论山西雁北地区住宅节能

2011-08-15张丽萍

山西建筑 2011年1期

张丽萍

1 概述

目前，我国正处在经济建设高速发展的过程中，随着国家城市化进程的不断加快，建筑运行能耗不断提高，十一五期间国家将节能减排纳入“十一五”规划，表明了国家在节能减排上的决心，建筑能耗也占到相当比例。在十一五期间，住宅能耗作为一项重要指标，已得到购房者和开发商的共同关注，并逐渐成为开发商的自觉行为。

山西雁北地区属于严寒地区，冬季最低气温可降到-10℃～-30℃，在2009年冬季 1℃降到 -26℃，采暖是生存的基本要求，也是住宅节能中面临的主要问题，调查表明雁北地区采暖能耗占住宅能耗的 40%，雁北地区现时期年采暖费为 25.85元/m2，城镇人均居住面积按 23.7m2计算，每人每年采暖费支出 612.65元以上，雁北地区采暖期为当年 11月 1日至次年 4月 15日，全年采暖期为 5个半月的时间。因此，在雁北地区降低住宅能耗主要从降低采暖能耗入手。

2 住宅能耗的构成

住宅能耗是指住宅在使用过程中消耗的能量，主要包括建筑采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯等，采暖能耗中一部分属于正常能耗，其用途是对人生存有益的，而一部分是被损失掉的，我们要降低的采暖能耗就是被损失的那部分能耗，使其能得到有效利用。

3 采暖能耗的损失途径

采暖能耗的损失途径有多种，但主要途径是建筑物外围护结构，即住宅外墙、窗户，因此要降低采暖损失就要对住宅外围护结构进行处理，外墙、门、窗采用适当密封，保温，隔热措施。

4 降低采暖能耗的措施

4.1 外墙保温

1)规划措施。结合雁北地区冬季时间长，冬季主导风向为西北风，风力大，日照时间短的气候特征，我们在雁北地区规划住宅小区时，要将住宅楼设在向阳，避风地段，并且尽量争取主要房间有较好日照，将板式高层建筑布置在冬季主导风向，低层布置在夏季主导风向，住宅北侧宜布置次要房间，北向窗户的面积应尽量小，同时适当控制东西朝向的窗墙比和单窗尺寸，就建筑物的体型系数来说应尽量小，平立面不宜出现过多的凹凸面，有效阻断在外墙和屋顶中的各种接缝和混凝土或金属嵌入体构成的各种热桥，同时还要注意通过优化设计来改善夏季室内的热环境，从而减少空调使用时间，不要顾此失彼。

2)外墙保温材料的种类。外墙保温材料可分为块状和粒状，块状保温材料主要包括聚苯板、挤塑板、聚氨酯发泡材料等，粒状保温材料主要包括聚苯颗粒、至石、珍珠岩等。目前住宅的墙体保温大多采用块状保温材料，而且以聚苯乙烯板居多，它经济实惠且导热系数小(λ=0.047W/(m2◦K))。

3)外墙保温形式。外墙保温有外保温、内保温，还有夹心保温。这三种保温形式均能提高冷天外墙内表面温度，减少热损失，使室内气候环境有所改善。其中，采用外保温方式的效果最好。外保温是指把保温材料置于外墙外侧，外保温又包括以下几种形式:粘贴聚苯板外保温方式，现抹聚苯颗粒外保温方式，大模内置聚苯板外保温方式，预制外挂保温板方式。它可以有效避免产生热桥，在采用同样厚度的保温材料的条件下，外保温要比内保温的热损失减少约 1/5，从而节约了采暖能耗。另外，外保温还有利于改善室内热环境。在进行外保温后，由于内部实体墙热容量大，室内能蓄存更多的热量，使诸如太阳辐射或间歇采暖造成的室内温度变化减缓，室内温度较为稳定。

4.2 外窗保温

1)设计措施。外窗设计是住宅建筑围护结构节能设计中的重要环节，它由窗框和玻璃组成。窗户具有多重特性，不同季节对窗户的性能要求也不一样，冬季我们希望窗户保温隔热性能好的同时，还希望其有更高的太阳能透过来。最大限度地利用太阳能减少负荷，夏季我们则希望阻挡太阳辐射进入室内，尽量减少室内空调负荷。所以我们在设计中一般采取解决主要矛盾的方式来避免冲突。山西雁北地区昼夜温差大，早晚温度低，基本不会太多影响人们休息，所以在雁北地区的住宅外窗主要考虑其保温隔热性能，减少采暖能耗。

2)材料种类。a.窗框的种类及性能。根据材料不同，窗框可分为木窗、铝合金窗、断桥铝合金窗、塑钢窗等。木窗强度高，保温隔热性能优良，其窗框的传热系数可以降至 2.0W/(m2◦K)以下，但由于我国森林缺乏，为保护森林，木窗使用比例很小，铝合金窗重量轻，刚度较高，但其保温隔热性能差，传热系数约为 4.5W/(m2◦K)左右，远高于其他金属窗框，所以目前在雁北地区新建住宅基本不使用，断桥铝合金是为了提高铝合金窗的隔热保温性能在铝合金的基础上采取了热桥阻断技术，如用聚酰胺尼龙条穿入滚压复合等。经过断桥处理后窗框的保温性能可提高 30%～50%，由于断桥铝合金既具有铝合金的优点，又在保温隔热性能上有较大突破，因此，该窗框在山西雁北地区得到广泛使用，塑钢窗介于铝合金窗与断桥铝合金之间，也较适合雁北地区住宅外窗用。b.玻璃的种类及性能。住宅外窗用玻璃有单层标准玻璃，中空玻璃，真空玻璃等。单层标准玻璃就是我们通常说的平板玻璃，其传热系数大约为 6.0W/(m2◦K)热损失明显，因此在雁北地区较少采用，中空玻璃是以两片或多片玻璃，以有效的支撑均匀隔开，周边粘结密封，使玻璃层间形成干燥气体空间的产品，中空玻璃的导热系数随着填充气体的变化而变化，当充填空气时其导热系数约为2.7W/(m2◦K)，充填 90%氩气时其导热系数约为 2.55W/(m2◦K)充填 100%氩气时其导热系数为 2.53W/(m2◦K)，充填 100%氮气时其导热系数为 2.43W/(m2◦K)，在雁北地区多用充填空气的 6+12+6的白玻璃组合，这种中空玻璃成本低，制作简单，保温隔热性能符合要求，能有效降低采暖能耗，较受消费者的青睐。真空玻璃是受保温瓶的启发将玻璃层中抽成真空，在没有任何气体的情况下，其导热系数能有效降低，能更好的体现保温隔热性能，但工艺比较复杂、价格较高，虽有使用但不普遍。