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摘要:经济的发展,人们生活水平提高,居住、公共建筑条件在不断地改善,建筑设计要求的提高,现代建筑不仅要考虑美观舒适,还要在考虑到设计的个性的同时,兼顾以人为本的环保与节能的设计和运用,这也造就了环保型建筑是未来建筑的发展方向。其核心内容是尽量减少能源、资源消耗,减少对环境的破坏,并尽可能采用有利于提高居民品质的新技术、新材料。
关键词:节能设计;房屋建筑;
中图分类号:TU201文献标识码: A
1建筑设计中节能设计的重要性
设计是贯彻节能技术标准、规范的关键环节,工程项目设计工作前承业主建设意图,后接具体的施工建设,在我国基本建设程序中起到不可替代的作用。它既通过图纸表现出业主的建设意图,又系统化了工程项目的具体实施方案,是后续施工最为关键的依据。工程实践证明,项目功能是否实现基本取决于设计,设计时没有考虑到或考虑不周,必然造成先天不足。另一方面,在工程建设的各参与方中,施工单位、监理单位的主要职责是按图施工、按图监理;业主单位虽然处于主导地位,但是业主单位一般对相关节能设计的各技术标准、规范知之甚少。因此真正能理解并贯彻节能设计标准、规范要求的非设计单位莫属,这为发展节能建筑提供了先天条件。
2房屋建筑的能耗分析
2.1能耗解析
由于城市的土地可利用面积较小,因而城市建筑开始向着高层的方向发展,这也是由于高层建筑可以容纳人数较多,信息处理量也相对较大所致。而为了保证高层建筑能够运行正常,高层建筑中耗能的结构较多,电梯、供水以及供暖和空调管理都需要消耗巨大的能源。其主要的能源耗费来自于集中供热、集中的热水供应以及煤、电和天然气的供应。而在建筑能耗中,可以将能耗系统总结为以下四种,分别是动力系统、照明系统以及供暖空调系统和办公设备系统。而电量的能耗一半以上都是供暖空调系统;而电量能耗的20%来自于照明系统;而动力系统耗电量仅为总能耗的10%;而办公系统耗能仅占到了10%。
2.2采光要求以及通风要求
建筑的结构主要由以下几部分系统构成:首先是空间,包括垂直空间和水平空间;其次是建筑的使用房间空间;此外例如卫生间以及餐饮空间,即辅助使用房间;最后则是设备系统所使用的空间。在建筑中,空间组织以及平面布局中相对较为固定,建筑中各部分功能空间的通风以及采光都相对需要予以重视。另外,建筑能耗相对于气候的依赖性相对较弱,建筑层数越高对于气候的依赖性越弱,建筑的节能降耗仅仅通过建筑同环境之间的关系进行调节,所收到的效果较低。而针对高层建筑,应当从建筑自身的围护构件以及进深大小和平面形式等方面对建筑的能耗进行确定,并考虑能耗设备系統,提出相关节能措施。
3现代建筑设计上的节能
3.1建筑朝向的设计
对于高层建筑定位第一要考虑对于环境产生的影响,容积率高较难实现对日照的要求。据相关的资料可知,地球每年接收的能量是60亿千瓦。这些阳光对于建筑的节能有重要意义。因此为建筑选择一个合理位置和朝向对与太阳能的吸收及储备很重要,可以减少建筑自身的能耗。
3.2体形与平面布置
体形系数是建筑外表面的面积和其包围的体积的比值。对同体积建筑来说,体形系数越大,表明单位空间热散失的面积越大。设计师在处理形体和平面的设计时,要考虑的是功能的要求。
3.3绿化与节能
近几年以来,因为城市的绿地不断地减少,加上对空调的大量使用,导致了城市“热岛效应”,空气环境正不断地恶化,给各种建筑都带来了负效应。一块草地和一块沥青地面的表面温度差可达14摄氏度以上。绿地蒸发大量水分,带走大量热量,为建筑物创造了十分有利的周围环境条件,同时美化了城市,改善了空气品质。
3.4通风设计
在建筑设计过程中,依照建筑的内部空间进行组织,可以通过自然风的引入降低建筑的能耗,尽可能的利用建筑的内部空间形成穿堂风,高层建筑中条形建筑比较容易形成穿堂风,但是针对点式建筑,应当利用垂直墙的窗户来通风。通风需要窗墙面积比相对较大,从而为风的形成提供通路。此外还可以通过双层玻璃的设置来实现降温。国际上很多建筑都开始重视通风设计,形成相对通风性良好的体系,以此降低建筑本身需要进行通风的能耗。
