論山西雁北地區住宅節能

張麗萍

1 概述

目前，我國正處在經濟建設高速發展的過程中，隨著國家城市化進程的不斷加快，建筑運行能耗不斷提高，十一五期間國家將節能減排納入“十一五”規劃，表明了國家在節能減排上的決心，建筑能耗也占到相當比例。在十一五期間，住宅能耗作為一項重要指標，已得到購房者和開發商的共同關注，并逐漸成為開發商的自覺行為。

山西雁北地區屬于嚴寒地區，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，也是住宅節能中面臨的主要問題，調查表明雁北地區采暖能耗占住宅能耗的 40%，雁北地區現時期年采暖費為 25.85元/m2，城鎮人均居住面積按 23.7m2計算，每人每年采暖費支出 612.65元以上，雁北地區采暖期為當年 11月 1日至次年 4月 15日，全年采暖期為 5個半月的時間。因此，在雁北地區降低住宅能耗主要從降低采暖能耗入手。

2 住宅能耗的構成

住宅能耗是指住宅在使用過程中消耗的能量，主要包括建筑采暖、空調、熱水供應、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結構，即住宅外墻、窗戶，因此要降低采暖損失就要對住宅外圍護結構進行處理，外墻、門、窗采用適當密封，保溫，隔熱措施。

4 降低采暖能耗的措施

4.1 外墻保溫

1)規劃措施。結合雁北地區冬季時間長，冬季主導風向為西北風，風力大，日照時間短的氣候特征，我們在雁北地區規劃住宅小區時，要將住宅樓設在向陽，避風地段，并且盡量爭取主要房間有較好日照，將板式高層建筑布置在冬季主導風向，低層布置在夏季主導風向，住宅北側宜布置次要房間，北向窗戶的面積應盡量小，同時適當控制東西朝向的窗墻比和單窗尺寸，就建筑物的體型系數來說應盡量小，平立面不宜出現過多的凹凸面，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成的各種熱橋，同時還要注意通過優化設計來改善夏季室內的熱環境，從而減少空調使用時間，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，它經濟實惠且導熱系數小(λ=0.047W/(m2?K))。

3)外墻保溫形式。外墻保溫有外保溫、內保溫，還有夾心保溫。這三種保溫形式均能提高冷天外墻內表面溫度，減少熱損失，使室內氣候環境有所改善。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，外保溫又包括以下幾種形式:粘貼聚苯板外保溫方式，現抹聚苯顆粒外保溫方式，大模內置聚苯板外保溫方式，預制外掛保溫板方式。它可以有效避免產生熱橋，在采用同樣厚度的保溫材料的條件下，外保溫要比內保溫的熱損失減少約 1/5，從而節約了采暖能耗。另外，外保溫還有利于改善室內熱環境。在進行外保溫后，由于內部實體墻熱容量大，室內能蓄存更多的熱量，使諸如太陽輻射或間歇采暖造成的室內溫度變化減緩，室內溫度較為穩定。

4.2 外窗保溫

1)設計措施。外窗設計是住宅建筑圍護結構節能設計中的重要環節，它由窗框和玻璃組成。窗戶具有多重特性，不同季節對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，還希望其有更高的太陽能透過來。最大限度地利用太陽能減少負荷，夏季我們則希望阻擋太陽輻射進入室內，盡量減少室內空調負荷。所以我們在設計中一般采取解決主要矛盾的方式來避免沖突。山西雁北地區晝夜溫差大，早晚溫度低，基本不會太多影響人們休息，所以在雁北地區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。木窗強度高，保溫隔熱性能優良，其窗框的傳熱系數可以降至 2.0W/(m2?K)以下，但由于我國森林缺乏，為保護森林，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，傳熱系數約為 4.5W/(m2?K)左右，遠高于其他金屬窗框，所以目前在雁北地區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上采取了熱橋阻斷技術，如用聚酰胺尼龍條穿入滾壓復合等。經過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點，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準玻璃，中空玻璃，真空玻璃等。單層標準玻璃就是我們通常說的平板玻璃，其傳熱系數大約為 6.0W/(m2?K)熱損失明顯，因此在雁北地區較少采用，中空玻璃是以兩片或多片玻璃，以有效的支撐均勻隔開，周邊粘結密封，使玻璃層間形成干燥氣體空間的產品，中空玻璃的導熱系數隨著填充氣體的變化而變化，當充填空氣時其導熱系數約為2.7W/(m2?K)，充填 90%氬氣時其導熱系數約為 2.55W/(m2?K)充填 100%氬氣時其導熱系數為 2.53W/(m2?K)，充填 100%氮氣時其導熱系數為 2.43W/(m2?K)，在雁北地區多用充填空氣的 6+12+6的白玻璃組合，這種中空玻璃成本低，制作簡單，保溫隔熱性能符合要求，能有效降低采暖能耗，較受消費者的青睞。真空玻璃是受保溫瓶的啟發將玻璃層中抽成真空，在沒有任何氣體的情況下，其導熱系數能有效降低，能更好的體現保溫隔熱性能，但工藝比較復雜、價格較高，雖有使用但不普遍。

5 結語

住宅節能是一個永恒課題，國內外的好多專家仍在堅持不懈的攻克著，并且不斷推出新材料、新技術、新工藝，為人類節約有限資源做著貢獻。相信在未來我們告別暖氣空調不再是夢。

[1] 崔香蓮.我國北方建筑圍護結構窗戶的節能應用[J].山西建筑，2009，35(15):214-215.