论文部分内容阅读
中国航天建设集团有限公司 北京市 100071
摘要:随着人们节能意识的不断增强,低能耗的理念越来越为人们所接受,在建筑设计中的应用也日趋广泛。本文主要探讨低能耗建筑设计理念的实际应用,以促进我国节能环保事业的发展。
关键词:低能耗;建筑设计;应用
现阶段,建筑行业发展势头迅猛,同时建筑能耗也越来越高,这与当前的可持续发展战略目标是相背离的。因此,在这种形式下低能耗建筑发展成为人们关注的焦点。目前低能耗建筑设计理念在我国还处于探索阶段,国家也制定了相关的技术标准进行规范化管理。因此,做好低能耗建筑设计理念的相关研究对促进我国能耗经济的可持续发展具有非常重要的意义。
1低能耗建筑设计理念的应用
1.1主动建筑低能耗设计
建筑材料的选取上,应该尽量使用素混凝土,减少一次性瓷砖的使用量,降低天然石材的耗用量,减轻自然资源的负担,避免建筑行业过度消费自然资源。水泥原材料的选材上,应遵守就地取材的原则,降低运输过程的材料消耗。目前,绿色建筑逐渐重视植物建筑技术的应用,建筑设计过程中,在建筑屋面种植不同类型的植物,不仅能够改善建筑的居住环境,还能够净化城市空气,起到减少碳排放的目标。此外,应该进一步的优化建筑的整体结构,在建筑质量得到保证的前提下,减少不可再生资源的使用量,用环保、耐用、高质量的新型建筑材料取代混凝土、钢筋等传统建筑材料,也是低能耗建筑设计理念应用的重要部分。
1.2被动建筑低能耗设计
目前我国的被动式建筑节能的理论与施工实践大都仍处于探索阶段,至今还没有成熟的理论,大多数都是借鉴国外的经验,就我国目前发展情况来看,在经济发达或较为发达的一二线城市开始示范性建设“被动式高层住宅”。通过与国外先进国家合作交流,我们掌握了被动式建筑的一些基本的技术要点,最起码在现有的技术情况下我们是完全可以做到以下几点:
1.2.1建筑热损耗的关键部分是建筑的外墙围护结构,现阶段,国家已经颁布了相关的建筑标准,要求新建建筑使用外墙保温材料,进而降低建筑能耗和减少建筑热损失。外墙保温材料也要以环保型材料为主,节省自然资源。采用新型聚氨酯材料保温芯板保温层代替常规水泥珍珠岩做法增加外墙屋面围护结构的保温隔热层厚度,改善墙体的热工性能,实现建筑节能。尤其在北方地区外墙保温板的厚度土可以做到150cm以上。
1.2.2建筑门窗设计中,遵循低能耗思想,在门窗节能设计上采用新型的用热导率较低的,中间腔由聚酰胺隔板断热材料组成的三腔双密封结构铝合金窗户。由于这种窗户具有良好的受力、隔热、防尘、减震性能,增加外窗的气密性和绝热性。同时,还可以将壁挂太阳能技术应用到门窗设计中,让建筑门窗具有采光和节能的双重效果。
1.2.3根据建筑墙面不同朝向冬、夏日照不同的情况控制窗墙比在25-35%范围内,在满足采光低限情况下适当减小背阴面窗户面积,适当提高朝阳方向窗面积,但是不大于0.35为最好,朝阳向窗户避免设计飘窗和落地窗,以增加步提高节能的效率。
1.2.4充分利用建筑内部的空间结构,形成良好的气流组织,提高自然资源在建筑能源中的比重,降低矿石燃料的使用,促使建筑行业朝着低能耗的方向发展。
1.3合理利用新型能源及建筑材料
低能耗建筑设计理念正逐步完善,科研人员也更加重视新型能源和建筑材料的开发与应用,促进了低碳环保材料的不断问世,经过实际工程的检验,新型能源和建筑材料能够满足建筑要求。因此,为了实现低能耗建筑设计理念,应该进一步加大新型能源和建筑材料的应用力度,可以从以下几个方面入手。第一,提升可再生能源的利用率,比如生物质能、风能、地热能、太阳能等,取代不可再生能源,调整可再生能源与不可再生能源的比例,合理配置建筑的能源结构;第二,拓展新型燃料的应用范围,以现有的新型燃料研发水平来看,烃、氢燃料技术水平基本可以满足应用要求,使用烃、氢燃料取代天然气、煤气等传统燃料,能够有效的降低建筑碳排放量;第三,开发余能利用技术,将工业生产产生的余能、余热回收利用,不仅降低工业生产的能源浪费量,还能够满足建筑能耗需求,具有双重意义。