4建筑节能的途径
4.1建筑围护结构体系
1)建筑外墙
材料。高层建筑的外围护所采用的材料主要包括实体结构材料以及透明结构材料两种,这是当前高层建筑建设所用到的主要材料,并且考虑到高层建筑的外围护并非用于承重,因此在材料的选择上较为灵活,针对实体结构,应当选取空心砌块或者多孔的砌块,并且材料的导热系数相对较小,而加气混凝土砌块也是高层建筑外围护选取的优良材料,另外配合合理的窗墙比例和外保温结构的设置,能够有效控制高层建筑的能耗损失。一些区域的气候分明或者处在寒冷地区,那么针对这类城市应当减少玻璃幕墙的应用。在外围护结构的施工中,实体围护达到了高层建筑的保温隔热标准后,应当注意,建筑的透明围护需要遵循以下内容予以设置:首先应当减少玻璃幕墙的使用,其次控制好窗墙比例,并控制窗体的开启面积从而对通风进行有效的设计;最后窗框以及玻璃的材料选择节能且密封性能良好的的材料。
墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线,其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑的外墙饰面目前有瓷砖、涂料、石材以及金属幕墙材料等等,最典型的两类外墙饰面是瓷砖及涂料。节能设计中采用浅色外饰面或部分采用浅色外饰面显然是有利的。
墙体外遮阳。除外围护结构材料的选择外,还可增加建筑遮阳,以减少供暖空调能耗。建筑遮阳包括水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等方式,可结合立面设计意图进行设计,尤其应注意西向遮阳对节约建筑能耗的作用。节能设计中应考虑"东、西外墙遮阳",在夏天东、西晒非常严重的地区,东、西外墙遮阳措施有待加强。这方面可以借鉴热带地区城市,如马来西亚和香港等的设计经验。在这些城市,高层建筑遮阳措施的使用在带来较好遮阳效果的同时,也丰富了建筑立面,增加了城市景观。
2)建筑的外门窗
建筑外门窗是冬季冷风侵入及夏季阳光进入的重要通道。为确保建筑节能,要求外窗以及阳台门有良好气密性。节能的门窗可是中层窗或双层窗。高纬度的严寒地区可以用二层窗。窗户保温和隔热性能的保持主要从两种方式。第一是玻璃,玻璃导热系数较大。薄薄的一层热量极容易流出或者流入。故设计时可以采用双层玻璃和低辐射玻璃等保温性能好的玻璃或者采用镀膜玻璃来反射掉一部分洒至玻璃上的阳光;其次要考虑窗户框材料,若是铝型材料或者钢型材料的窗框,必须对材料做断热处理。
3)窗墙比的确定
确定门窗、窗体的做法之后,适当的窗墙比是节能设计的重要部分。窗墙的面积比对于建筑的能耗影响取决于窗和外墙间热工性能差异,差异越大,其影响就越明星。窗墙比不只影响到能耗,同时还影响建筑的立面的效果、室内的采光及通风等。把开窗率保持在适当水平,尽量防止东、西向开窗,是节能设计中要遵循的基本原则。
2.2建筑细部
1)遮阳板设置
遮阳板的设置在节能设计过程中通常起到意外效果。适当的开窗率、良好的遮阳才是节能的佳作。设计师要注重合理设置遮阳板,在立面的遮阳设计时不但要考虑构造的设计,还要综合地利用外廊、阳台等构件及垂直绿化实现综合的遮阳效果。使得遮阳设计和形态处理结合到一起。
2)立体绿化
城市的规划与建设发展历程中的绿化对于建筑的节能作用将会越来越明显。例如:福冈县立国际中心,其北面面临金融区,因此北立面用典型建筑立面,主入口位于其上;南面沿线由公园延伸出一系列逐层升高的退台,退台的檐口全部种上了灌木形成立体绿化空间。这一方案调和了开发商的利益和都市空间的要求。
结束语
建筑节能设计对于一个国家来说是解决和缓解能源缺少问题的大事,是一项系统而庞大的工程,它涉及的范围十分广泛。近几年以来,房屋建筑大量兴建,加大高层建筑的节能设计已经成为了一项重大任务。只有我们齐心协力,才可以将大力推广节能建筑这项造福子孙后代的事业做好。
参考文献
[1]张伟平.浅谈节能建筑施工技术的重要意义[J].上海建材,2011(3):27-28.
