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【摘 要】 随着全球能源消耗的急剧增加,建筑节能开始受到人们的广泛关注。建筑节能是指提高建筑使用过程中所消耗的能量在社会总耗能中占有的比重,节能将会使建筑内在的质量大大提高,党和国家对建筑节能非常重视,本文对住宅建筑设计中的节能设计进行了探讨。
【关键词】 住宅建筑;设计;节能设计
一、建筑节能设计的核心价值
1、促进环保,建设绿色住宅
随着社会文明的不断进步,人们对居住环境的要求越来越高,更关注建筑的人性化设计和居住的生态环境、舒适度、健康指数。在倡导节能环保理念的背景下,对住宅建筑进行节能设计,可以避免因高能耗带来的资源浪费、健康伤害和生態环境污染问题,提高居民的生活品质和幸福指数。
2、实现节能,降低生活成本
现代建筑设计引入节能减排机制,应用先进的节能技术和节能材料,如保温技术、控制建筑形体、新型墙体材料、双层钢化玻璃等技术材料的使用,有效提高了住宅建筑的热环境质量,提升住宅供暖的热效率,既节约能源,又降低了居民的生活成本。
3、减小能耗,促进经济发展
我国是能源消耗大国,消耗总量位居世界第二,其中,建筑耗能、工业耗能与交通耗能成为我国能源消耗的三大硬伤,而建筑能耗就占总消耗量的1/3以上,形势十分严峻。因此,从住宅建筑节能设计上实现节能降耗,改变建筑耗能过度的现状,以促进社会经济的持续稳定发展,是功在当代、利在千秋的美事。
二、住宅建筑节能现状
近年来,我国在开展住宅建筑节能方面取得了很大的成就,在一定程度上缓解了能源危机,但是除了大城市外,在地区城市,仍存在着诸多问题:1)政策法规总体不够完善,国内缺少统一的法律规定,而且即使发布了相关的规定,也是强制性居多,而缺少经济激励。但国外宅宅建筑节能,为了鼓励建筑节能设计技术开发等,会根据节能的百分比或者安装新设备等措施,给予适当的激励,促进建筑师、建材商和业主主动达成节能共识。2)上到主管部门下到群众,对建筑节能的认识不足,主管部门监管不力,而且没有专门的部门及机构进行监管及宣传,而群众更是不甚了解。综上,尚未形成良好的氛围。3)节能建材市场化程度不够。我国专业建筑节能改造公司不多,节能建材、供应等都无法满足建筑节能的需要。而且如何对已建住宅进行节能改造也迫切需要专业的建筑节能改造公司及合适的节能建材。4)缺乏足够的技术方面的支持。在节能建筑方面,一方面节能人才缺乏,一些技术人员从规划设计开始,就无法从设计节能方面进行规划,加之上文提及的市场化、产业化的问题,使得节能产品、材料、设备无法供给。加之现场施工的技术标准及施工队人员不达标,而使得住宅建筑节能的效果无法达到。而本文针对住宅建筑节能工作问题中的节能技术问题进行了深入的探讨和研究,重点研究了建筑规划、平面布置、围护结构及其他等综合设计技术措施,期待为节能设计技术的发展有所借鉴。
三、住宅建筑设计基本的节能意识
在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的节能措施。因此,我国现行国家标准《住宅设计规范(GB50096-1999)》中规定“每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照,当一套住宅中,居住空间总数超过4个时,其中宜有两个获得日照。”在现行国家标准《城市居住区规划设计规范(GB50180)》中,规定了住宅日照标准的最低时限。
四、建筑节能设计技术措施及建议
1、外墙的设计
