新型墙材住宅建筑节能实施要点.doc

砖瓦世界2010（10期）
新型墙材住宅建筑节能实施要点
何水清
（徐州市新型建材研究所 221004）
住宅建筑节能主要包括建材生产、建筑施工和建筑使用能耗的节约。
徐州属采暖地区，采暖度日值为 1574，从这一实际出发，改善住宅建筑围护结构的热工性能，使之与该地区的气候条件相适应，是徐州建筑节能的重点之一。
目前，徐州民用建筑主要采用以工业废渣为主的多孔砖、空心砖、双排孔小型空心砌块等轻质高强、热工性能优越的墙体材料及可靠的屋面围护结构（热工、防水）材料和轻质板材、装饰材料为主建造的节能住宅建筑。
1　节能适用经济的新型墙材
建筑围护结构热工性能的改善，在很大程度上依靠于新型墙材的开发利用。
1.1　承重墙材废渣烧结多孔砖、黏土空心砖、煤矸石空心砖：MU20、MU15、MU10、MU7.5；双排孔混凝土小型空心砖块：MU15、MU10、MU7.5。
1.2　非承重墙材黏土空心砖（水平孔）废渣空心砖；混凝土小型空心砌块：（双排孔或单排孔）MU5.0、MU3.5；轻质隔墙板：菱镁板、GRC板、加气混凝土砌块等。
2　住宅建筑的耗能与节能
2.1　墙材生产耗能建筑节能工作的实践说明，大量应用工业废渣、废料（粉煤灰、煤矸石等）是降低建材生产耗能的有效措施，见表 1。
2.2　住宅建筑耗能表 2 是对多孔砖、混凝土双排孔小型空心砌块的生产能耗、运输能耗、建造能耗和使用能耗所作的比较。从中可知：用多孔砖、双排孔小型空心砌块砌筑的墙体、改造的住宅，都能达到节约大量能耗的目的。

经计算，徐州地区的低限热阻值（即最小总传热阻值）为 0.477m2·K/W，按低限热阻计算使用能耗为5.73×105kJ/年·m2，则多孔砖墙体比以低限热阻值计算的墙体使用能耗节约 39％；混凝土双排孔小型空心砌块墙体，比以低限热阻值计算的墙体使用能耗节约 28％。
由此可见，实施建造多孔砖、混凝土双排孔小型空心砌块建筑均能满足国家所制定的住宅建筑的节能要求。
3　节能住宅建筑的使用功能以下分述建筑节能的技术要求。
3.1　四个系数和一个要求值采用新型墙体材料建造的住宅建筑，应在建筑规划、建筑结构设计、外围护结构的墙体、门窗、屋面和建筑材料等方面满足舒适度指标和节约能源。其技术特点是协调好建筑节能的四个系数和一个要求值。
（1） 建筑体型系数 ff 为建筑物外表面积 F0与其所包围的体积 V0之比。在设计建筑物形式和功能时，要用最少的围护结构面积形成满足功能要求的室内空间体积，f值越小越有利于建筑节能，一般控制在 0.3 以下。
（2）建筑外表结构面平均传热系数 KmKm为 参 与 传 热 的 各 个 围 护 结 构 的 传 热系 数 对 其 面 积 的 加 权 平 均 值。 徐 州 生 产 的240mm×115mm×115mm 多 孔 砖，墙 体 总 热 阻 值为 0.651m2·K/W，混凝土双排孔小型空心砌块砌体的热阻值为 0.551m2·K/W，粉煤灰免烧砖墙体热阻值为 0.602m2·K/W，均大于黏土砖墙体热阻值0.527m2·K/W（见表 3）。
采用这些材料的墙体，都能达到建筑节能对原材料的要求。
按照标准规定，外墙总传热系数要小于等于围护结构平均传热系数，徐州的平均传热系数Km=2.04W/m2·K。为强调热损失各部位的综合效果，允许各部位采取不同围护结构系数，提出建议值：屋 顶 KR＝ 1.13W/m2·K；外 墙 Kw＝ 1.64W/m2·K；窗户 KG＝ 6.40W/m2·K；楼梯间墙 1.87W/m2·K：分户门2.98W/m2·K；地面 0.35W/m2·K 等。其中屋顶传热系数要求近期内达到，外墙（特别是山墙）要求逐步达到，其他各项作为对围护结构在满足平均传热系数值后的提高要求值。徐州采暖居住建筑围护结构平均传热系数的限值 Km=2.04W/m2·K；建筑物耗热量控制指标，居住352010.10建筑耗热量 QH=24.5W/m2。
