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摘要:新世纪迎来了经济、社会、技术快速发展的新纪元,相应的能源消耗也在不断的增大,在人类面临能源短缺的情况下,节能减耗就显得尤为重要。有关研究表明,我国的建筑能耗总量呈现逐年上升趋势,在能源消费总量中所占比例由上世纪的10%上升到了27.6%,约占我国总能量的25%-40%。因此在世界范围内的能源问题日益紧迫、建筑耗能逐渐增长的今天,节能的意义十分重大。
关键词:住宅建筑;建筑节能;设计
Abstract: the new century ushered in the economy, society, technology rapid development of new era, the corresponding energy consumption is also in constant increase, in the human face energy shortage, energy wasting is particularly important. The research shows that, China's total building energy consumption is rising year by year present trends, and in the energy consumption as a proportion of the last century by the 10% to 27.6%, about 25% of China's total energy - 40%. So in the world within the scope of the energy problem has become urgent, building energy consumption growing today, the significance of energy saving is very important.
Keywords: housing; Building energy efficiency; design
中图分类号:F407.9文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
前言
与发达国家相比,我国是人口众多、资源相对不足的国家,在现代建筑设计与施工中必须遵循可持续发展的战略,而能源和环境是可持续发展战略中的重中之重。在贯彻实施的同时一定要注意节约能源、保护环境。所以在建设总体规划和单体设计中,应科学合理的结合建筑的周围环境综合考虑建筑的朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距层高等方面。以此达到全面应用节能措施,最大限度减少建筑物能耗量,获得理想的节能效果的目的。
一、节能住宅建筑的规划设计
(一)建筑朝向和平面形状
相同形状的建筑物,南北朝向的要比东西朝向的冷负荷小。所以在建筑物内设置空调房间是,应尽量选用南北朝向的房间。建筑物的平面形状,在体积一定的情况下,应采用外围护结构表面积小的。因为表面积越小,负荷越小,能耗越小。
(二)建筑绿地有助于减少居住建筑物的能耗
绿化对居住区域气候条件起着十分重要的作用,它能改善气温,调节碳氧平衡,减弱温室效应,是改善居住区微小气候,改善建筑室内环境,减少建筑能耗的有效措施。
二、居住建筑节能设计的措施
(一)提高外墙隔热与保温的主要性能
墙体是建筑物的围护结构和主体部分,是建筑室内外热交换的主要介质,建筑节能50%,其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。因此提高墙体的隔热与保温效能对于提高节能减排效率有重要的意义。由于不同地区有不一样的气候差异,所以对建筑物外围的维护结构在传热效能方面的要求也不一样。在寒冷地区建筑的外围护结构具有较小的传热系数,所以就要利用导热系数较小的隔热材料,进而改善建筑内部的热环境。
根据建筑结构的位置以及材料的不同,采用的保温技术也不尽相同,而在这其中最为有效且最简单的就是外墙的保温技术。外墙围护的保温不等于隔热,隔热的主要作用在于减缓在外墙围护结构所吸收的热量向室内传递的速度。外墙隔热系统主要功能就是保温,因此,外墙作为外围护结构必须要具有相当的时延,从而维持表面温度在较低的情况下,也能有效地降低室内的热量。例如,可以在建筑的防热表面利用平滑的浅色装饰材料,或者应用可以吸收太阳辐射率较小的材料。一般来说,屋面的能耗会占到墙体能耗相当的比例,所以,必须要重视墙体保温隔热的性能。
(二)利用太阳能清洁资源