[2]赵文瑜.刍议节能施工技术在房屋建筑工程中的应用[J].广东科技,2012(15):15-17.
关键词:节能设计;房屋建筑;
中图分类号:TU201文献标识码: A
1建筑设计中节能设计的重要性
设计是贯彻节能技术标准、规范的关键环节,工程项目设计工作前承业主建设意图,后接具体的施工建设,在我国基本建设程序中起到不可替代的作用。它既通过图纸表现出业主的建设意图,又系统化了工程项目的具体实施方案,是后续施工最为关键的依据。工程实践证明,项目功能是否实现基本取决于设计,设计时没有考虑到或考虑不周,必然造成先天不足。另一方面,在工程建设的各参与方中,施工单位、监理单位的主要职责是按图施工、按图监理;业主单位虽然处于主导地位,但是业主单位一般对相关节能设计的各技术标准、规范知之甚少。因此真正能理解并贯彻节能设计标准、规范要求的非设计单位莫属,这为发展节能建筑提供了先天条件。
2房屋建筑的能耗分析
2.1能耗解析
由于城市的土地可利用面积较小,因而城市建筑开始向着高层的方向发展,这也是由于高层建筑可以容纳人数较多,信息处理量也相对较大所致。而为了保证高层建筑能够运行正常,高层建筑中耗能的结构较多,电梯、供水以及供暖和空调管理都需要消耗巨大的能源。其主要的能源耗费来自于集中供热、集中的热水供应以及煤、电和天然气的供应。而在建筑能耗中,可以将能耗系统总结为以下四种,分别是动力系统、照明系统以及供暖空调系统和办公设备系统。而电量的能耗一半以上都是供暖空调系统;而电量能耗的20%来自于照明系统;而动力系统耗电量仅为总能耗的10%;而办公系统耗能仅占到了10%。
2.2采光要求以及通风要求
建筑的结构主要由以下几部分系统构成:首先是空间,包括垂直空间和水平空间;其次是建筑的使用房间空间;此外例如卫生间以及餐饮空间,即辅助使用房间;最后则是设备系统所使用的空间。在建筑中,空间组织以及平面布局中相对较为固定,建筑中各部分功能空间的通风以及采光都相对需要予以重视。另外,建筑能耗相对于气候的依赖性相对较弱,建筑层数越高对于气候的依赖性越弱,建筑的节能降耗仅仅通过建筑同环境之间的关系进行调节,所收到的效果较低。而针对高层建筑,应当从建筑自身的围护构件以及进深大小和平面形式等方面对建筑的能耗进行确定,并考虑能耗设备系統,提出相关节能措施。
3现代建筑设计上的节能
3.1建筑朝向的设计
对于高层建筑定位第一要考虑对于环境产生的影响,容积率高较难实现对日照的要求。据相关的资料可知,地球每年接收的能量是60亿千瓦。这些阳光对于建筑的节能有重要意义。因此为建筑选择一个合理位置和朝向对与太阳能的吸收及储备很重要,可以减少建筑自身的能耗。
3.2体形与平面布置
体形系数是建筑外表面的面积和其包围的体积的比值。对同体积建筑来说,体形系数越大,表明单位空间热散失的面积越大。设计师在处理形体和平面的设计时,要考虑的是功能的要求。
3.3绿化与节能
近几年以来,因为城市的绿地不断地减少,加上对空调的大量使用,导致了城市“热岛效应”,空气环境正不断地恶化,给各种建筑都带来了负效应。一块草地和一块沥青地面的表面温度差可达14摄氏度以上。绿地蒸发大量水分,带走大量热量,为建筑物创造了十分有利的周围环境条件,同时美化了城市,改善了空气品质。
3.4通风设计
在建筑设计过程中,依照建筑的内部空间进行组织,可以通过自然风的引入降低建筑的能耗,尽可能的利用建筑的内部空间形成穿堂风,高层建筑中条形建筑比较容易形成穿堂风,但是针对点式建筑,应当利用垂直墙的窗户来通风。通风需要窗墙面积比相对较大,从而为风的形成提供通路。此外还可以通过双层玻璃的设置来实现降温。国际上很多建筑都开始重视通风设计,形成相对通风性良好的体系,以此降低建筑本身需要进行通风的能耗。
4建筑节能的途径
4.1建筑围护结构体系
1)建筑外墙
