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【摘 要】 在全社会倡导绿色低碳的理念背景下,建筑节能设计成为建筑师重要工作内容之一。优秀的建筑作品,不仅仅是指造型、比例、立意等美学层面的意义,还包含了对建筑的使用舒适度特别是热工性能的肯定。就此,笔者结合相关工作实践经验,对如何在建筑规划设计中实现建筑节能设计进行分析与探讨,进而对全社会倡导的节能减排发展有所帮助。
【关键词】 建筑规划;节能设计
一、对建筑外环境的节能设计相关性分析
1.1合理的选址与朝向
一般在进行建设用地选取时,要以地形特点及周边环境为出发点,尽量尊重地形或者适宜改造为基本原则。要善于利用地形的特点,通过人工干预改造,达到建筑与环境的自然和谐。一些特殊的地形地貌要重点考虑,例如大城市的热岛效应集中地区、山区地带的山谷风盛行区等,都会对建筑选址产生影响。
通常在建筑规划设计时,南方地区经常考虑的是夏季通风阴凉,冬季避风朝阳这一点。在选址上就要在通风良好的地点进行定位,把建筑的长轴方向垂直在夏季风风向上,以实现建筑节能的效益最大化。在北方地区,冬天气候较为寒冷,建筑朝向要使建筑的長轴方向与冬季风向互相平行,从而减少冷空气的渗入。
1.2清晰的组团划分与布局
对于群体建筑例如学校、居住小区等,在总体规划阶段,设计者可以对方案的结构骨架、路网交通、用地分区等重点内容推敲优化,从而使得整体布局组团清晰明确,顺应日照、主导风向等气候条件,为下一步的建筑单体设计创造良好的外部环境。
城市的主要风向,是住宅布局要考虑的主要因素,此外,合理设置主要道路的走向,可以形成“通风走廊”,改善本区域的空气对流效果。
1.3完整的绿化体系
绿化在建筑节能设计中同样发挥着至关重要的作用。合理的绿化,可以有效改善建筑室内外气候环境,从而达到降低建筑能耗的目的。由于城市土地的稀缺,常规的地面绿化往往捉襟见肘,不能满足要求,故而出现了各种新型的绿化方式:底层架空绿化、屋顶绿化、(半)地下车库顶板绿化、生态停车场、植草砖、建筑立面垂直绿化、室内庭院绿化等等。通过上述手段的综合使用,可以营建建筑室内外完整的绿化体系。
二、建筑单体节能设计分析
2.1建筑外墙体
墙体作为建筑的主要构成部分之一,对建筑室内外的热量交换发挥着重要的作用。新建建筑的执行标准是节能50%,其中大约1/4是通过外墙的隔热与保温得以实现。应用节能型的外墙,同普通的外墙相比较,室内的温度能相差4~10℃,可见墙体节能设计所发挥出的巨大作用。
墙体的节能设计主要在于三点:建筑本身的体形系数、墙体保温方式以及墙体保温材料。
建筑体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。在同等条件下其数值越小,建筑物耗能越低。降低体形系数的常用手法有:建筑平面规整紧凑以减少外墙凹凸变化、加大建筑的进深、层数以增加建筑围合的体积。
墙体保温方式主要有墙体内保温、自保温、外保温三种。其中内保温因为结构冷热桥的存在和容易形成室内结露水浸泡从而导致墙体表层发霉开裂,已经很少使用。自保温是指按照一定的建筑构造,采用节能型墙体材料及配套砂浆,使墙体的热工性能达到相应的技术要求,由于其工序简单、施工方便,具有广阔的应用前景。外保温是目前使用最普遍的方式,由于此方式将保温材料置于建筑主体的外侧,基本上消除了建筑的冷热桥,减少了温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响,可以减轻建筑物热胀冷缩可能引起的非结构构件的开裂。
外墙外保温常用的材料主要有岩棉板、陶瓷保温板、聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯发泡板等。具体构造做法已发展的相对成熟,美中不足是与外墙装饰材料(最典型的是面砖)衔接仍有待优化改进。
2.2建筑门窗
建筑的外门窗是散发热量的主要通道,其导热性能是建筑墙体的数倍乃至数十倍,因此必须对建筑门窗进行针对性的节能设计。
其一是要确定建筑的合理窗墙比,在保证内部房间正常采光通风的前提下,尽量减小窗户的面积。其二要选择有利于节能的窗户形式,尽量少采用飘窗、落地窗等耗能窗体。其三要加强外门窗的密封性,采用平开窗等气密性较强的窗型,同时要提高窗框的隔热效果,降低其裸露的面积,使用中空玻璃等隔热保温性能较好的玻璃。
另外一个容易忽视的细节是开窗方式,要注意到各个方向开窗的差异性,不同的开窗方式决定着其实现的功能也不尽相同。例如,以冬季风向为主导的墙面,尽可能地减少其开窗的面积,主要的开窗部位就可以设置在夏季风为主导的立面,加强夏季自然风的渗透效果。
