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强化建筑节能设计的若干体会

强化建筑节能设计的若干体会
摘要:建筑节能不仅节约能源,也包含着提高建筑内人员舒适性的要求。

本文主要针对强化建筑节能设计的若干体会进行了简单探讨。

关键词:建筑节能设计;体会;舒适性
随着社会的发展,人们对建筑节能设计变得越来越重视,同时,也推出一些相应的设计规范,从而来有效地强化建筑节能设计。

一、围护结构的结露和热阻
结露,简单来讲,就是围护结构的表面温度与周围空气露点温度相比,如果其温度相对较低的话,所出现的表面冷凝水,就是我们所要讲到的结露。

从传热理论的角度分析,在围护结构中,如果其两侧存在一定的温差,热量就是传递,从温度高的一侧传向温度低的一侧,进而其温度的情况也呈现由高到低,在这个过程中,所形成的温度差以及传热量都与热阻密切相关,我们可以通过图示来简单了解一下传
热过程和温度变化(如图1)。

(图1)围护结构的传热过程
tn表示室内温度,
tw表示室外温度,
tn1表示围护结构内表面温度。

图1通过曲线描述,为我们直观地展示了室内温度高于室外温度时,其温度的变化,其中,基于稳态传热的基础条件下,内表
面放热系数所构成的热阻与围护结构总热阻的比例,形成和决定tn 与 tn1之间的差值。

因此,在设计过程中,要结合具体要求进行具体设计,比如:在建筑物不允许围护结构内表面有结露的情况下,可以合理控制tn1和td,保证tn1大于室内空气状态下的露点温度即可,这样,就可以有效地预防结露现象的发生。

二、关于热桥部位的处理
热桥,简单来讲,就是在建筑物的同一断面其采用了不同的建筑材料,或者是由于建筑材料材质的不均匀,使得建筑围护结构热阻出现一定的差异,其所形成的现象就称之为热桥,从某种角度来讲,造成热桥形成的根本原因,就在于材料导热系数的不同。

对于热桥来讲,通常也被视作围护结构的薄弱环节,与理论上所计算出的热阻相比,其围护结构的热阻通常偏小。

进而,我们常常见到结露现象,这正是由于热桥的存在所造成的,其一般会在局部产生,接着发生蔓延,首先产生结露的部位必然是热桥部位。

因此,在设计过程中,为了避免热桥的发生,尤其是对于规定外墙和顶棚内表面不允许结露的建筑来讲,一定要控制好相应的温度,将热桥部位的内表面温度控制在室内空气的露点温度以下。

但是,实际上,对于热桥的形成,其是根本无法避免的,一般来讲,最易形成热桥的部位,主要有梁柱部位、空调机搁板、雨棚遮阳板等等。

从理论的角度分析,由于建筑材料材质不均匀所产生的热桥,可以通过增加保险系数,在计算的过程中,对导热系数进行处理,从而来得到解决。

另外,如果热桥是由于局部土建梁、柱
等引起的,那么可以通过局部加强保温、局部校验进行相关处理。

与此同时,对于建筑的围护结构,如果其面积较大,而且呈现一定的规律性,如:水泥沙浆砌筑加气混凝土条形板、砖砌体加气混凝土条形板等,这些可以通过对热阻进行综合计算进行相应的处理。

三、建筑材料对保温性能的影响作用
在建筑的围护结构中,建筑材料的导热系数对其热阻有着决定性作用,其中,建筑材料的含水率情况,又在很大程度上直接影响到了材料的导热系数。

根据相关的资料分析,对于建筑材料来讲,一般情况下,如果增加1%,建筑其相应的导热系统也会增加,其数值为4%-8%,而且在实际应用过程中,会因为建筑材料的不同,其增加的幅度也会有所不同,在这里,所要强调的是材料的含水率,在不同的含水率条件下,即使是同一种材料,其导热系数增长情况所呈现的线性关系也会有所不同。

具体的情况可以从表1中得到结果。

(表1)不同体积含水率条件下,常见建筑材料的导热系数
因此,根据以上分析,可以得出,在建筑物围护结构中,材料的含水率会受到室外环境以及湿度的影响,而且在这些因素的影响下,其导热系数也会相应的加大。

在实际操作过程中,即便是对建筑围护结构及其热工性能进行全面分析,严格按照设计要求进行设计,但是如果缺少对含水率的情况的分析,其仍旧还是会出现结露现象。

四、建筑节能设计对室内舒适性的影响和作用
对于建筑物来讲,其在采取一定的节能措施后,就会造成墙体部位其热阻的增加,这样,就会加大内外表面的温降,与此同时,就会相应提高围护结构内表面温度,具体的情况可以由图2判断分析
(图2)节能建筑和普通建筑内表面温度的对比
上图所示的是室内温度在18℃,室外温度在 0℃范围内的变化。

根据以上图示分析,在内表面温度提高的情况下,就会降低结露的可能性,同时,也减小由于室内温度差所形成的气流,这样,一方面,可以保证人们在室内活动时,对围护结构的人体辐量和传热量降低,增强人们对室内环境的舒适感,另一方面,通过这个原理,可以合理地解释和分析采用火炉取暖时,人们的不舒适的原因所在。

另外,对于图 2 所表示的情况是冬季室内外的温差情况,其室内温度高于室外温度,所以,在夏季,由于室内温度低于室外温度,与未采取保温措施的建筑相比,其保温房间的温度会相对较低,这样,就可以大大降低房间的烤热感,增强室内的舒适度。

五、太阳辐射热的有效利用
对于夏热冬冷的地区来讲,在进行保温设计时,要根据其气候特点,不仅要考虑到其保温要求,而且也要考虑到防热要求,忽略其中的任何一点都会影响建筑的使用功能。

因此,在设计过程中,要加强对太阳能的合理应用和导入,一般情况下,我们都知道太阳辐射热的引入对冬季采暖有利,对于夏季的空调来讲,却是不利的,
这也是当前我们着重讨论的一个话题,为此,要太阳在夏季和冬季的入射角为依据,通过计算得出遮阳板的最佳宽度,这样,可以使得阳光在冬季阳光可以最大幅度地射入室内,在夏季不直接射入室内,从而来有效地利用太阳辐射热。

总结:
总而言之,在建筑节能设计过程中,其涉及因素较多,因此,需要加强对建筑节能设计的研究和分析,从而设计出更加合理的节能建筑。

参考文献:
[1] 周岚辉. 冬暖地区建筑节能设计技术要点分析[j]. 水利科技与经济. 2010(1)
[2]程样国. 浅析建筑节能设计的应用及体会[j]. 沿海企业与科技,2009(12).
[3]刘永胜.关于住宅建筑节能设计的体会[j] 北京:中国建筑工业出版,2011(12).。

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