1.4优化建筑空间布局
(1)自然采光。通过太阳光的利用,实现建筑空间照明的技术,称之为自然采光技术,按照采光类型划分,包括主动式自然采光技术和被动式自然采光技术。主动式自然采光技术的原理是镜面放射,充分利用棱镜组传光、光纤导光、光管导光、光伏效应间接采光、卫星反射镜采光等技术,实现建筑的自然采光;被动式自然采光技术的原理是调节建筑透光效果,尽量将太阳光传递到建筑内部空间,以满足建筑的采光需求。
(2)自然通风。建筑自然通风设计能够有效降低空调能耗,已经在一定程度上应用于低碳建筑中,然而,并没有取得预期的效果,现有的建筑自然通风设计方法种类很多,比如非煙囱效应、烟囱效应、穿堂风、单侧送风等,在这些方法的基础上,应该充分考虑建筑的空间布局,分析建筑热的综合效果,以便进行集中配置。研究表明,建筑的自然通风类型主要有三种:第一,热压通风;第二,风压通风;第三,热压和风压综合通风。不同的自然通风类型的原理也存在差异,其中,热压通风是在气压和湿度的作用下,产生的气压差,而风压通风是在自然风力的作用下,产生的气压差。因此,应该根据建筑的空间布局,选择合适的自然通风类型,真正降低建筑能耗。
(3)日照得热和温度梯度的设计。一方面,太阳能资源属于可再生能源,不管是采集还是利用阶段,都不会对环境造成污染;另一方面,日照得热和温度梯度的设计,能够优化结构性能,通过科学的建筑走向、适宜的形体设计以及合理的空间布局,实现减少建筑热损失的目标。此外,还应该构建标准建筑技术体系,满足经济可行性和技术可操作性等要求,比如新型轻质钢筋混凝土结构等,通过楼面系统、遮阳系统、门窗结构以及建筑外墙的设计,改善建筑的保温性能,避免建筑能源的过度浪费。
2被动式低耗能建筑应用案例
某建筑工程项目占地面积23.96万m2,建筑结构主要以庭院洋房、高层建筑为主,在小区内采用了地源热泵系统、建筑外围护结构优化系统、同层排水系统等节能新措施。该小区设计理念和技术核心是通过对提高可再生能源的利用的,尽可能减少对不可再生资源的使用节能措施,项目采用国际先进的土壤源热泵技术,通过获取土壤浅层能量用以制冷(制热),让建筑拜托传统空调的束缚,更健康、环保、节能。通过对建筑外墙维护结构和门窗的优化设计,提高建筑物的保温和气密性,减少室内外热量散失,利用太阳能和地热泵热源技术源对室内实行被动采暖和制冷。运用隐蔽式水箱和同层排水技术,卫生间排水在本层设置,无须穿越楼板,从而实现卫生间完全独立化,采用悬挂式洁具,摆脱空间布置的局限性。
3结语
总之,低能耗建筑设计理念应该成为我国建筑行业发展的理念,综合考虑多方面的因素,引导建筑设计、建筑行业的积极发展,实现建筑节能的目标,同时,还要在建筑节能的基础上,融入绿色环保的理念,切实贯彻低能耗建筑设计理念,应对建筑能耗过于严重的现状,达到建筑低能耗标准。
参考文献:
[1]沈雪香,张曦,李勇.基于节能的均川服务区综合楼平面布局形式研究[J].华中建筑,2011(05).
[2]张华玲,周甜甜.低碳建筑在方案阶段的自然通风模拟设计[J].工业建筑,2012(02).
[3]田兴旺,高兴,张丽.住宅热压引射自然通风技术的应用研究[J].建筑热能通风空调,2010(06).
