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【摘要】住宅建筑的能耗是我国最主要的能源消耗形式,其比例在总能耗中占有率最高。因此要如何做好住宅节能,降低其能耗比例,已经成为了建筑行业的头等大事。本文就住宅建筑设计的各个阶段的节能措施进行了详细说明。
【关键词】住宅 建筑 设计 节能
中图分类号:TE08文献标识码: A
前言
迄今为止,能源问题一直受到世界各国的普遍关注。据悉,在全世界的能源消耗中,无论是发达国家还是发展中国家,建筑能耗在总能耗中所占的比重是很大的,约占25% - 40% 。因此,建筑节能成为节能的重点。
一、我国住宅建筑节能设计的必要性
建筑已经占据了人类生活的绝大部分空间,而其建设和使用所产生的能耗也是相当巨大的。建筑能耗包括了建造的能耗,即施工中使用的材料、运输、施工等能耗;使用能耗,即供暖能耗、电能能耗、调节能耗等。其中建筑的使用时间较长,所以使用能耗要远远高于建筑能耗。目前我国的建筑能耗已经达到了终端总能耗的30%,占总能耗的首位。而且我国正处在城市化的上升阶段,全国民用建筑总面积达到了400亿㎡,而且新建建筑中高能耗建筑的比例极高。按照目前的发展趋势,我国每年都会有20亿㎡的新增建筑,而且与发达国家相比,我国的建筑能耗要比发达国家的能耗高出2-3倍,加之再生资源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,那么将进一步扩大我国能耗的基数,造成潜在的能源危机。因此,为了缓解能源危机,建筑节能已经成为了降低能耗的最大阵地,也成为了最具潜力、最具实效的节能方式。而且对我国的能源紧张和供应不足有着重要的现实意义。所以建筑节能是目前所有建筑行业都需要面对的问题。在所有的建筑类型中我国的住宅面积所占的比例是最大的,因人口数量的原因,我国的住宅比例占建筑的面積的70%,其能耗的比例占所有建筑能耗中比例最大的部分。如果可以从住宅建筑入手实现节能和减排,那么对于我国的节能工作将作出重大的贡献。
二、住区规划的节能措施
1、正确选择朝向
居住区具有充足的阳光和良好的通风,是大自然赐予人类的居住条件,它创造了最节能、最舒适的室内外居住环境。我国大部分地处北温带,选择正确朝向,一般以正南朝向或南偏东、南偏西较小角度(10°以内)为好。
2、顺应风流环境
选择夏季主导风向为导风口,使住区内风速流畅,降低气温;冬季应阻挡西北风的侵袭,使住区气温温和,避免寒风刺骨。
3、适度的绿化和水面
绿化和水面能改善住区微气候,起到调节气温、增加湿度、遮阳庇荫和美化环境的作用。需要合理的选择树种,适应当地土壤和气候,合理搭配树种,常年有绿树相伴。切忌种植大片观赏花卉和草坪,不要盲目地移植名贵树种和古老大树,以免事倍功半、得不偿失。水面应从地域水资源条件考虑,面积不宜过大,以免减少活动场地。严禁使用城市供水作为景观水源,应积极采用中水和雨水,保证水质水量,控制维护经费。
4、控制住宅组合的长度
住宅单体的多单元组合,可以节省用地,减少建筑物外围护面积,从而减少能耗;而少单元组合,可以扩大光照面积,并使居住区内的气流畅通。应根据不同地域而采取相应的优化组合方式。
三、住宅建筑涉及的节能措施
1、屋面节能
屋面的面积在整个围护结构中比例不大,但是对于顶层房间而言却是非常重要。因此,屋面节能措施的要点:屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料,以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果。现在,屋面保温节能多采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、浮石沙保温屋面和倒置式保温屋面等节能屋面。南方地区应强调隔热效果,可采用种植屋面、高反射率屋面或遮阳屋面。
2、墙体节能
墙体节能技术多采用复合墙体节能。复合墙体节能是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。复合墙体节能多采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料以及复合墙体,降低外墙的传热系数。根据复合材料与主体结构位置的不同,主要分为内保温技术和外保温技术两大类,外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用相同规格、相同尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果要好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼的改造,适用范围广,技术含量高;外保温层位于主体结构外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命,有效减少了建筑结构的热效,增加建筑的有效空间,同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。在南方地区,尤其是夏热冬暖地区应注重采用浅色外饰面,减少太阳辐射吸收系数。