就墙体节能而言,传统的用重质单一材料增加墙体厚度来达到保温的作法已不能适应节能和环保的要求,而复合墙体越来越成为墙体的主流。复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构,与保温隔热材料复合,或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体。目前建筑用保温、隔热材料主要有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒浆料等。这些材料的生产、制作都需要采用特殊的工艺、特殊的设备,而不是传统技术所能及的。值得一提的是胶粉聚苯颗粒浆料,它是将胶粉料和聚苯颗粒轻骨料加水搅拌成浆料,抹于墙体外表面,形成无空腔保温层。聚苯颗粒骨料是采用回收的废聚苯板经粉碎制成,而胶粉料掺有大量的粉煤灰,这是一种废物利用、节能环保的材料。墙体的复合技术有内附保温层、外附保温层和夹心保温层三种。这里主要利用夹心保温层,即在最外侧与最里层放置的是保温材料,既能阻挡外界的热量,也能减少内部的热量流失。中间的一层则是支撑层,以钢筋混凝土为材料的支持墙体,是重要的承重结构。
2、窗帘的设计
窗帘一般是用来遮挡阳光的。尤其是在夏天烈日之下,人们为了避免刺眼的阳光,会将窗帘拉上,而这时,室内会变得比较闷气,而且也会比较热。这是因为拉上窗帘一般会阻挡空气的流动,造成室内空气混浊而呼吸不畅,同时,窗帘也将室内的热量阻挡在房间里,不会散发到室外。所以为了解决这个问题,可以运用双向窗帘,就是在窗户的内侧与外侧都安装窗帘。首先窗帘是运用百叶窗帘,这种窗帘的优势就是能在遮挡阳光的时候让空气从缝隙中通过,使得室内空气能与外界的空气进行交换,得以保持室内空气纯净。运用双向窗帘则是为了解决热量处理的问题,如果是在夏天,外界温度很高,为了保持室内的凉爽,则应该是将室外的热量阻挡在室外,不让它渗透进室内,这时就可以考虑将室外的窗帘拉下,因为这时室外的热量就不能透过窗帘,就不会到达窗户,就算勉强达到窗户,这时也只是很弱的一部分热量了,也只能逗留在窗户与外界窗帘中而无法传到室内。而如果窗帘是在室内的,则外界的热量虽然不能透过内部的窗帘,但是热量大部分会透过窗户的,这时热量就会逗留在窗户与内部窗帘之间,最后还是流入室内的。所以同样的道理,冬天则只需要将内部的窗帘拉上,就能阻挡室内的热量散发到外面了。当然,不管冬天还是夏天,把内外窗帘都拉上则绝对能做到与世隔绝了。下表为窗户传热系数计算值。 3、供暖系统节能技术
平衡供暖、热量按户计量及室温控制调节、管道保温都是节能工作发展的方向。平衡供暖是指利用计算机对供暖系统进行全面的水利平衡调试,改善供暖质量,同时节约能源;而且即将出台的《地板取暖细则》也将对地板取暖的应用和普及起到一定的推动作用。
地板取暖是通过埋设于地板下的加热管—铝塑复合管或导电管,把地板加热到表面温度18~32℃,均匀地向室内辐射热量而达到取暖效果。地板取暖相对于传统取暖优势明显:①房间温度分布均匀;②地暖有利于营造健康的室内环境,可以杜绝灰尘团和浑浊空气的对流,给人一个清新、温暖、健康的环境;③高效节能;④节省空间。
4、屋顶节能技术
平顶屋顶和尖顶屋顶都可以采用设置保温层的办法到达节能的目的,提高顶层住户的居住质量。现在新的趋势是众多楼盘出现了屋顶花园。“屋顶绿化”作为一种不占用地面土地的绿化形式,不仅能为城市增添绿色,而且能减少建筑物屋顶的辐射热,减弱城市的热岛效应。在如今大部分小区内用于绿化的规划用地所剩不多的状况下,发展屋顶绿化便成了住宅添绿的重点。
屋顶绿化在北方市场中,并不一定会成为流行趋势,因为一方面受北方特殊气候的影响,如冻土层比较深,天气干燥等,容易形成“败景”;另一方面在技术上要求较高,必须考虑楼体的承受力、顶层的排水和遇到大风天气等问题,提高了工程造价。充分利用太阳能资源,太阳能作为一种天然的洁净能源,也是居住建筑设计上广泛推广的节能设计之一。然而由于各方面原因,目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主,存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。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。
