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摘要:能源问题是目前世界各国普遍关注的问题,如何做好节能减排牵涉到世界经济的可持续发展,也牵涉到人类的共同进步。建筑行业身为能源耗大的重点企业,更应该坚持节能减排的原则。传统的住宅建筑设计工作一般重视建筑的美观、使用性能和舒适性,忽视建筑的节能工作,但事实上,住宅建筑设计中控制节能可以从很大程度上降低建筑行业的能耗,因此,对于住宅建筑设计人员来说,在设计过程中考虑節能问题,并能提出相应的节能措施,是实现建筑行业节能减排的重要措施。
关键词:住宅建筑;设计;节能
1、节能住宅建筑设计的意义
1.1节约能源
随着社会发展,消耗的资源也在增加,因此节约能源非常必要。建筑行业是耗能产业,如果将节能设计应用其中,不仅节省原材料,而且会节省相关的建筑经费。我国的城镇化正在向前推进,其中消耗的资源不可估量,由于我国能源利用率与发达国家相比还有很长路要走,导致了巨大的能源浪费。因此,节能建筑理念对于我国能源的节省具有重要作用。
1.2改变人们的观念
社会发展的进步伴随着资源的消耗,环保的理念在人们心中有着重要位置。节能住宅建筑设计符合了当今社会追求简约、环保的理念,并将其向更广的范围推广,变成全民理念。这对于社会的发展起到良好的示范作用,住宅建筑设计理念的深入和应用可减少人们对资源的消耗,因此节能住宅建筑设计势在必行。
2、我国建筑能耗现状及存在的问题
2.1我国已有的建筑总量和新建的面积已占到世界总建筑的一半,并且大都使用常规能源,几乎全为高耗建材,使用过程中也在采暖、空调、通风和热水使用方面有很大的资源消耗,分散分户的使用方式也使资源利用率很低,并且供热方面也有较大的浪费。
2.2我国已有的建筑能耗高的原因主要有下列几点:建筑的护栏部分多用实心粘心砖,热导性也很差,并且在生产期间也会有很大的污染;目前我国建筑工程中门窗的设计普遍都比较简单,所以隔热性能也比较差,在使用的过程中会有大量的热量损失,难以满足我们对于建筑节能的要求;在整个建筑工程中,空调的耗能约占整体建筑耗能的一半,所以关于空调的节能设计是整个住宅建筑节能设计的重点;其次在建筑工程中耗能最多的就要数整个建筑的照明系统了,虽然已经有了很多的节能型照明设备,但是应用还不够普及。
2.3现今我国政府极为关注建筑节能问题,并出台了许多建筑节能法律规定和设计要领,但在实际工作过程中,这些法规和标准常常不能得到很好的贯彻落实。建筑用能上有下列趋势,即发展中国家学习发达国家。农村学习城市,这也造成了建筑的高能耗,这种趋势若继续进行,则会使中国的能源面临非常严峻的形势。
3、建筑节能的因素
3.1平面形状
建筑形状直接决定建筑物的外型,这不仅会影响销售情况,还会影响住宅建筑节能设计方案,因此,对建筑物的平面形状进行构建是设计师在方案的初步规划阶段应考虑的问题。其次,设计师在对工程进行整体设计时,还要考虑用户的需求。一般的建筑平面较为常规化,为迎合大众的消费心理,大多呈现为方形或矩形。在设计平面时,还要将建筑空间的各个部分对接起来,以减少热量损失。经过调查和数据分析,发现在所有的建筑物类型中,呈现长方形和正方形拼接出来的户型较为常见,而且是住宅建筑设计和销售的主流。
3.2平面尺寸
