論山西雁北地區(qū)住宅節(jié)能

張麗萍

1 概述

目前，我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展的過(guò)程中，隨著國(guó)家城市化進(jìn)程的不斷加快，建筑運(yùn)行能耗不斷提高，十一五期間國(guó)家將節(jié)能減排納入“十一五”規(guī)劃，表明了國(guó)家在節(jié)能減排上的決心，建筑能耗也占到相當(dāng)比例。在十一五期間，住宅能耗作為一項(xiàng)重要指標(biāo)，已得到購(gòu)房者和開(kāi)發(fā)商的共同關(guān)注，并逐漸成為開(kāi)發(fā)商的自覺(jué)行為。

山西雁北地區(qū)屬于嚴(yán)寒地區(qū)，冬季最低氣溫可降到-10℃～-30℃，在2009年冬季 1℃降到 -26℃，采暖是生存的基本要求，也是住宅節(jié)能中面臨的主要問(wèn)題，調(diào)查表明雁北地區(qū)采暖能耗占住宅能耗的 40%，雁北地區(qū)現(xiàn)時(shí)期年采暖費(fèi)為 25.85元/m2，城鎮(zhèn)人均居住面積按 23.7m2計(jì)算，每人每年采暖費(fèi)支出 612.65元以上，雁北地區(qū)采暖期為當(dāng)年 11月 1日至次年 4月 15日，全年采暖期為 5個(gè)半月的時(shí)間。因此，在雁北地區(qū)降低住宅能耗主要從降低采暖能耗入手。

2 住宅能耗的構(gòu)成

住宅能耗是指住宅在使用過(guò)程中消耗的能量，主要包括建筑采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、炊事、照明、家用電器、電梯等，采暖能耗中一部分屬于正常能耗，其用途是對(duì)人生存有益的，而一部分是被損失掉的，我們要降低的采暖能耗就是被損失的那部分能耗，使其能得到有效利用。

3 采暖能耗的損失途徑

采暖能耗的損失途徑有多種，但主要途徑是建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，即住宅外墻、窗戶，因此要降低采暖損失就要對(duì)住宅外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，外墻、門、窗采用適當(dāng)密封，保溫，隔熱措施。

4 降低采暖能耗的措施

4.1 外墻保溫

1)規(guī)劃措施。結(jié)合雁北地區(qū)冬季時(shí)間長(zhǎng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，風(fēng)力大，日照時(shí)間短的氣候特征，我們?cè)谘惚钡貐^(qū)規(guī)劃住宅小區(qū)時(shí)，要將住宅樓設(shè)在向陽(yáng)，避風(fēng)地段，并且盡量爭(zhēng)取主要房間有較好日照，將板式高層建筑布置在冬季主導(dǎo)風(fēng)向，低層布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向，住宅北側(cè)宜布置次要房間，北向窗戶的面積應(yīng)盡量小，同時(shí)適當(dāng)控制東西朝向的窗墻比和單窗尺寸，就建筑物的體型系數(shù)來(lái)說(shuō)應(yīng)盡量小，平立面不宜出現(xiàn)過(guò)多的凹凸面，有效阻斷在外墻和屋頂中的各種接縫和混凝土或金屬嵌入體構(gòu)成的各種熱橋，同時(shí)還要注意通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)改善夏季室內(nèi)的熱環(huán)境，從而減少空調(diào)使用時(shí)間，不要顧此失彼。

2)外墻保溫材料的種類。外墻保溫材料可分為塊狀和粒狀，塊狀保溫材料主要包括聚苯板、擠塑板、聚氨酯發(fā)泡材料等，粒狀保溫材料主要包括聚苯顆粒、至石、珍珠巖等。目前住宅的墻體保溫大多采用塊狀保溫材料，而且以聚苯乙烯板居多，它經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且導(dǎo)熱系數(shù)小(λ=0.047W/(m2?K))。

3)外墻保溫形式。外墻保溫有外保溫、內(nèi)保溫，還有夾心保溫。這三種保溫形式均能提高冷天外墻內(nèi)表面溫度，減少熱損失，使室內(nèi)氣候環(huán)境有所改善。其中，采用外保溫方式的效果最好。外保溫是指把保溫材料置于外墻外側(cè)，外保溫又包括以下幾種形式:粘貼聚苯板外保溫方式，現(xiàn)抹聚苯顆粒外保溫方式，大模內(nèi)置聚苯板外保溫方式，預(yù)制外掛保溫板方式。它可以有效避免產(chǎn)生熱橋，在采用同樣厚度的保溫材料的條件下，外保溫要比內(nèi)保溫的熱損失減少約 1/5，從而節(jié)約了采暖能耗。另外，外保溫還有利于改善室內(nèi)熱環(huán)境。在進(jìn)行外保溫后，由于內(nèi)部實(shí)體墻熱容量大，室內(nèi)能蓄存更多的熱量，使諸如太陽(yáng)輻射或間歇采暖造成的室內(nèi)溫度變化減緩，室內(nèi)溫度較為穩(wěn)定。