由于太阳能是一种洁净天然无污染的可再生能源,是21 世纪居住建筑设计上广泛推广的节能设计之一。在高速的经济发展当中,电力、煤矿、石油等方面的供应已经随着需求量的增大变得日益紧张,而太阳能作为新能源,应该由“补充能源”向“替代能源”发展。特别在建筑太阳能热水器的应用,得到广大消费者的认可。这也推动了太阳能技术的发展,在一定程度上解决了目前能源紧张的问题。现今太阳能产品的制造技术已经越来越成熟和完善,所以太阳能有很好的经济效益前景。但是由于我国的太阳能产品的应用和以零散安装为主,整体上影响了建筑结构、热水温度不稳定等因素。所以,在设计时应将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中,特别是在厨房卫生间内要预留太阳能设置位置。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用,就可以大大节省常规能源,也是建筑节能的发展方向。
(三)利用自然通风节能
在一般的建筑当中,自然通风主要是通过气流传热,而空气流动主要通过建筑物的门、窗等开口位置所具有的空气压力差传热。出现空气压力差的因素主要体现在两方面,一方面就是风压的作用,另一方面就是热压的作用。热压一般是取决室内外的空气温差,也就是空气的容重差以及高度差。解决热压现象主要可以根据合理的空间布局、合理设计门窗等方法,同时,在建筑的设计当中必须要设置相当数量高窗与低窗结合,从而可以提高进出口的高差,当热空气有所上升时,则由高窗进行排出,而凉风则会进入室内,从而发挥出烟囱效应。因此利用自然环境使室内达到最大的舒适度,减少空调等能源的消耗。但是,当设计中应用烟囱效应时,则必须要把天井设计在其中,或是在楼梯间以及走廊的屋顶设置一个排风的天窗等,从而也可以增加自然通风量。
(四)对室内布局的合理设计
1. 合理的室内布局有利于室内的自然通风和采光。但由于在建筑面积、体形系数以及建筑节地等方面有所限制,所以不是每个房间都能具有良好的通风和采光。我国的建筑节能计算主要是通过建筑进行研究的,所以在不同的房间里所应用的性质以及应用的时间也有所不同,此外,对室内的舒适要求也会存在一定的差异。因此,在設计布局时,必须要确立先后的顺序,也就是先从起居室再到主卧室、次卧室以及工作室,最后才是厨房、卫生间。
2. 门窗的设计一直是建筑围护隔热、保温以及节能中最为薄弱的一个环节,但是外门窗又是耗热的重要渠道,它既是太阳辐射的得热部件,又是主要的失热部件,传热系数约为墙体的3~4 倍,是节能的重点部位,所以增加建筑材料玻璃在热工方面的性能,增加室内面积的合理布置从而提高利用率,合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。
外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中应该强调东西南北开窗有别,不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好),门窗配件,提高窗框的隔热性能(如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材、铝木复合材料等),减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃(如中空玻璃、镀膜玻璃等)。根据国内外大量应用经验证实,采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光,通常也是建筑自然通风的渠道。所以,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位,引进自然风,增加夏季的渗透通风。但同时,外门窗的设计应减少冬季寒风的渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。对于向阳的地方,可采用凹式开窗设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。
3. 设置厨房与卫生间的排风口时,必须要全面考虑到主导风向以及对邻室的影响,从而防止出现油烟的污染以及发生强风的倒灌现象。在进行设计时,必须要正对进风口和出风口的位置,防止出现通风的流线转折,从而提高房间的通风率。
结束语
在建筑设计中,今后发展的趋势就是充分合理利用当地的自然资源,结合人、建筑、环境与经济、节能等多方面,提高建筑的整体效益。尤其以我国建筑能耗大的现状,所以必须要结合我国的建筑国情以及地区的具体实际情况,从而综合地应用节能技术的各种措施,选用合理的设计方案,全面规划,达到节能的效果。建筑行业全面节能势在必行,而建筑设计是其中一个很重要的环节。因此,做好建筑设计的节能环保工作,实现建筑设计的经济效益和社会效益的双丰收,同时,紧跟世界先进建筑水平,不断完善自身,让我国的建筑节能技术走向世界。
参考文献
{1}陈良波.屋面建筑节能设计[J].价值工程,2011.12.
[2]王琳.城市住宅建筑节能设计[J].建筑设计管理,2010.2.