5、灯的利用与设计
上面都是与外界有所接触,来处理室内的热量与外界的热量,从而实现节能的目的,而这里却是通过灯的利用与设计来节约电能,更为人性化,节能化。首先则是无人灯的问题的处理,经常会出现屋内没有一个人在,但灯仍然亮著,这是多么浪费电啊!尤其是经常发生,电的浪费是十分巨大的。所以设计的是利用红外感应来控制灯熄灭与否。当室内有人的时候就通过红外感应出来,则自动将灯亮起,当没有人的时候则会自动熄灭。这样就能确保室内没有人的时候灯就不会白白亮着。另外就是灯的耗能处理,很多时候不需要那么大功率的灯,亮着呢浪费,不亮又不行,这时候,设计的就是利用可控制亮度的灯,当不需要很强烈的光时可以选择小功率的亮度,这样就能节约很多不必要的电能的浪费了。
五、结束语
我国建筑业正处于高速发展中,与此同时有些人一味地追求利益而破坏了我们赖以生存的生态环境。因此我国要不断创新节能设计理念与思路,加大节能建筑设计力度。全面的建筑节能是大有发展前景的,这项工作任重而道远,我们还有很大的进步空间。我们必须通过积极推广新型能源及材料的开发利用等有效措施,逐步实现建筑节能。我们要用长远的眼光看待建筑节能,它的效益会随着时间的沉淀而逐一显现出来。我们必须深入贯彻科学发展观,把节约资源和保护环境作为基本国策,实现节能减排,摸索出一条符合我国建筑节能方向的可持续发展道路。
参考文献:
[1]王利辉,翟荣兵,马文涛.民用建筑中结构节能设计探讨[J].现代商贸工业.2009(15).
[2]李洋.我国建筑节能设计现状及其问题探析[J].商业文化(上半月).2011(07).
[3]王玉玲.谈节能环保型建筑设计和新材料的应用[J].科技促进发展(应用版).2010(10).
【关键词】 住宅建筑;设计;节能设计
一、建筑节能设计的核心价值
1、促进环保,建设绿色住宅
随着社会文明的不断进步,人们对居住环境的要求越来越高,更关注建筑的人性化设计和居住的生态环境、舒适度、健康指数。在倡导节能环保理念的背景下,对住宅建筑进行节能设计,可以避免因高能耗带来的资源浪费、健康伤害和生態环境污染问题,提高居民的生活品质和幸福指数。
2、实现节能,降低生活成本
现代建筑设计引入节能减排机制,应用先进的节能技术和节能材料,如保温技术、控制建筑形体、新型墙体材料、双层钢化玻璃等技术材料的使用,有效提高了住宅建筑的热环境质量,提升住宅供暖的热效率,既节约能源,又降低了居民的生活成本。
3、减小能耗,促进经济发展
我国是能源消耗大国,消耗总量位居世界第二,其中,建筑耗能、工业耗能与交通耗能成为我国能源消耗的三大硬伤,而建筑能耗就占总消耗量的1/3以上,形势十分严峻。因此,从住宅建筑节能设计上实现节能降耗,改变建筑耗能过度的现状,以促进社会经济的持续稳定发展,是功在当代、利在千秋的美事。
二、住宅建筑节能现状
近年来,我国在开展住宅建筑节能方面取得了很大的成就,在一定程度上缓解了能源危机,但是除了大城市外,在地区城市,仍存在着诸多问题:1)政策法规总体不够完善,国内缺少统一的法律规定,而且即使发布了相关的规定,也是强制性居多,而缺少经济激励。但国外宅宅建筑节能,为了鼓励建筑节能设计技术开发等,会根据节能的百分比或者安装新设备等措施,给予适当的激励,促进建筑师、建材商和业主主动达成节能共识。2)上到主管部门下到群众,对建筑节能的认识不足,主管部门监管不力,而且没有专门的部门及机构进行监管及宣传,而群众更是不甚了解。