自然、社会与保温  一、动、植物的保温 动物和植物在地球上是最能适应寒冷地带的环境条件的。它们有一个不透水的外表层,(例如企鹅那浸过油似的羽毛)。在外表层下面有一层很轻的保温层(树是象软木塞子一样的内皮,冰熊是它的毛发)。 生物的外表层是一个能为自身提供保温的复杂的复合体系。生物的身体热量来自于食物。保温层的任务是把身体的内部温度始终保持在最佳状态,尽量减少能量损失。 人类身不由己地被大自然置于或是炎热、或是寒冷的地带,但是可以用聪明才智来弥补自然条件的不足。 (例如:穿一件透气、防风的外衣;或穿一件保温的鸭绒夹克)
二、建筑物的保温: 人类最初的住宅是一些原始的洞穴,只是用岩石、泥块来做一些必要的保温,后来才开始使用木头、砖、和 混凝土来建造房屋。保温体系是人类改善居住条件的又一个伟大进步。
三、节能与环保:
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建筑热损耗示意图 | 随着我国经济的快速发展,房屋建筑规模扩大、城市化水平不断加快和人们的生活水平的提高,建筑已经成为我国能耗的大户,在我国能源总消费量中所占比例逐年上升,已从20世纪70年代末的10%上升到如今的27.6%,供热采暖能源消耗占其中的60%。2003年我国消耗了全世界7.4%的石油、31%的原煤,我们以消耗全世界20%的资源的沉重代价来实现占全球4%的GDP。而实现建筑节能的一个主要措施就是围护结构的保温,这样就像给房子穿了棉袄,可以节省大量采暖和制冷的能耗。 长期以来,人们认为象燃木、煤、天然气和石油这些天然能源是取之不尽的。直至1 973年第一次能源危机以前,人们对建筑物需要“保温外套”这一概念还是相当模糊的。随着能源的不断开采和利用,新的能源尚未发现,能源必将越来越贵。这时人们认识到:节能是必须的。当人们考虑到取暖成本占了居室整个能源成本的60%左右时,理所当然地想要节省它。 节能与环保息息相关,截止到2002年,全国城镇累计建成节能建筑3.2亿平方米,实现节能1094万吨标准煤 ,减少二氧化碳排放2326万吨,大大减少了环境污染。
节能概论 一、建筑物的耗热 建筑物的耗热主要由两部分组成:一是通过围护结构的传热耗热,二是通过门窗缝隙的空气渗透耗热。外墙 外保温体系所能解决的节能问题只是围护结构的耗热。窗户也是耗热的薄弱部位,即节能的重点部位。其余还有 屋顶保温和地面、楼梯间、阳台等部位的保温。 建筑物的耗热量可通过下式计算: qH = qH·T + qINF - qI·H qH —建筑物耗热指标(w/m2) qH·T—单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量(w/m2) qINF—单位建筑面积的空气渗透耗热量(w/m2),与门、窗开启次数和面积有关。 qI·H—单位建筑面积的建筑物内部得热(w/m2)(住宅建筑为3.80 w/m2)
耗煤量指标可通过下式计算: qC = 24·Z·qH/HC·n1·n2 qC —采暖耗煤量指标(Kg /m2标准煤) qH —建筑物耗热量指标(w/m2) Z —采暖期天数 HC—标准煤热值(8.1 4×10 3w·h/kg) n1 室外管网输送效率(采取节能措施前取0.85,采取节能措施后取0.90) n2 锅炉运行效率(采取节能措施前取0.55,采取节能措施后取0.68)
二、影响节能的因素 体形系数:指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积之比。在建筑物各部分围护结构传热系数与 窗墙面积比不变的情况下,耗热量指标随体形系数成直线上升。中国节能标准规定,采暖地区建筑的体形系数不 宜大于0.3,否则需相应降低围护结构的K值。 窗墙面积比:窗墙面积比大,建筑立面较为美观,但显然对节能不利。 换气次数:提高门、窗的气密性,降低门、窗开启次数对节能有利。
朝向:南北向建筑比东西向建筑对太阳能的利用率大,对节能有利。 建筑物入口与楼梯间的避风措施:建筑物入口是否采取避风措施、楼梯间开敞与否均影晌耗热量指标。 围护结构的传热系数:采用外墙外保温体系、保温屋顶及保温门窗(双玻窗或双层窗),节能效果显著。 外保温与内保温 一、外保温提高主体结构的耐久性 内保温板缝的开裂主要由外围护墙体变形引发,而采用外墙外保温时,内部的砖墙或混凝土墙将受到保护。 室外气候不断变化引起的墙体内部较大的温差产生在外保温层内,使内部的主体结构冬季温度提高,夏季温度降 低,温度变化较为平缓,热应力减少。因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻,寿命得以大大延长。 其他由于大气破坏力如:雨、雪、冻、融、干、湿等对主体墙的影响也会大大减轻。事实证明,只要墙体和屋面 保温材料选择适当,厚度合理,施工质量好,外保温可有效防止和减少墙体和屋面的温度变形,从而有效地提高 了主体结构的耐久性。 二、外保温改善人居环境的舒适度
在进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,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,室温较为稳定,生活较为舒适;也使太阳辐射热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产 生的“自由热”得到较好的利用,有利于节能。而在夏季,外保温层能减少太阳辐射热和室外高气温的影响,使 外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。可见,外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。室内居民实际感受到的温度,既有室内温度又有围护结构内表面的影响。这就证明,通过外保温提高外墙内表面温度即使室内的空气温度 有所降低,也能得到舒适的热环境,由此可见,在加强外保温,保持室内热环境质量的前提下,适当降低室温, 可以减少采暖负荷,节约能源。
三、外墙外保温可以避免墙体产生热桥 外墙既要承重又要起保温作用,外墙厚度必然较厚。采用高效外墙外保温材料后,墙体厚度可以减薄。如果 采用外墙内保温,主墙体越薄、保温层越厚,热桥的问题就越趋于严重。在寒冷的冬天,热桥不仅会造成额外的 热损失,还可能使外墙内表面潮湿、结露、甚至发霉和淌水,而外保温则不存在这种问题。由于外保温避免了热 桥,在同样厚度的保温材料条件下,外墙外保温要比外墙内保温的热损失减少约1/5 ,从而更加节约热能。 四、外墙外保温优于外墙内保温的其他功能 采用外墙内保温的墙面上难以吊挂物件,甚至安设窗帘盒、散热器都相当困难。尤其在旧房改造时,采用外 墙内保温做法会使住户增加搬动家具、临时搬迁等诸多麻烦,甚至会因施工扰民产生不必要的纠纷,还会因此减 少用户的使用面积、外墙外保温则可以避免这些问题发生。当旧有住宅的外墙必须进行装修或抗震加固时,加做 外墙外保温是最经济、最有利的选择。 外保温可以使建筑更为美观,只要做好建筑立面设计,建筑外貌会十分出色。特别在旧房改造时,外保温能 使房屋面貌大为改观。 外保温适用范围广泛:既适用于采暖建筑,又适用于空调建筑;既适用于民用建筑,又适用于工业建筑;既 可用于新建建筑,又可用于既有建筑;既能在低层、多层建筑中应用,又能在小高层和高层建筑中应用;既适用 于寒冷和严寒地区,又适用于夏热冬冷地区和夏热冬暖地区。
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