[3]荆成林,王全林,董秀锦.论建筑节能设计的重要性[J].山东煤炭科技,2012.4.
[4]简菊平.关于建筑节能设计的探讨[J].中小企业管理与科技,2012.33.
关键词:住宅建筑;建筑节能;设计
Abstract: the new century ushered in the economy, society, technology rapid development of new era, the corresponding energy consumption is also in constant increase, in the human face energy shortage, energy wasting is particularly important. The research shows that, China's total building energy consumption is rising year by year present trends, and in the energy consumption as a proportion of the last century by the 10% to 27.6%, about 25% of China's total energy - 40%. So in the world within the scope of the energy problem has become urgent, building energy consumption growing today, the significance of energy saving is very important.
Keywords: housing; Building energy efficiency; design
中图分类号:F407.9文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
前言
与发达国家相比,我国是人口众多、资源相对不足的国家,在现代建筑设计与施工中必须遵循可持续发展的战略,而能源和环境是可持续发展战略中的重中之重。在贯彻实施的同时一定要注意节约能源、保护环境。所以在建设总体规划和单体设计中,应科学合理的结合建筑的周围环境综合考虑建筑的朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距层高等方面。以此达到全面应用节能措施,最大限度减少建筑物能耗量,获得理想的节能效果的目的。
一、节能住宅建筑的规划设计
(一)建筑朝向和平面形状
相同形状的建筑物,南北朝向的要比东西朝向的冷负荷小。所以在建筑物内设置空调房间是,应尽量选用南北朝向的房间。建筑物的平面形状,在体积一定的情况下,应采用外围护结构表面积小的。因为表面积越小,负荷越小,能耗越小。
(二)建筑绿地有助于减少居住建筑物的能耗
绿化对居住区域气候条件起着十分重要的作用,它能改善气温,调节碳氧平衡,减弱温室效应,是改善居住区微小气候,改善建筑室内环境,减少建筑能耗的有效措施。
二、居住建筑节能设计的措施
(一)提高外墙隔热与保温的主要性能
墙体是建筑物的围护结构和主体部分,是建筑室内外热交换的主要介质,建筑节能50%,其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。因此提高墙体的隔热与保温效能对于提高节能减排效率有重要的意义。由于不同地区有不一样的气候差异,所以对建筑物外围的维护结构在传热效能方面的要求也不一样。在寒冷地区建筑的外围护结构具有较小的传热系数,所以就要利用导热系数较小的隔热材料,进而改善建筑内部的热环境。
根据建筑结构的位置以及材料的不同,采用的保温技术也不尽相同,而在这其中最为有效且最简单的就是外墙的保温技术。外墙围护的保温不等于隔热,隔热的主要作用在于减缓在外墙围护结构所吸收的热量向室内传递的速度。外墙隔热系统主要功能就是保温,因此,外墙作为外围护结构必须要具有相当的时延,从而维持表面温度在较低的情况下,也能有效地降低室内的热量。例如,可以在建筑的防热表面利用平滑的浅色装饰材料,或者应用可以吸收太阳辐射率较小的材料。一般来说,屋面的能耗会占到墙体能耗相当的比例,所以,必须要重视墙体保温隔热的性能。
(二)利用太阳能清洁资源