建筑物的体型计算公式为:建筑体型系数=建筑物外表面积/建筑物占地面积。由此得知,建筑物的体型系数与建筑物的占地面积、建筑层数和外观形态息息相关,在设计平面大小时要特别注意建筑物的深度和高度等。宽敞的空间居住舒适,同时,也利于增加受热面积,加强空间的通风,但是不利于保温;相反,小面积的设计有利于保暖,但是在通风和采光方面不占优势。因此,在设计时,要综合考虑,确定符合实际情况又能满足用户需求的方案。除此之外,建筑的开窗形式以及窗与墙面的面积比设计,也是影响建筑节能的因素之一。在进行住宅建筑设计时,由于开窗方式较多,开窗材质也有区别,例如,平开式开窗、推拉式开窗等,各种开窗方式都有优点,也存在一定的缺陷,并且运用不同的开窗方式产生的传热系数也不同,另外,凸窗和转角窗还会影响住宅建筑节能设计的计算。一般情况下,面积越大的窗墙,其节能保温性能就越差,面积越小的窗墙节能保温性能越好。
4、节能举措在住宅建筑设计中的应用分析
4.1建筑的体型设计和布局
建筑的体型、高度,楼体之间的间距,建筑物的朝向,以及住宅区的绿色建筑、道路分布,建筑物周边的地理环境,都是影响建筑质量的重要因素。在住宅建筑设计时综合性地对建筑布局进行充分考虑,甚至是居民的风俗民情和生活习惯,严谨把握每个建筑物的功能设计,尤其重视住宅区的采光情况、局地气候的变更和空气的流通情况,满足社会需求的同时,还要注重节能的标准,另外考虑建筑物的冷热需求,合理涉及建筑物的朝向,建筑物之间的间距以及建筑物周边的环境的,切实考虑到建筑的综合性效益,减少空调的使用额度,从而降低能源的消耗。
4.2建筑的材料设计
首先考虑节能因素的设计,当前,建筑物应用效率较高的是高效保温材料、倒置式保温方法,节能的首要一个因素就是保温层材料的选择,切忌选择密度较高的材料,极易造成屋面厚度过大,选材要适中,致力于生态建筑理念,严格把握选材。其次考虑建筑物的各个功能的节能举措,致力于降低能耗,规避建筑的各个角落能源的不合理使用。譬如建筑物的外窗以及窗框的选材,尽量使用新型节能保暖外窗,着重使用热工性能良好的材料,从而达到能源的最低消耗,生态的最优利用。另外,要注重在建筑中所占比例较大的墙体材料,选择密度适中,吸水性较好的材料,充分保证墙体内部以及墙体外部的保温技术,又提高了建筑物的美观程度,同时还能够防潮,既保证了建筑的安全性,又提高了建筑的实用性,同时合理采取节能设计方案,积极落实建筑的节能改造,从而实现建筑的最优化、生态的最大化。 4.3建筑的平面节能设计
在保证建筑物的安全性的情况下,应适度减少建筑物外围的护栏结构比例,净量保持平面布局的规整,并且充分利用太阳能,从而减少能源的消耗,冬季时,可以增加室内的光照,夏季时,达到减少阳光的辐射,同时,还要规避建筑物的传热能耗,适当将屋面进行密封式的入孔处理,夏季利于空气的疏散,冬季又具有良好的集热功能,既达到减少能耗,有减少了屋内能耗的损失。节能措施中还可以考虑通风平衡等因素,譬如,空气对流设计,在建筑平面设计时,侧重考虑户型、朝向、门窗的设计,规避气流转折,利用空间气流的对流性质提高建筑的质量,主动调节气温措施,最大程度上达到节能效益,同时,在实际的住宅建筑设计中,考虑夏季要疏散气温、冬季可以达到集热的效果,从而达到最优的生态作用。
4.4对可再生能源的利用
除对建筑物材料、选址、布局等节约能耗以外,还可以充分利用风能、太阳能、地热能等可再生能源,有效降低能耗,利用中水系统、沼气、天然气、太阳能、风能等将可再生能源转换为热能、电能等新能源,从而最大程度上实现减少能耗的目标。建筑业对保温隔热的屋面选材越来越重视,尤其注重冬夏两季,屋面的选材及其注重适中的密度和较好的吸水性,充分利用室内外温度差异,来达到降低能耗的目的。一般来说,引进新的技术,循序渐进地引导和完善,对可再生能源的充分利用,是绝好的建筑节能举措,应该大力推广和应用。
4.5墙体节能措施应用