综上,尚未形成良好的氛围。3)节能建材市场化程度不够。我国专业建筑节能改造公司不多,节能建材、供应等都无法满足建筑节能的需要。而且如何对已建住宅进行节能改造也迫切需要专业的建筑节能改造公司及合适的节能建材。4)缺乏足够的技术方面的支持。在节能建筑方面,一方面节能人才缺乏,一些技术人员从规划设计开始,就无法从设计节能方面进行规划,加之上文提及的市场化、产业化的问题,使得节能产品、材料、设备无法供给。加之现场施工的技术标准及施工队人员不达标,而使得住宅建筑节能的效果无法达到。而本文针对住宅建筑节能工作问题中的节能技术问题进行了深入的探讨和研究,重点研究了建筑规划、平面布置、围护结构及其他等综合设计技术措施,期待为节能设计技术的发展有所借鉴。
三、住宅建筑设计基本的节能意识
在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的节能措施。因此,我国现行国家标准《住宅设计规范(GB50096-1999)》中规定“每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照,当一套住宅中,居住空间总数超过4个时,其中宜有两个获得日照。”在现行国家标准《城市居住区规划设计规范(GB50180)》中,规定了住宅日照标准的最低时限。
四、建筑节能设计技术措施及建议
1、外墙的设计
就墙体节能而言,传统的用重质单一材料增加墙体厚度来达到保温的作法已不能适应节能和环保的要求,而复合墙体越来越成为墙体的主流。复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构,与保温隔热材料复合,或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体。目前建筑用保温、隔热材料主要有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒浆料等。这些材料的生产、制作都需要采用特殊的工艺、特殊的设备,而不是传统技术所能及的。值得一提的是胶粉聚苯颗粒浆料,它是将胶粉料和聚苯颗粒轻骨料加水搅拌成浆料,抹于墙体外表面,形成无空腔保温层。聚苯颗粒骨料是采用回收的废聚苯板经粉碎制成,而胶粉料掺有大量的粉煤灰,这是一种废物利用、节能环保的材料。墙体的复合技术有内附保温层、外附保温层和夹心保温层三种。这里主要利用夹心保温层,即在最外侧与最里层放置的是保温材料,既能阻挡外界的热量,也能减少内部的热量流失。中间的一层则是支撑层,以钢筋混凝土为材料的支持墙体,是重要的承重结构。
2、窗帘的设计
窗帘一般是用来遮挡阳光的。尤其是在夏天烈日之下,人们为了避免刺眼的阳光,会将窗帘拉上,而这时,室内会变得比较闷气,而且也会比较热。这是因为拉上窗帘一般会阻挡空气的流动,造成室内空气混浊而呼吸不畅,同时,窗帘也将室内的热量阻挡在房间里,不会散发到室外。所以为了解决这个问题,可以运用双向窗帘,就是在窗户的内侧与外侧都安装窗帘。首先窗帘是运用百叶窗帘,这种窗帘的优势就是能在遮挡阳光的时候让空气从缝隙中通过,使得室内空气能与外界的空气进行交换,得以保持室内空气纯净。运用双向窗帘则是为了解决热量处理的问题,如果是在夏天,外界温度很高,为了保持室内的凉爽,则应该是将室外的热量阻挡在室外,不让它渗透进室内,这时就可以考虑将室外的窗帘拉下,因为这时室外的热量就不能透过窗帘,就不会到达窗户,就算勉强达到窗户,这时也只是很弱的一部分热量了,也只能逗留在窗户与外界窗帘中而无法传到室内。而如果窗帘是在室内的,则外界的热量虽然不能透过内部的窗帘,但是热量大部分会透过窗户的,这时热量就会逗留在窗户与内部窗帘之间,最后还是流入室内的。所以同样的道理,冬天则只需要将内部的窗帘拉上,就能阻挡室内的热量散发到外面了。当然,不管冬天还是夏天,把内外窗帘都拉上则绝对能做到与世隔绝了。下表为窗户传热系数计算值。 3、供暖系统节能技术
