论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国节能建筑的不断发展，研究其围护结构热工设计方法凸显出重要意义。本文首先介绍了围护结构的节能要求，分析了热工设计为满足节能减排要求应遵循的原则。在探讨建筑保温设计的应用与建筑热工设计对建筑节能的要求的同时，研究了节能建筑围护结构热工设计方法。
【关键词】节能建筑；围护结构；热工设计方法
一、前言
作为节能建筑的一项重要方面，围护结构热工设计在近期得到了有关方面的高度关注。研究节能建筑围护结构热工设计方法，能够更好地提升其实际应用效果，优化其运转效能。本文从介绍围护结构的节能着手本课题的研究。
二、围护结构的节能要求
按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的要求设计的建筑，由于采用的节能设计减少了围护结构的传热损失，使建筑整体能达到50%节能率的目标；按照《上海市公共建筑节能设计标准》DGJ08-107-2012的要求设计的建筑，能使公共建筑整体达到65%节能率的目标；按照《上海市居住建筑节能设计标准》DG/TJ08-205-2008的要求设计的建筑，能使居住建筑整体达到65%节能率的目标。从节能率的数值也能看出，上海市地方标准比国家及行业标准更严格，在满足标准的情况下能达到更高的节能率。
以上不同的标准中，均对建筑围护结构的体型系数、各部分的传热系数及热阻限值、不同朝向的窗墙比、外窗遮阳系数及气密性等级等热工性能参数作出了明确的要求。
三、热工设计为满足节能减排要求应遵循的原则
1.热能系统相应参数的设计原则
热能系统运行过程中，为了更好的节能，应将蒸汽系统的参数调高，以满足汽轮机排油工艺的要求，在这个过程中要做好同热能产出指标的对比，确定蒸汽系统最佳参数。除此之外，还要根据蒸汽系统的相应参数做好蒸汽系统压力调节。
2.有关余热的二次利用
余热的利用，是热能系统中最容易出現能耗过大问题的环节，因此，一定要在认真做好余热的处理工作，尽可能的对余热进行二次利用，以提高热能系统的供热效率。根据实际情况，一般要在余热回收系统上下功夫，设计人员一定要严格计算热能系统中各个组成部分的余热产出量，设置与之相对应的余热回收系统，尽量不跨区域回收，尽量就地回收。
对产生余热的介质，技术人员要进行严格的分析，对不同介质进行分类，以便更好的回收利用。根据余热的温度不同，产生余热的介质可以采用不同方式回收：对于低于250℃的介质，一般可用于加热供水；温度高于250℃、小于500℃的介质可用于加热空气和产生蒸汽；高于500℃的介质，以生产高压蒸汽为主。产生余热的介质经利用后，绝大部分余热转化为水蒸气再次进入热能系统，或直接被热能设备利用，这样就有效降低了热能系统的能耗，使多余热能得到了二次利用。
四、建筑保温设计的应用
1.太阳能的充分利用
日照对建筑保温具有重要的意义，由于太阳能为清洁能源且能量密度高，这就使太阳能在建筑保温方面得到了越来越多的应用和推广。而且太阳能不仅有利于人体的健康，还非常的廉价，因此，太阳能的充分利用必将会是建筑保温设计中的发展趋势。
2.冷风的不利影响
风对室内气候的影响有两方面：一是通过门窗口或其它孔隙进入室内，形成冷风渗透；二是作用在围护结构外表面上，使对流换热系数变大，增强外表面的散热量。防止冷风的措施主要有不使有大面积外表面朝向冬季主导风向，当受条件限制不可避免时，也应在迎风面上尽量少开门窗或其它孔洞，严寒地区还应设置门斗。
3.建筑体型和朝向