建筑墙体是建筑节能的最主要构件,也是人们良好生活条件的保障,墙体本身所具有的保温、隔热、隔声等使用功能也决定着墙体在节能中具有重要地位。对墙体进行节能措施设计可以从以下几个方面考虑:首先,外墙设计可以采用保温隔热性能良好的多孔砖等材料进行设计,或者采用外墙外保温的方式进行设计。其次,对于室内墙体,为了提高保温隔热效果,降低建筑结构荷载,可以将室内墙体设计成复合结构,内外设计成夹层方式。再次,在内墙粉刷过程中,可以优先选用石膏材料,尽量利用石膏板材的保温隔热性能,同时,墙体颜色尽量采用白色,不仅可以起到保温隔热功能,还可以节约电能,为建筑设计的节能减排多做贡献。随着科学技术的发展,当前有更多的保温材料被应用到建筑中去,聚苯板、聚氨酯板、石膏板等,从很大程度上改变了墙体的传统功能,大大的提高了墙体的节能效果。
4.6建筑门窗设计中的节能措施
门窗是建筑物采光、通风的主要途径,也是建筑物内外热量交换的主要通道,单纯的对建筑墙体、屋面进行节能设计已经不能满足现代建筑对节能的要求,因此,门窗节能设计也越来越受到设计者的重视,为实现门窗的节能,可以主要从以下几个方面考虑:在保证窗地比的情况下缩小门窗尺寸,减少能量的损失和耗散,降低门窗的能源耗散。加强对门窗的气密性检验,降低门窗和外界的空气流通,从而降低室内外的空气变化。在门窗材料的选择上,尽量选用节能材料,采用中空玻璃、夹层玻璃等利于节约能源的玻璃进行设计。
5、结语
随着高层建筑的发展,节能建筑和智能建筑将成为未来建筑发展的主要方向,在住宅建筑设计中,应充分考虑建筑的节能,尽量采用建筑节能材料和节能措施,尤其要重视屋面、墙体和门窗处的节能处理,减少热量耗散。同时要重视对新型能源的利用,太阳能、风能等再生能源更应该成为节能设计的发展方向。当然,建筑节能的发展并非是一蹴而就的,需要设计工作者长久不懈的努力,我们相信,节能环保一定会成为我国建筑发展的长久之策。
参考文献:
[1]王琳.城市住宅建筑節能设计[J].建筑设计管理,2010,02:24-26.
[2]韦兰德.住宅建筑节能设计探讨[J].技术与市场,2011,08:164+166.
[3]郭亮.关于住宅建筑节能设计的探讨[J].江西建材,2015,11:43.
关键词:住宅建筑;设计;节能
1、节能住宅建筑设计的意义
1.1节约能源
随着社会发展,消耗的资源也在增加,因此节约能源非常必要。建筑行业是耗能产业,如果将节能设计应用其中,不仅节省原材料,而且会节省相关的建筑经费。我国的城镇化正在向前推进,其中消耗的资源不可估量,由于我国能源利用率与发达国家相比还有很长路要走,导致了巨大的能源浪费。因此,节能建筑理念对于我国能源的节省具有重要作用。
1.2改变人们的观念
社会发展的进步伴随着资源的消耗,环保的理念在人们心中有着重要位置。节能住宅建筑设计符合了当今社会追求简约、环保的理念,并将其向更广的范围推广,变成全民理念。这对于社会的发展起到良好的示范作用,住宅建筑设计理念的深入和应用可减少人们对资源的消耗,因此节能住宅建筑设计势在必行。
2、我国建筑能耗现状及存在的问题
2.1我国已有的建筑总量和新建的面积已占到世界总建筑的一半,并且大都使用常规能源,几乎全为高耗建材,使用过程中也在采暖、空调、通风和热水使用方面有很大的资源消耗,分散分户的使用方式也使资源利用率很低,并且供热方面也有较大的浪费。
2.2我国已有的建筑能耗高的原因主要有下列几点:建筑的护栏部分多用实心粘心砖,热导性也很差,并且在生产期间也会有很大的污染;目前我国建筑工程中门窗的设计普遍都比较简单,所以隔热性能也比较差,在使用的过程中会有大量的热量损失,难以满足我们对于建筑节能的要求;在整个建筑工程中,空调的耗能约占整体建筑耗能的一半,所以关于空调的节能设计是整个住宅建筑节能设计的重点;其次在建筑工程中耗能最多的就要数整个建筑的照明系统了,虽然已经有了很多的节能型照明设备,但是应用还不够普及。