摘要:随着人们节能意识的不断增强,低能耗的理念越来越为人们所接受,在建筑设计中的应用也日趋广泛。本文主要探讨低能耗建筑设计理念的实际应用,以促进我国节能环保事业的发展。
关键词:低能耗;建筑设计;应用
现阶段,建筑行业发展势头迅猛,同时建筑能耗也越来越高,这与当前的可持续发展战略目标是相背离的。因此,在这种形式下低能耗建筑发展成为人们关注的焦点。目前低能耗建筑设计理念在我国还处于探索阶段,国家也制定了相关的技术标准进行规范化管理。因此,做好低能耗建筑设计理念的相关研究对促进我国能耗经济的可持续发展具有非常重要的意义。
1低能耗建筑设计理念的应用
1.1主动建筑低能耗设计
建筑材料的选取上,应该尽量使用素混凝土,减少一次性瓷砖的使用量,降低天然石材的耗用量,减轻自然资源的负担,避免建筑行业过度消费自然资源。水泥原材料的选材上,应遵守就地取材的原则,降低运输过程的材料消耗。目前,绿色建筑逐渐重视植物建筑技术的应用,建筑设计过程中,在建筑屋面种植不同类型的植物,不仅能够改善建筑的居住环境,还能够净化城市空气,起到减少碳排放的目标。此外,应该进一步的优化建筑的整体结构,在建筑质量得到保证的前提下,减少不可再生资源的使用量,用环保、耐用、高质量的新型建筑材料取代混凝土、钢筋等传统建筑材料,也是低能耗建筑设计理念应用的重要部分。
1.2被动建筑低能耗设计
目前我国的被动式建筑节能的理论与施工实践大都仍处于探索阶段,至今还没有成熟的理论,大多数都是借鉴国外的经验,就我国目前发展情况来看,在经济发达或较为发达的一二线城市开始示范性建设“被动式高层住宅”。通过与国外先进国家合作交流,我们掌握了被动式建筑的一些基本的技术要点,最起码在现有的技术情况下我们是完全可以做到以下几点:
1.2.1建筑热损耗的关键部分是建筑的外墙围护结构,现阶段,国家已经颁布了相关的建筑标准,要求新建建筑使用外墙保温材料,进而降低建筑能耗和减少建筑热损失。外墙保温材料也要以环保型材料为主,节省自然资源。采用新型聚氨酯材料保温芯板保温层代替常规水泥珍珠岩做法增加外墙屋面围护结构的保温隔热层厚度,改善墙体的热工性能,实现建筑节能。尤其在北方地区外墙保温板的厚度土可以做到150cm以上。
1.2.2建筑门窗设计中,遵循低能耗思想,在门窗节能设计上采用新型的用热导率较低的,中间腔由聚酰胺隔板断热材料组成的三腔双密封结构铝合金窗户。由于这种窗户具有良好的受力、隔热、防尘、减震性能,增加外窗的气密性和绝热性。同时,还可以将壁挂太阳能技术应用到门窗设计中,让建筑门窗具有采光和节能的双重效果。
1.2.3根据建筑墙面不同朝向冬、夏日照不同的情况控制窗墙比在25-35%范围内,在满足采光低限情况下适当减小背阴面窗户面积,适当提高朝阳方向窗面积,但是不大于0.35为最好,朝阳向窗户避免设计飘窗和落地窗,以增加步提高节能的效率。
1.2.4充分利用建筑内部的空间结构,形成良好的气流组织,提高自然资源在建筑能源中的比重,降低矿石燃料的使用,促使建筑行业朝着低能耗的方向发展。
1.3合理利用新型能源及建筑材料
低能耗建筑设计理念正逐步完善,科研人员也更加重视新型能源和建筑材料的开发与应用,促进了低碳环保材料的不断问世,经过实际工程的检验,新型能源和建筑材料能够满足建筑要求。因此,为了实现低能耗建筑设计理念,应该进一步加大新型能源和建筑材料的应用力度,可以从以下几个方面入手。第一,提升可再生能源的利用率,比如生物质能、风能、地热能、太阳能等,取代不可再生能源,调整可再生能源与不可再生能源的比例,合理配置建筑的能源结构;第二,拓展新型燃料的应用范围,以现有的新型燃料研发水平来看,烃、氢燃料技术水平基本可以满足应用要求,使用烃、氢燃料取代天然气、煤气等传统燃料,能够有效的降低建筑碳排放量;第三,开发余能利用技术,将工业生产产生的余能、余热回收利用,不仅降低工业生产的能源浪费量,还能够满足建筑能耗需求,具有双重意义。