（3） 建筑物外表结构层空气渗透系数 PP 值越小越好。该系数要求改进门窗质量，提高其密闭性能。根据标准规定，徐州窗户的传热系数（KG）采用 6.04W/m2·K。
（4）建筑物外表面日照系数 RR=F0/S（F0——建筑物外表面积；S——建筑物冬至日正午日照面积）R 值越小对建筑节能有利。
（5）徐州地区建筑物外墙和屋顶等围护结构的保温要求不低于其总热阻值。
3.2　外围护结构
要兼顾保温和隔热建筑物总的热损失 = 通风热损失 + 传热热损失。保温要求尽可能减少总的热损失，室内保持较适宜而稳定的温度。新型墙体材料建筑，要求围护结构具有适当的热稳定性，减少室温波动。为此，必须同时考虑热阻值和热稳定性两个方面。房间墙体、屋面的热阻值愈大，面积愈小，房间则具有较好的热稳定性。
围护结构隔热的实质，在于采取各种措施将墙体、屋面的内表面最高温度限制在某一水平，并使在适当的时间出现（延迟或衰减）。
夏季住宅建筑的隔热能力、程度主要取决于总热阻、总的衰减倍数和延迟时间，外墙内表面温度值是上述三指标的具体体现。通过实测，达到指标要求的墙体传热系数小，衰减倍数高，热稳定性好，外墙内表面温度波动小。满足夏季的隔热，应符合标准“墙内表面温度不超过室外最高温度”的最低要求。
提高屋面工程的技术水平，确保防水及热工的质量，是节能住宅围护结构除外墙以外的重要环节。根据表 3，新型材料墙体的总热阻 Rn由大至小依次为 24cm 厚多孔砖墙、24cm 厚粉煤灰砖墙、24cm 厚全煤矸石烧结砖墙、19cm 厚双排孔小型混凝土空心砌块墙和 24cm 厚黏土空心砖墙。单排孔小型空心砌块用作外墙，为满足热工要求，必须采取相应的热工构造措施。传热系数 K 为热阻值 R 的倒数。表中几种墙体材料的总传热系数 K 均小于该市围护结构要求的平均传热系数 Km（2.04W/m2·K），而砌体仅多孔砖接近传热系数的要求。多孔砖墙体的热阻实测值较多地高于 24cm 厚其他墙体，传热系数值则较多地低于 24cm 厚其他墙体。
测算资料表明，提高围护结构热工性能所增加的投资可由节约的能源费用得到补偿。
4　住宅建筑节能措施
4.1　总体规划进行小区规划时要注意自然地理环境，冬、夏季主导风向，确定建筑物的体形、朝向和总平面布局等，力求减少房屋外表面积和太阳西晒的部分，有利于通风采光，减少夏季热辐射和冬季冷风渗透量。通过环境的协调，创造有利于建筑的小气候，使住宅建筑达到方便、安静、舒适、安全的要求。建筑朝向一般以南向为好，南偏东10~15°也是该地区较好的朝向，且对夏季的自然通风、冬季的增长日照时间有利，尽量减少东西向住宅。
4.2　建筑设计
充分利用气候和自然条件，考虑到利用自然能（太阳能、风能等），增加日光间，以丰富建筑立面，改善室内热环境。在满足结构要求的基础上，采用适宜的窗墙面积比，单元入口设门斗、梯间设窗，达到住宅建筑的热环境使用功能要求，降低使用能耗。主居室宜为南向，适当加大房屋的进深，增加冬季直射入室内的阳光，夏季减少太阳热辐射，以达到节能、节土、舒适环境的综合效益。合理利用穿堂风，加强空气对流，创造夏季适宜的室内小气候。
4.3　外围护结构
外墙总传热值应满足围护结构平均传热系数（2.04W/m2·K）的要求。山墙宜逐步达到围护结构传热系数外墙建议值（1.64W/m2·K）的要求。热桥部位，经验算不满足规程要求的部位，应采取局部措施，如山墙、热桥局部抹一定厚度的保温砂浆。
改善窗和门的保温（隔热）性能，保证冬季的换气次数，推广使用密封胶等，提高门窗的密闭性，降低窗、门玻璃的传热系数（如采用中空玻璃、玻璃涂膜）；加强窗框及门板的保温（隔热）能力。屋面的热工设计不仅要提供材料品种的配合比，而且要提出材料的密度、含水率和导热系数要求，要认真进行屋面的热工计算。
设计的合理是保证屋面保温（隔热）的必要条件。施工操作质量则是充分要求。
屋面的总传热系数近期要达到 1.13W/m2·K 的指标。