2.3现今我国政府极为关注建筑节能问题,并出台了许多建筑节能法律规定和设计要领,但在实际工作过程中,这些法规和标准常常不能得到很好的贯彻落实。建筑用能上有下列趋势,即发展中国家学习发达国家。农村学习城市,这也造成了建筑的高能耗,这种趋势若继续进行,则会使中国的能源面临非常严峻的形势。
3、建筑节能的因素
3.1平面形状
建筑形状直接决定建筑物的外型,这不仅会影响销售情况,还会影响住宅建筑节能设计方案,因此,对建筑物的平面形状进行构建是设计师在方案的初步规划阶段应考虑的问题。其次,设计师在对工程进行整体设计时,还要考虑用户的需求。一般的建筑平面较为常规化,为迎合大众的消费心理,大多呈现为方形或矩形。在设计平面时,还要将建筑空间的各个部分对接起来,以减少热量损失。经过调查和数据分析,发现在所有的建筑物类型中,呈现长方形和正方形拼接出来的户型较为常见,而且是住宅建筑设计和销售的主流。
3.2平面尺寸
建筑物的体型计算公式为:建筑体型系数=建筑物外表面积/建筑物占地面积。由此得知,建筑物的体型系数与建筑物的占地面积、建筑层数和外观形态息息相关,在设计平面大小时要特别注意建筑物的深度和高度等。宽敞的空间居住舒适,同时,也利于增加受热面积,加强空间的通风,但是不利于保温;相反,小面积的设计有利于保暖,但是在通风和采光方面不占优势。因此,在设计时,要综合考虑,确定符合实际情况又能满足用户需求的方案。除此之外,建筑的开窗形式以及窗与墙面的面积比设计,也是影响建筑节能的因素之一。在进行住宅建筑设计时,由于开窗方式较多,开窗材质也有区别,例如,平开式开窗、推拉式开窗等,各种开窗方式都有优点,也存在一定的缺陷,并且运用不同的开窗方式产生的传热系数也不同,另外,凸窗和转角窗还会影响住宅建筑节能设计的计算。一般情况下,面积越大的窗墙,其节能保温性能就越差,面积越小的窗墙节能保温性能越好。
4、节能举措在住宅建筑设计中的应用分析
4.1建筑的体型设计和布局
建筑的体型、高度,楼体之间的间距,建筑物的朝向,以及住宅区的绿色建筑、道路分布,建筑物周边的地理环境,都是影响建筑质量的重要因素。在住宅建筑设计时综合性地对建筑布局进行充分考虑,甚至是居民的风俗民情和生活习惯,严谨把握每个建筑物的功能设计,尤其重视住宅区的采光情况、局地气候的变更和空气的流通情况,满足社会需求的同时,还要注重节能的标准,另外考虑建筑物的冷热需求,合理涉及建筑物的朝向,建筑物之间的间距以及建筑物周边的环境的,切实考虑到建筑的综合性效益,减少空调的使用额度,从而降低能源的消耗。
4.2建筑的材料设计
首先考虑节能因素的设计,当前,建筑物应用效率较高的是高效保温材料、倒置式保温方法,节能的首要一个因素就是保温层材料的选择,切忌选择密度较高的材料,极易造成屋面厚度过大,选材要适中,致力于生态建筑理念,严格把握选材。其次考虑建筑物的各个功能的节能举措,致力于降低能耗,规避建筑的各个角落能源的不合理使用。譬如建筑物的外窗以及窗框的选材,尽量使用新型节能保暖外窗,着重使用热工性能良好的材料,从而达到能源的最低消耗,生态的最优利用。另外,要注重在建筑中所占比例较大的墙体材料,选择密度适中,吸水性较好的材料,充分保证墙体内部以及墙体外部的保温技术,又提高了建筑物的美观程度,同时还能够防潮,既保证了建筑的安全性,又提高了建筑的实用性,同时合理采取节能设计方案,积极落实建筑的节能改造,从而实现建筑的最优化、生态的最大化。 4.3建筑的平面节能设计