1.4优化建筑空间布局
(1)自然采光。通过太阳光的利用,实现建筑空间照明的技术,称之为自然采光技术,按照采光类型划分,包括主动式自然采光技术和被动式自然采光技术。主动式自然采光技术的原理是镜面放射,充分利用棱镜组传光、光纤导光、光管导光、光伏效应间接采光、卫星反射镜采光等技术,实现建筑的自然采光;被动式自然采光技术的原理是调节建筑透光效果,尽量将太阳光传递到建筑内部空间,以满足建筑的采光需求。
(2)自然通风。建筑自然通风设计能够有效降低空调能耗,已经在一定程度上应用于低碳建筑中,然而,并没有取得预期的效果,现有的建筑自然通风设计方法种类很多,比如非煙囱效应、烟囱效应、穿堂风、单侧送风等,在这些方法的基础上,应该充分考虑建筑的空间布局,分析建筑热的综合效果,以便进行集中配置。研究表明,建筑的自然通风类型主要有三种:第一,热压通风;第二,风压通风;第三,热压和风压综合通风。不同的自然通风类型的原理也存在差异,其中,热压通风是在气压和湿度的作用下,产生的气压差,而风压通风是在自然风力的作用下,产生的气压差。因此,应该根据建筑的空间布局,选择合适的自然通风类型,真正降低建筑能耗。
(3)日照得热和温度梯度的设计。一方面,太阳能资源属于可再生能源,不管是采集还是利用阶段,都不会对环境造成污染;另一方面,日照得热和温度梯度的设计,能够优化结构性能,通过科学的建筑走向、适宜的形体设计以及合理的空间布局,实现减少建筑热损失的目标。此外,还应该构建标准建筑技术体系,满足经济可行性和技术可操作性等要求,比如新型轻质钢筋混凝土结构等,通过楼面系统、遮阳系统、门窗结构以及建筑外墙的设计,改善建筑的保温性能,避免建筑能源的过度浪费。
2被动式低耗能建筑应用案例
某建筑工程项目占地面积23.96万m2,建筑结构主要以庭院洋房、高层建筑为主,在小区内采用了地源热泵系统、建筑外围护结构优化系统、同层排水系统等节能新措施。该小区设计理念和技术核心是通过对提高可再生能源的利用的,尽可能减少对不可再生资源的使用节能措施,项目采用国际先进的土壤源热泵技术,通过获取土壤浅层能量用以制冷(制热),让建筑拜托传统空调的束缚,更健康、环保、节能。通过对建筑外墙维护结构和门窗的优化设计,提高建筑物的保温和气密性,减少室内外热量散失,利用太阳能和地热泵热源技术源对室内实行被动采暖和制冷。运用隐蔽式水箱和同层排水技术,卫生间排水在本层设置,无须穿越楼板,从而实现卫生间完全独立化,采用悬挂式洁具,摆脱空间布置的局限性。
3结语
总之,低能耗建筑设计理念应该成为我国建筑行业发展的理念,综合考虑多方面的因素,引导建筑设计、建筑行业的积极发展,实现建筑节能的目标,同时,还要在建筑节能的基础上,融入绿色环保的理念,切实贯彻低能耗建筑设计理念,应对建筑能耗过于严重的现状,达到建筑低能耗标准。
参考文献:
[1]沈雪香,张曦,李勇.基于节能的均川服务区综合楼平面布局形式研究[J].华中建筑,2011(05).
[2]张华玲,周甜甜.低碳建筑在方案阶段的自然通风模拟设计[J].工业建筑,2012(02).
[3]田兴旺,高兴,张丽.住宅热压引射自然通风技术的应用研究[J].建筑热能通风空调,2010(06).