设计师处理体型与平面设计时，首先应考虑功能要求，必须正确处理体型，平面形式与保温的关系；否则，不仅增加采暖费用，浪费能源，而且必然影响围护结构的热工质量。因此在实际的设计过程中设计师会尽量的减少建筑的表面积，同时选择有利朝向，以减少热量的散失。
五、建筑热工设计对建筑节能的要求
1.冬季保温设计要求。建筑物宜设在避风和向阳的地段。建筑物的体形设计宜减少外表面积，其平、立面的凹凸面不宜过多。居住建筑，在严寒地区不应设开敞式楼梯间和开敞式外廊；在寒冷地区不宜设开敞式楼梯间和开敞式外廊。公共建筑，在严寒地区入口处应设门斗或热风幕等避风设施；在寒冷地区出入口处宜设门斗或热风幕等避风设施。
建筑物外部窗户面积不宜过大，应减少窗户缝隙长度，并应采取密闭措施。外墙、屋顶、直接接触室外空气的楼板和非采暖楼梯间的隔墙等围护结构，应进行保温验算，其传热阻应大于或等于建筑物所在地区要求的最小传热阻。当有散热器、管道、壁龛等嵌入外墙时，该处外墙的传热阻应大于或等于建筑物所在地区要求的最小传热阻。围护结构中的热桥部位应进行保温验算，并采取保温措施。
2.夏季防热设计要求建筑物的夏季防热，应采取自然通风、窗户遮阳、围护结构隔热和环境绿化等综合性措施。建筑物的总体布置，单位的平、剖面设计和门窗的设置，应有利于自然通风，并尽量避免主要房间受到东西向的日晒。建筑物的向阳面，特别是东、西向窗户，应采取有效的遮阳措施。
六、节能建筑围护结构热工设计方法
1.墙体热工设计
外墙的节能功效主要体现在增加外墙的隔热性能，减少冬季的热能损耗，降低空调能耗。当前外墙设计，主要有两种形式，一种是承重墙与单一保温材料相结合，另一种是保温层与承重墙复合的保温墙体。自保温外墙是由单一材质制成具有保温隔热功效的材料砌筑而成的，自保温外墙一般用到的材料为矿渣混凝土、加气混凝土、粉煤灰保温砌块等，这种利用墙体的材料实现整个建筑结构的保温功效，需要墙体自重很重，否则难以达到较强的保温效果。综合内保温与外保温技术，外保温墙面具有突出特点，能防止保温层受潮、避免产生热桥，同时外保温有助于建筑室内的热舒适与热稳定，在此基础上，延长建筑物的使用寿命，促进整个建筑物系统的节能改造。
2.门窗节能设计
（一）提升窗户保温性能的节能措施
采用多层玻璃窗的形式能提升窗户保温性能，利用空气的导热系数低于玻璃导热系数这一特点，在玻璃间增添一定厚度的空气间层，发挥空气间层的作用，保持室内温度。为了更好地利用空气间层的作用，需要减少空气间层与外部空气的对流换热，保持空气间层的封闭状态。在选用窗框材料时，一定要选择隔热性能好的材料，塑钢门窗随着不断的推广使用，已经成为一种比较成熟的建筑材料。
（二）窗户遮阳
夏季，太阳辐射较强，如果进入室内的温度过高，则会增加空调的负荷，随着全球气候的变暖，窗户夏季的遮阳效果的好坏已越来越成为工程建设的重点。为了遮阳，可以采用遮阳板，遮阳板可以分为活动与固定的两种，因寒冷地区夏季阳光多来自西面，因此设置为固定的遮阳板。为了达到窗户这样的目的，可在普通玻璃上粘贴节能薄膜作为一种镶嵌材料，达到遮阳的目的，这种遮阳玻璃不仅价格较低，而且比较美观，适用范围广，抵挡辐射的功效强。
七、结束语
通过对节能建筑围护结构热工设计方法的相关研究，我们可以发现，节能建筑围护结构热工设计方法的优劣直接影响着其最终应用效果，有关人员应该结合节能建筑的客观实际，研究制定最为优化的围护结构热工设计方案。
参考文献：
[1] 高汉民，曲平.节能建筑围护结构热工设计方法研究[J].新型建筑材料.2011（14）：39-41.
[2] 杨敏，林俊.住宅围护结构的热工设计[J].安徽冶金科技职业学院学报.2012（03）：88-89.