由于太阳能是一种洁净天然无污染的可再生能源,是21 世纪居住建筑设计上广泛推广的节能设计之一。在高速的经济发展当中,电力、煤矿、石油等方面的供应已经随着需求量的增大变得日益紧张,而太阳能作为新能源,应该由“补充能源”向“替代能源”发展。特别在建筑太阳能热水器的应用,得到广大消费者的认可。这也推动了太阳能技术的发展,在一定程度上解决了目前能源紧张的问题。现今太阳能产品的制造技术已经越来越成熟和完善,所以太阳能有很好的经济效益前景。但是由于我国的太阳能产品的应用和以零散安装为主,整体上影响了建筑结构、热水温度不稳定等因素。所以,在设计时应将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中,特别是在厨房卫生间内要预留太阳能设置位置。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用,就可以大大节省常规能源,也是建筑节能的发展方向。
(三)利用自然通风节能
在一般的建筑当中,自然通风主要是通过气流传热,而空气流动主要通过建筑物的门、窗等开口位置所具有的空气压力差传热。出现空气压力差的因素主要体现在两方面,一方面就是风压的作用,另一方面就是热压的作用。热压一般是取决室内外的空气温差,也就是空气的容重差以及高度差。解决热压现象主要可以根据合理的空间布局、合理设计门窗等方法,同时,在建筑的设计当中必须要设置相当数量高窗与低窗结合,从而可以提高进出口的高差,当热空气有所上升时,则由高窗进行排出,而凉风则会进入室内,从而发挥出烟囱效应。因此利用自然环境使室内达到最大的舒适度,减少空调等能源的消耗。但是,当设计中应用烟囱效应时,则必须要把天井设计在其中,或是在楼梯间以及走廊的屋顶设置一个排风的天窗等,从而也可以增加自然通风量。
(四)对室内布局的合理设计
1. 合理的室内布局有利于室内的自然通风和采光。但由于在建筑面积、体形系数以及建筑节地等方面有所限制,所以不是每个房间都能具有良好的通风和采光。我国的建筑节能计算主要是通过建筑进行研究的,所以在不同的房间里所应用的性质以及应用的时间也有所不同,此外,对室内的舒适要求也会存在一定的差异。因此,在設计布局时,必须要确立先后的顺序,也就是先从起居室再到主卧室、次卧室以及工作室,最后才是厨房、卫生间。
2. 门窗的设计一直是建筑围护隔热、保温以及节能中最为薄弱的一个环节,但是外门窗又是耗热的重要渠道,它既是太阳辐射的得热部件,又是主要的失热部件,传热系数约为墙体的3~4 倍,是节能的重点部位,所以增加建筑材料玻璃在热工方面的性能,增加室内面积的合理布置从而提高利用率,合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。
外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中应该强调东西南北开窗有别,不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好),门窗配件,提高窗框的隔热性能(如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材、铝木复合材料等),减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃(如中空玻璃、镀膜玻璃等)。根据国内外大量应用经验证实,采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光,通常也是建筑自然通风的渠道。所以,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位,引进自然风,增加夏季的渗透通风。但同时,外门窗的设计应减少冬季寒风的渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。对于向阳的地方,可采用凹式开窗设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。
3. 设置厨房与卫生间的排风口时,必须要全面考虑到主导风向以及对邻室的影响,从而防止出现油烟的污染以及发生强风的倒灌现象。在进行设计时,必须要正对进风口和出风口的位置,防止出现通风的流线转折,从而提高房间的通风率。
结束语
在建筑设计中,今后发展的趋势就是充分合理利用当地的自然资源,结合人、建筑、环境与经济、节能等多方面,提高建筑的整体效益。尤其以我国建筑能耗大的现状,所以必须要结合我国的建筑国情以及地区的具体实际情况,从而综合地应用节能技术的各种措施,选用合理的设计方案,全面规划,达到节能的效果。建筑行业全面节能势在必行,而建筑设计是其中一个很重要的环节。因此,做好建筑设计的节能环保工作,实现建筑设计的经济效益和社会效益的双丰收,同时,紧跟世界先进建筑水平,不断完善自身,让我国的建筑节能技术走向世界。
参考文献
{1}陈良波.屋面建筑节能设计[J].价值工程,2011.12.
[2]王琳.城市住宅建筑节能设计[J].建筑设计管理,2010.2.
[3]荆成林,王全林,董秀锦.论建筑节能设计的重要性[J].山东煤炭科技,2012.4.
[4]简菊平.关于建筑节能设计的探讨[J].中小企业管理与科技,2012.33.