在保证建筑物的安全性的情况下,应适度减少建筑物外围的护栏结构比例,净量保持平面布局的规整,并且充分利用太阳能,从而减少能源的消耗,冬季时,可以增加室内的光照,夏季时,达到减少阳光的辐射,同时,还要规避建筑物的传热能耗,适当将屋面进行密封式的入孔处理,夏季利于空气的疏散,冬季又具有良好的集热功能,既达到减少能耗,有减少了屋内能耗的损失。节能措施中还可以考虑通风平衡等因素,譬如,空气对流设计,在建筑平面设计时,侧重考虑户型、朝向、门窗的设计,规避气流转折,利用空间气流的对流性质提高建筑的质量,主动调节气温措施,最大程度上达到节能效益,同时,在实际的住宅建筑设计中,考虑夏季要疏散气温、冬季可以达到集热的效果,从而达到最优的生态作用。
4.4对可再生能源的利用
除对建筑物材料、选址、布局等节约能耗以外,还可以充分利用风能、太阳能、地热能等可再生能源,有效降低能耗,利用中水系统、沼气、天然气、太阳能、风能等将可再生能源转换为热能、电能等新能源,从而最大程度上实现减少能耗的目标。建筑业对保温隔热的屋面选材越来越重视,尤其注重冬夏两季,屋面的选材及其注重适中的密度和较好的吸水性,充分利用室内外温度差异,来达到降低能耗的目的。一般来说,引进新的技术,循序渐进地引导和完善,对可再生能源的充分利用,是绝好的建筑节能举措,应该大力推广和应用。
4.5墙体节能措施应用
建筑墙体是建筑节能的最主要构件,也是人们良好生活条件的保障,墙体本身所具有的保温、隔热、隔声等使用功能也决定着墙体在节能中具有重要地位。对墙体进行节能措施设计可以从以下几个方面考虑:首先,外墙设计可以采用保温隔热性能良好的多孔砖等材料进行设计,或者采用外墙外保温的方式进行设计。其次,对于室内墙体,为了提高保温隔热效果,降低建筑结构荷载,可以将室内墙体设计成复合结构,内外设计成夹层方式。再次,在内墙粉刷过程中,可以优先选用石膏材料,尽量利用石膏板材的保温隔热性能,同时,墙体颜色尽量采用白色,不仅可以起到保温隔热功能,还可以节约电能,为建筑设计的节能减排多做贡献。随着科学技术的发展,当前有更多的保温材料被应用到建筑中去,聚苯板、聚氨酯板、石膏板等,从很大程度上改变了墙体的传统功能,大大的提高了墙体的节能效果。
4.6建筑门窗设计中的节能措施
门窗是建筑物采光、通风的主要途径,也是建筑物内外热量交换的主要通道,单纯的对建筑墙体、屋面进行节能设计已经不能满足现代建筑对节能的要求,因此,门窗节能设计也越来越受到设计者的重视,为实现门窗的节能,可以主要从以下几个方面考虑:在保证窗地比的情况下缩小门窗尺寸,减少能量的损失和耗散,降低门窗的能源耗散。加强对门窗的气密性检验,降低门窗和外界的空气流通,从而降低室内外的空气变化。在门窗材料的选择上,尽量选用节能材料,采用中空玻璃、夹层玻璃等利于节约能源的玻璃进行设计。
5、结语
随着高层建筑的发展,节能建筑和智能建筑将成为未来建筑发展的主要方向,在住宅建筑设计中,应充分考虑建筑的节能,尽量采用建筑节能材料和节能措施,尤其要重视屋面、墙体和门窗处的节能处理,减少热量耗散。同时要重视对新型能源的利用,太阳能、风能等再生能源更应该成为节能设计的发展方向。当然,建筑节能的发展并非是一蹴而就的,需要设计工作者长久不懈的努力,我们相信,节能环保一定会成为我国建筑发展的长久之策。
参考文献:
[1]王琳.城市住宅建筑節能设计[J].建筑设计管理,2010,02:24-26.
[2]韦兰德.住宅建筑节能设计探讨[J].技术与市场,2011,08:164+166.
[3]郭亮.关于住宅建筑节能设计的探讨[J].江西建材,2015,11:43.