室内供暖或提供生活热水，地源热泵比电锅炉供热节省2/3的电能，比燃料锅炉节省1/2的能量，如图所示。瑞士盖斯海格住宅地源热泵技术示意图643三、遮阳与自然通风技术1. 建筑遮阳建筑遮阳主要包括针对窗口的遮阳、针对屋面的遮阳、针对墙面的遮阳和绿化遮阳等。目前，建筑遮阳还处于摸索阶段，但已