平衡供暖、热量按户计量及室温控制调节、管道保温都是节能工作发展的方向。平衡供暖是指利用计算机对供暖系统进行全面的水利平衡调试,改善供暖质量,同时节约能源;而且即将出台的《地板取暖细则》也将对地板取暖的应用和普及起到一定的推动作用。
地板取暖是通过埋设于地板下的加热管—铝塑复合管或导电管,把地板加热到表面温度18~32℃,均匀地向室内辐射热量而达到取暖效果。地板取暖相对于传统取暖优势明显:①房间温度分布均匀;②地暖有利于营造健康的室内环境,可以杜绝灰尘团和浑浊空气的对流,给人一个清新、温暖、健康的环境;③高效节能;④节省空间。
4、屋顶节能技术
平顶屋顶和尖顶屋顶都可以采用设置保温层的办法到达节能的目的,提高顶层住户的居住质量。现在新的趋势是众多楼盘出现了屋顶花园。“屋顶绿化”作为一种不占用地面土地的绿化形式,不仅能为城市增添绿色,而且能减少建筑物屋顶的辐射热,减弱城市的热岛效应。在如今大部分小区内用于绿化的规划用地所剩不多的状况下,发展屋顶绿化便成了住宅添绿的重点。
屋顶绿化在北方市场中,并不一定会成为流行趋势,因为一方面受北方特殊气候的影响,如冻土层比较深,天气干燥等,容易形成“败景”;另一方面在技术上要求较高,必须考虑楼体的承受力、顶层的排水和遇到大风天气等问题,提高了工程造价。充分利用太阳能资源,太阳能作为一种天然的洁净能源,也是居住建筑设计上广泛推广的节能设计之一。然而由于各方面原因,目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主,存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。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。
5、灯的利用与设计
上面都是与外界有所接触,来处理室内的热量与外界的热量,从而实现节能的目的,而这里却是通过灯的利用与设计来节约电能,更为人性化,节能化。首先则是无人灯的问题的处理,经常会出现屋内没有一个人在,但灯仍然亮著,这是多么浪费电啊!尤其是经常发生,电的浪费是十分巨大的。所以设计的是利用红外感应来控制灯熄灭与否。当室内有人的时候就通过红外感应出来,则自动将灯亮起,当没有人的时候则会自动熄灭。这样就能确保室内没有人的时候灯就不会白白亮着。另外就是灯的耗能处理,很多时候不需要那么大功率的灯,亮着呢浪费,不亮又不行,这时候,设计的就是利用可控制亮度的灯,当不需要很强烈的光时可以选择小功率的亮度,这样就能节约很多不必要的电能的浪费了。
五、结束语
我国建筑业正处于高速发展中,与此同时有些人一味地追求利益而破坏了我们赖以生存的生态环境。因此我国要不断创新节能设计理念与思路,加大节能建筑设计力度。全面的建筑节能是大有发展前景的,这项工作任重而道远,我们还有很大的进步空间。我们必须通过积极推广新型能源及材料的开发利用等有效措施,逐步实现建筑节能。我们要用长远的眼光看待建筑节能,它的效益会随着时间的沉淀而逐一显现出来。我们必须深入贯彻科学发展观,把节约资源和保护环境作为基本国策,实现节能减排,摸索出一条符合我国建筑节能方向的可持续发展道路。
参考文献:
[1]王利辉,翟荣兵,马文涛.民用建筑中结构节能设计探讨[J].现代商贸工业.2009(15).
[2]李洋.我国建筑节能设计现状及其问题探析[J].商业文化(上半月).2011(07).
[3]王玉玲.谈节能环保型建筑设计和新材料的应用[J].科技促进发展(应用版).2010(10).