3、外门窗节能
据统计,通过外窗的热损失占建筑能耗的35~45%,可见外窗是建筑围护结构中比较薄弱的部位。外窗的窗框材料、玻璃品种及有无遮阳措施都会显著影响其热工性能。普通的单玻铝合金外窗的传热系数为6.4W/m2·K,是墙体的六倍。因此,应使用新型保温节能外窗。外窗玻璃应尽量选择中空玻璃、吸热玻璃、反射玻璃等。目前热工性能较好的外窗采用双玻中空双腔充惰性气体(厚度为40mm)玻璃,窗框为铝合金断热效型材,这种外窗的传热系数可达到1.5W/m2·K。此外,窗墙面积比也是影响建筑围护结构节能的主要因素。确定窗墙面积比要综合考虑多方面因素,其中主要因素是不同地区冬夏季日照情况(日照时间、太阳总辐射强度、阳光入射角)、季风、室外温度、室内采光设计标准及外窗开窗面积等。一般外窗的保温性能比外墙差很多,窗墙面积比越大,暖通空调系统能耗越大。因此,应在保证自然采光的前提下合理的控制窗墙面积比,一般北向不大于25%,南向不大于35%,东西向不大于30%。
四、 住宅建筑设备的节能
为了满足人们日益提高的室内环境质量要求,建筑中增设了多种建筑设备,也带来了建筑耗能的增加,因此,建筑设备的节能也大大的降低建筑耗能。
1、采暖管网的改造
室外管网要加强保温,提高热输送效率,室内管网则要做到可调控、可计量。
2、采用新型节能设备
充分注意地区差异,在不同地区,采用不同设备,同时在设计时应重视综合设计,统筹考虑相互影响和可持续发展,寻求合理的解决方案。
3、地下空间的利用与节能
地下空间由于有厚实的土层这种天然保温材料的围护,受地面温度的变化影响很小,土层三米以下深处的温度几乎不受外界影响,因此地下空间有冬暖、夏凉的突出优点,是一种节约制冷与采暖耗能最经济有效的建筑形式,地下空间的大量开发无疑对建筑节能起到了很大的促进作用。
4.太阳能开发及利用技术
住宅建筑节能要改变消极保温隔热的单一节能观念,要把节能和合理的利用太阳能、地下热能、水能、风能结合起来,开发节能和用能相结合的材料及结构。
结论
建筑节能是我国建设领域目前应该重视的问题, 也是和环境保护相关联的重要问题。建筑节能宜先从量大面广的住宅建筑为重点, 近几年示范工程虽然价格比传统住宅高, 但因居住环境、居住条件比一般住宅好, 销售势头更好。我们应引导和要求房地产开发商的注意力转移到新建节能住宅上来,这样才能在取得社会效益和环境效益的同时, 取得良好的经济效益。
【参考文献】
[1]郝国胜.发展我国建筑节能技术[J].科技情报开发与经济,1997(4).
[2]刘加平.建筑节能与建筑设计中的新能源的利用[J].能源工程,2001(2):12-15
【关键词】住宅 建筑 设计 节能
中图分类号:TE08文献标识码: A
前言
迄今为止,能源问题一直受到世界各国的普遍关注。据悉,在全世界的能源消耗中,无论是发达国家还是发展中国家,建筑能耗在总能耗中所占的比重是很大的,约占25% - 40% 。因此,建筑节能成为节能的重点。
一、我国住宅建筑节能设计的必要性
建筑已经占据了人类生活的绝大部分空间,而其建设和使用所产生的能耗也是相当巨大的。建筑能耗包括了建造的能耗,即施工中使用的材料、运输、施工等能耗;使用能耗,即供暖能耗、电能能耗、调节能耗等。其中建筑的使用时间较长,所以使用能耗要远远高于建筑能耗。目前我国的建筑能耗已经达到了终端总能耗的30%,占总能耗的首位。而且我国正处在城市化的上升阶段,全国民用建筑总面积达到了400亿㎡,而且新建建筑中高能耗建筑的比例极高。按照目前的发展趋势,我国每年都会有20亿㎡的新增建筑,而且与发达国家相比,我国的建筑能耗要比发达国家的能耗高出2-3倍,加之再生资源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,那么将进一步扩大我国能耗的基数,造成潜在的能源危机。因此,为了缓解能源危机,建筑节能已经成为了降低能耗的最大阵地,也成为了最具潜力、最具实效的节能方式。而且对我国的能源紧张和供应不足有着重要的现实意义。所以建筑节能是目前所有建筑行业都需要面对的问题。在所有的建筑类型中我国的住宅面积所占的比例是最大的,因人口数量的原因,我国的住宅比例占建筑的面積的70%,其能耗的比例占所有建筑能耗中比例最大的部分。如果可以从住宅建筑入手实现节能和减排,那么对于我国的节能工作将作出重大的贡献。
二、住区规划的节能措施
1、正确选择朝向
居住区具有充足的阳光和良好的通风,是大自然赐予人类的居住条件,它创造了最节能、最舒适的室内外居住环境。我国大部分地处北温带,选择正确朝向,一般以正南朝向或南偏东、南偏西较小角度(10°以内)为好。
2、顺应风流环境
选择夏季主导风向为导风口,使住区内风速流畅,降低气温;冬季应阻挡西北风的侵袭,使住区气温温和,避免寒风刺骨。
3、适度的绿化和水面