材料。高层建筑的外围护所采用的材料主要包括实体结构材料以及透明结构材料两种,这是当前高层建筑建设所用到的主要材料,并且考虑到高层建筑的外围护并非用于承重,因此在材料的选择上较为灵活,针对实体结构,应当选取空心砌块或者多孔的砌块,并且材料的导热系数相对较小,而加气混凝土砌块也是高层建筑外围护选取的优良材料,另外配合合理的窗墙比例和外保温结构的设置,能够有效控制高层建筑的能耗损失。一些区域的气候分明或者处在寒冷地区,那么针对这类城市应当减少玻璃幕墙的应用。在外围护结构的施工中,实体围护达到了高层建筑的保温隔热标准后,应当注意,建筑的透明围护需要遵循以下内容予以设置:首先应当减少玻璃幕墙的使用,其次控制好窗墙比例,并控制窗体的开启面积从而对通风进行有效的设计;最后窗框以及玻璃的材料选择节能且密封性能良好的的材料。
墙体外饰面。建筑外墙饰面是围护结构抵御外界气候影响的第一道防线,其材料的热工性能将直接影响围护结构的热工性能。建筑的外墙饰面目前有瓷砖、涂料、石材以及金属幕墙材料等等,最典型的两类外墙饰面是瓷砖及涂料。节能设计中采用浅色外饰面或部分采用浅色外饰面显然是有利的。
墙体外遮阳。除外围护结构材料的选择外,还可增加建筑遮阳,以减少供暖空调能耗。建筑遮阳包括水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等方式,可结合立面设计意图进行设计,尤其应注意西向遮阳对节约建筑能耗的作用。节能设计中应考虑"东、西外墙遮阳",在夏天东、西晒非常严重的地区,东、西外墙遮阳措施有待加强。这方面可以借鉴热带地区城市,如马来西亚和香港等的设计经验。在这些城市,高层建筑遮阳措施的使用在带来较好遮阳效果的同时,也丰富了建筑立面,增加了城市景观。
2)建筑的外门窗
建筑外门窗是冬季冷风侵入及夏季阳光进入的重要通道。为确保建筑节能,要求外窗以及阳台门有良好气密性。节能的门窗可是中层窗或双层窗。高纬度的严寒地区可以用二层窗。窗户保温和隔热性能的保持主要从两种方式。第一是玻璃,玻璃导热系数较大。薄薄的一层热量极容易流出或者流入。故设计时可以采用双层玻璃和低辐射玻璃等保温性能好的玻璃或者采用镀膜玻璃来反射掉一部分洒至玻璃上的阳光;其次要考虑窗户框材料,若是铝型材料或者钢型材料的窗框,必须对材料做断热处理。
3)窗墙比的确定
确定门窗、窗体的做法之后,适当的窗墙比是节能设计的重要部分。窗墙的面积比对于建筑的能耗影响取决于窗和外墙间热工性能差异,差异越大,其影响就越明星。窗墙比不只影响到能耗,同时还影响建筑的立面的效果、室内的采光及通风等。把开窗率保持在适当水平,尽量防止东、西向开窗,是节能设计中要遵循的基本原则。
2.2建筑细部
1)遮阳板设置
遮阳板的设置在节能设计过程中通常起到意外效果。适当的开窗率、良好的遮阳才是节能的佳作。设计师要注重合理设置遮阳板,在立面的遮阳设计时不但要考虑构造的设计,还要综合地利用外廊、阳台等构件及垂直绿化实现综合的遮阳效果。使得遮阳设计和形态处理结合到一起。
2)立体绿化
城市的规划与建设发展历程中的绿化对于建筑的节能作用将会越来越明显。例如:福冈县立国际中心,其北面面临金融区,因此北立面用典型建筑立面,主入口位于其上;南面沿线由公园延伸出一系列逐层升高的退台,退台的檐口全部种上了灌木形成立体绿化空间。这一方案调和了开发商的利益和都市空间的要求。
结束语
建筑节能设计对于一个国家来说是解决和缓解能源缺少问题的大事,是一项系统而庞大的工程,它涉及的范围十分广泛。近几年以来,房屋建筑大量兴建,加大高层建筑的节能设计已经成为了一项重大任务。只有我们齐心协力,才可以将大力推广节能建筑这项造福子孙后代的事业做好。
参考文献
[1]张伟平.浅谈节能建筑施工技术的重要意义[J].上海建材,2011(3):27-28.
[2]赵文瑜.刍议节能施工技术在房屋建筑工程中的应用[J].广东科技,2012(15):15-17.