[3] 陈池，李桂媛.围护结构热工及节能设计研究[J].三峡大学学报.2013（03）：102-103.
【关键词】节能建筑；围护结构；热工设计方法
一、前言
作为节能建筑的一项重要方面，围护结构热工设计在近期得到了有关方面的高度关注。研究节能建筑围护结构热工设计方法，能够更好地提升其实际应用效果，优化其运转效能。本文从介绍围护结构的节能着手本课题的研究。
二、围护结构的节能要求
按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的要求设计的建筑，由于采用的节能设计减少了围护结构的传热损失，使建筑整体能达到50%节能率的目标；按照《上海市公共建筑节能设计标准》DGJ08-107-2012的要求设计的建筑，能使公共建筑整体达到65%节能率的目标；按照《上海市居住建筑节能设计标准》DG/TJ08-205-2008的要求设计的建筑，能使居住建筑整体达到65%节能率的目标。从节能率的数值也能看出，上海市地方标准比国家及行业标准更严格，在满足标准的情况下能达到更高的节能率。
以上不同的标准中，均对建筑围护结构的体型系数、各部分的传热系数及热阻限值、不同朝向的窗墙比、外窗遮阳系数及气密性等级等热工性能参数作出了明确的要求。
三、热工设计为满足节能减排要求应遵循的原则
1.热能系统相应参数的设计原则
热能系统运行过程中，为了更好的节能，应将蒸汽系统的参数调高，以满足汽轮机排油工艺的要求，在这个过程中要做好同热能产出指标的对比，确定蒸汽系统最佳参数。除此之外，还要根据蒸汽系统的相应参数做好蒸汽系统压力调节。
2.有关余热的二次利用
余热的利用，是热能系统中最容易出現能耗过大问题的环节，因此，一定要在认真做好余热的处理工作，尽可能的对余热进行二次利用，以提高热能系统的供热效率。根据实际情况，一般要在余热回收系统上下功夫，设计人员一定要严格计算热能系统中各个组成部分的余热产出量，设置与之相对应的余热回收系统，尽量不跨区域回收，尽量就地回收。
对产生余热的介质，技术人员要进行严格的分析，对不同介质进行分类，以便更好的回收利用。根据余热的温度不同，产生余热的介质可以采用不同方式回收：对于低于250℃的介质，一般可用于加热供水；温度高于250℃、小于500℃的介质可用于加热空气和产生蒸汽；高于500℃的介质，以生产高压蒸汽为主。产生余热的介质经利用后，绝大部分余热转化为水蒸气再次进入热能系统，或直接被热能设备利用，这样就有效降低了热能系统的能耗，使多余热能得到了二次利用。
四、建筑保温设计的应用
1.太阳能的充分利用
日照对建筑保温具有重要的意义，由于太阳能为清洁能源且能量密度高，这就使太阳能在建筑保温方面得到了越来越多的应用和推广。而且太阳能不仅有利于人体的健康，还非常的廉价，因此，太阳能的充分利用必将会是建筑保温设计中的发展趋势。
2.冷风的不利影响
风对室内气候的影响有两方面：一是通过门窗口或其它孔隙进入室内，形成冷风渗透；二是作用在围护结构外表面上，使对流换热系数变大，增强外表面的散热量。防止冷风的措施主要有不使有大面积外表面朝向冬季主导风向，当受条件限制不可避免时，也应在迎风面上尽量少开门窗或其它孔洞，严寒地区还应设置门斗。
3.建筑体型和朝向
设计师处理体型与平面设计时，首先应考虑功能要求，必须正确处理体型，平面形式与保温的关系；否则，不仅增加采暖费用，浪费能源，而且必然影响围护结构的热工质量。因此在实际的设计过程中设计师会尽量的减少建筑的表面积，同时选择有利朝向，以减少热量的散失。