绿化和水面能改善住区微气候,起到调节气温、增加湿度、遮阳庇荫和美化环境的作用。需要合理的选择树种,适应当地土壤和气候,合理搭配树种,常年有绿树相伴。切忌种植大片观赏花卉和草坪,不要盲目地移植名贵树种和古老大树,以免事倍功半、得不偿失。水面应从地域水资源条件考虑,面积不宜过大,以免减少活动场地。严禁使用城市供水作为景观水源,应积极采用中水和雨水,保证水质水量,控制维护经费。
4、控制住宅组合的长度
住宅单体的多单元组合,可以节省用地,减少建筑物外围护面积,从而减少能耗;而少单元组合,可以扩大光照面积,并使居住区内的气流畅通。应根据不同地域而采取相应的优化组合方式。
三、住宅建筑涉及的节能措施
1、屋面节能
屋面的面积在整个围护结构中比例不大,但是对于顶层房间而言却是非常重要。因此,屋面节能措施的要点:屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料,以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果。现在,屋面保温节能多采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、浮石沙保温屋面和倒置式保温屋面等节能屋面。南方地区应强调隔热效果,可采用种植屋面、高反射率屋面或遮阳屋面。
2、墙体节能
墙体节能技术多采用复合墙体节能。复合墙体节能是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。复合墙体节能多采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料以及复合墙体,降低外墙的传热系数。根据复合材料与主体结构位置的不同,主要分为内保温技术和外保温技术两大类,外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用相同规格、相同尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果要好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼的改造,适用范围广,技术含量高;外保温层位于主体结构外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命,有效减少了建筑结构的热效,增加建筑的有效空间,同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。在南方地区,尤其是夏热冬暖地区应注重采用浅色外饰面,减少太阳辐射吸收系数。
3、外门窗节能
据统计,通过外窗的热损失占建筑能耗的35~45%,可见外窗是建筑围护结构中比较薄弱的部位。外窗的窗框材料、玻璃品种及有无遮阳措施都会显著影响其热工性能。普通的单玻铝合金外窗的传热系数为6.4W/m2·K,是墙体的六倍。因此,应使用新型保温节能外窗。外窗玻璃应尽量选择中空玻璃、吸热玻璃、反射玻璃等。目前热工性能较好的外窗采用双玻中空双腔充惰性气体(厚度为40mm)玻璃,窗框为铝合金断热效型材,这种外窗的传热系数可达到1.5W/m2·K。此外,窗墙面积比也是影响建筑围护结构节能的主要因素。确定窗墙面积比要综合考虑多方面因素,其中主要因素是不同地区冬夏季日照情况(日照时间、太阳总辐射强度、阳光入射角)、季风、室外温度、室内采光设计标准及外窗开窗面积等。一般外窗的保温性能比外墙差很多,窗墙面积比越大,暖通空调系统能耗越大。因此,应在保证自然采光的前提下合理的控制窗墙面积比,一般北向不大于25%,南向不大于35%,东西向不大于30%。
四、 住宅建筑设备的节能
为了满足人们日益提高的室内环境质量要求,建筑中增设了多种建筑设备,也带来了建筑耗能的增加,因此,建筑设备的节能也大大的降低建筑耗能。
1、采暖管网的改造
室外管网要加强保温,提高热输送效率,室内管网则要做到可调控、可计量。
2、采用新型节能设备
充分注意地区差异,在不同地区,采用不同设备,同时在设计时应重视综合设计,统筹考虑相互影响和可持续发展,寻求合理的解决方案。
3、地下空间的利用与节能
地下空间由于有厚实的土层这种天然保温材料的围护,受地面温度的变化影响很小,土层三米以下深处的温度几乎不受外界影响,因此地下空间有冬暖、夏凉的突出优点,是一种节约制冷与采暖耗能最经济有效的建筑形式,地下空间的大量开发无疑对建筑节能起到了很大的促进作用。
4.太阳能开发及利用技术
住宅建筑节能要改变消极保温隔热的单一节能观念,要把节能和合理的利用太阳能、地下热能、水能、风能结合起来,开发节能和用能相结合的材料及结构。
结论
建筑节能是我国建设领域目前应该重视的问题, 也是和环境保护相关联的重要问题。建筑节能宜先从量大面广的住宅建筑为重点, 近几年示范工程虽然价格比传统住宅高, 但因居住环境、居住条件比一般住宅好, 销售势头更好。我们应引导和要求房地产开发商的注意力转移到新建节能住宅上来,这样才能在取得社会效益和环境效益的同时, 取得良好的经济效益。
【参考文献】
[1]郝国胜.发展我国建筑节能技术[J].科技情报开发与经济,1997(4).
[2]刘加平.建筑节能与建筑设计中的新能源的利用[J].能源工程,2001(2):12-15