4.2 外窗保溫

1)設(shè)計(jì)措施。外窗設(shè)計(jì)是住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，它由窗框和玻璃組成。窗戶具有多重特性，不同季節(jié)對(duì)窗戶的性能要求也不一樣，冬季我們希望窗戶保溫隔熱性能好的同時(shí)，還希望其有更高的太陽(yáng)能透過(guò)來(lái)。最大限度地利用太陽(yáng)能減少負(fù)荷，夏季我們則希望阻擋太陽(yáng)輻射進(jìn)入室內(nèi)，盡量減少室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中一般采取解決主要矛盾的方式來(lái)避免沖突。山西雁北地區(qū)晝夜溫差大，早晚溫度低，基本不會(huì)太多影響人們休息，所以在雁北地區(qū)的住宅外窗主要考慮其保溫隔熱性能，減少采暖能耗。

2)材料種類。a.窗框的種類及性能。根據(jù)材料不同，窗框可分為木窗、鋁合金窗、斷橋鋁合金窗、塑鋼窗等。木窗強(qiáng)度高，保溫隔熱性能優(yōu)良，其窗框的傳熱系數(shù)可以降至 2.0W/(m2?K)以下，但由于我國(guó)森林缺乏，為保護(hù)森林，木窗使用比例很小，鋁合金窗重量輕，剛度較高，但其保溫隔熱性能差，傳熱系數(shù)約為 4.5W/(m2?K)左右，遠(yuǎn)高于其他金屬窗框，所以目前在雁北地區(qū)新建住宅基本不使用，斷橋鋁合金是為了提高鋁合金窗的隔熱保溫性能在鋁合金的基礎(chǔ)上采取了熱橋阻斷技術(shù)，如用聚酰胺尼龍條穿入滾壓復(fù)合等。經(jīng)過(guò)斷橋處理后窗框的保溫性能可提高 30%～50%，由于斷橋鋁合金既具有鋁合金的優(yōu)點(diǎn)，又在保溫隔熱性能上有較大突破，因此，該窗框在山西雁北地區(qū)得到廣泛使用，塑鋼窗介于鋁合金窗與斷橋鋁合金之間，也較適合雁北地區(qū)住宅外窗用。b.玻璃的種類及性能。住宅外窗用玻璃有單層標(biāo)準(zhǔn)玻璃，中空玻璃，真空玻璃等。單層標(biāo)準(zhǔn)玻璃就是我們通常說(shuō)的平板玻璃，其傳熱系數(shù)大約為 6.0W/(m2?K)熱損失明顯，因此在雁北地區(qū)較少采用，中空玻璃是以兩片或多片玻璃，以有效的支撐均勻隔開(kāi)，周邊粘結(jié)密封，使玻璃層間形成干燥氣體空間的產(chǎn)品，中空玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)隨著填充氣體的變化而變化，當(dāng)充填空氣時(shí)其導(dǎo)熱系數(shù)約為2.7W/(m2?K)，充填 90%氬氣時(shí)其導(dǎo)熱系數(shù)約為 2.55W/(m2?K)充填 100%氬氣時(shí)其導(dǎo)熱系數(shù)為 2.53W/(m2?K)，充填 100%氮?dú)鈺r(shí)其導(dǎo)熱系數(shù)為 2.43W/(m2?K)，在雁北地區(qū)多用充填空氣的 6+12+6的白玻璃組合，這種中空玻璃成本低，制作簡(jiǎn)單，保溫隔熱性能符合要求，能有效降低采暖能耗，較受消費(fèi)者的青睞。真空玻璃是受保溫瓶的啟發(fā)將玻璃層中抽成真空，在沒(méi)有任何氣體的情況下，其導(dǎo)熱系數(shù)能有效降低，能更好的體現(xiàn)保溫隔熱性能，但工藝比較復(fù)雜、價(jià)格較高，雖有使用但不普遍。

5 結(jié)語(yǔ)

住宅節(jié)能是一個(gè)永恒課題，國(guó)內(nèi)外的好多專家仍在堅(jiān)持不懈的攻克著，并且不斷推出新材料、新技術(shù)、新工藝，為人類節(jié)約有限資源做著貢獻(xiàn)。相信在未來(lái)我們告別暖氣空調(diào)不再是夢(mèng)。

[1] 崔香蓮.我國(guó)北方建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)窗戶的節(jié)能應(yīng)用[J].山西建筑，2009，35(15):214-215.