五、建筑热工设计对建筑节能的要求
1.冬季保温设计要求。建筑物宜设在避风和向阳的地段。建筑物的体形设计宜减少外表面积，其平、立面的凹凸面不宜过多。居住建筑，在严寒地区不应设开敞式楼梯间和开敞式外廊；在寒冷地区不宜设开敞式楼梯间和开敞式外廊。公共建筑，在严寒地区入口处应设门斗或热风幕等避风设施；在寒冷地区出入口处宜设门斗或热风幕等避风设施。
建筑物外部窗户面积不宜过大，应减少窗户缝隙长度，并应采取密闭措施。外墙、屋顶、直接接触室外空气的楼板和非采暖楼梯间的隔墙等围护结构，应进行保温验算，其传热阻应大于或等于建筑物所在地区要求的最小传热阻。当有散热器、管道、壁龛等嵌入外墙时，该处外墙的传热阻应大于或等于建筑物所在地区要求的最小传热阻。围护结构中的热桥部位应进行保温验算，并采取保温措施。
2.夏季防热设计要求建筑物的夏季防热，应采取自然通风、窗户遮阳、围护结构隔热和环境绿化等综合性措施。建筑物的总体布置，单位的平、剖面设计和门窗的设置，应有利于自然通风，并尽量避免主要房间受到东西向的日晒。建筑物的向阳面，特别是东、西向窗户，应采取有效的遮阳措施。
六、节能建筑围护结构热工设计方法
1.墙体热工设计
外墙的节能功效主要体现在增加外墙的隔热性能，减少冬季的热能损耗，降低空调能耗。当前外墙设计，主要有两种形式，一种是承重墙与单一保温材料相结合，另一种是保温层与承重墙复合的保温墙体。自保温外墙是由单一材质制成具有保温隔热功效的材料砌筑而成的，自保温外墙一般用到的材料为矿渣混凝土、加气混凝土、粉煤灰保温砌块等，这种利用墙体的材料实现整个建筑结构的保温功效，需要墙体自重很重，否则难以达到较强的保温效果。综合内保温与外保温技术，外保温墙面具有突出特点，能防止保温层受潮、避免产生热桥，同时外保温有助于建筑室内的热舒适与热稳定，在此基础上，延长建筑物的使用寿命，促进整个建筑物系统的节能改造。
2.门窗节能设计
（一）提升窗户保温性能的节能措施
采用多层玻璃窗的形式能提升窗户保温性能，利用空气的导热系数低于玻璃导热系数这一特点，在玻璃间增添一定厚度的空气间层，发挥空气间层的作用，保持室内温度。为了更好地利用空气间层的作用，需要减少空气间层与外部空气的对流换热，保持空气间层的封闭状态。在选用窗框材料时，一定要选择隔热性能好的材料，塑钢门窗随着不断的推广使用，已经成为一种比较成熟的建筑材料。
（二）窗户遮阳
夏季，太阳辐射较强，如果进入室内的温度过高，则会增加空调的负荷，随着全球气候的变暖，窗户夏季的遮阳效果的好坏已越来越成为工程建设的重点。为了遮阳，可以采用遮阳板，遮阳板可以分为活动与固定的两种，因寒冷地区夏季阳光多来自西面，因此设置为固定的遮阳板。为了达到窗户这样的目的，可在普通玻璃上粘贴节能薄膜作为一种镶嵌材料，达到遮阳的目的，这种遮阳玻璃不仅价格较低，而且比较美观，适用范围广，抵挡辐射的功效强。
七、结束语
通过对节能建筑围护结构热工设计方法的相关研究，我们可以发现，节能建筑围护结构热工设计方法的优劣直接影响着其最终应用效果，有关人员应该结合节能建筑的客观实际，研究制定最为优化的围护结构热工设计方案。
参考文献：
[1] 高汉民，曲平.节能建筑围护结构热工设计方法研究[J].新型建筑材料.2011（14）：39-41.
[2] 杨敏，林俊.住宅围护结构的热工设计[J].安徽冶金科技职业学院学报.2012（03）：88-89.
[3] 陈池，李桂媛.围护结构热工及节能设计研究[J].三峡大学学报.2013（03）：102-103.