2.3建筑屋面
建筑屋面是建筑物受阳光照射各部分中最为强烈、持续时间最长的部件,它所吸收的热量,是东、西向墙体所吸收热量的2~3倍,因此建筑屋面的隔热保温工作就成为重中之重。在选取材料时,应以导热系数小、吸水程度低、密度较大的材料为标准,这样就能保证屋面隔热保温性能大幅度的提高,进而达到改善屋顶热环境及获得良好节能的双重目的。
建筑平屋顶最常见的手法是设置保温隔热层,一般设置在防水层至下(如设置在防水层之上即为倒置式屋面),采用加气混凝土板、聚苯乙烯泡沫板、水泥珍珠岩板等通过构造措施满足相应的技术规范。除此以外,屋顶绿化、蓄水屋面都可以取得较好的保温隔热效果。近年来随着太阳能的普及使用,屋面上可以布置大面积的太阳能光伏板,既可以使用绿色能源,又能降低屋顶的直接照射,一定程度上改善屋顶的保温性能。
三、结语
随着能源的日渐匮乏,全球尤其是我国的不可再生能源的迅速减少,节能型的建筑已经成为行业发展的必然趋势。建筑节能是一项复杂、全方位、综合性的系统工程,也是一项长期而艰巨的任务,所以,建筑节能在建筑规划设计中的重要性势必不断提升加强。这要求建筑师在实际工程实践时,要更多地在节能的环节上下功夫,以期在最后的实际使用中获得建筑规划与节能设计的效益最大化。
参考文献:
[1]秦杰.节能建筑的规划和设计研究[J].黑龙江科技信息,2011(12).
[2]叶欣,周建英.浅谈通过合理规划设计实现建筑节能[J].科技创新与应用,2012(3).
[3]赵思佳.当下住宅建筑节能设计的探讨[J].规划与设计,2012(2).
[4]陈晓晨.浅谈在建筑规划设计中实现建筑节能[J].中国新技术新产品,2012(3).
【关键词】 建筑规划;节能设计
一、对建筑外环境的节能设计相关性分析
1.1合理的选址与朝向
一般在进行建设用地选取时,要以地形特点及周边环境为出发点,尽量尊重地形或者适宜改造为基本原则。要善于利用地形的特点,通过人工干预改造,达到建筑与环境的自然和谐。一些特殊的地形地貌要重点考虑,例如大城市的热岛效应集中地区、山区地带的山谷风盛行区等,都会对建筑选址产生影响。
通常在建筑规划设计时,南方地区经常考虑的是夏季通风阴凉,冬季避风朝阳这一点。在选址上就要在通风良好的地点进行定位,把建筑的长轴方向垂直在夏季风风向上,以实现建筑节能的效益最大化。在北方地区,冬天气候较为寒冷,建筑朝向要使建筑的長轴方向与冬季风向互相平行,从而减少冷空气的渗入。
1.2清晰的组团划分与布局
对于群体建筑例如学校、居住小区等,在总体规划阶段,设计者可以对方案的结构骨架、路网交通、用地分区等重点内容推敲优化,从而使得整体布局组团清晰明确,顺应日照、主导风向等气候条件,为下一步的建筑单体设计创造良好的外部环境。
城市的主要风向,是住宅布局要考虑的主要因素,此外,合理设置主要道路的走向,可以形成“通风走廊”,改善本区域的空气对流效果。
1.3完整的绿化体系
绿化在建筑节能设计中同样发挥着至关重要的作用。合理的绿化,可以有效改善建筑室内外气候环境,从而达到降低建筑能耗的目的。由于城市土地的稀缺,常规的地面绿化往往捉襟见肘,不能满足要求,故而出现了各种新型的绿化方式:底层架空绿化、屋顶绿化、(半)地下车库顶板绿化、生态停车场、植草砖、建筑立面垂直绿化、室内庭院绿化等等。通过上述手段的综合使用,可以营建建筑室内外完整的绿化体系。
二、建筑单体节能设计分析
2.1建筑外墙体
墙体作为建筑的主要构成部分之一,对建筑室内外的热量交换发挥着重要的作用。新建建筑的执行标准是节能50%,其中大约1/4是通过外墙的隔热与保温得以实现。应用节能型的外墙,同普通的外墙相比较,室内的温度能相差4~10℃,可见墙体节能设计所发挥出的巨大作用。
墙体的节能设计主要在于三点:建筑本身的体形系数、墙体保温方式以及墙体保温材料。
建筑体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。在同等条件下其数值越小,建筑物耗能越低。降低体形系数的常用手法有:建筑平面规整紧凑以减少外墙凹凸变化、加大建筑的进深、层数以增加建筑围合的体积。
墙体保温方式主要有墙体内保温、自保温、外保温三种。其中内保温因为结构冷热桥的存在和容易形成室内结露水浸泡从而导致墙体表层发霉开裂,已经很少使用。自保温是指按照一定的建筑构造,采用节能型墙体材料及配套砂浆,使墙体的热工性能达到相应的技术要求,由于其工序简单、施工方便,具有广阔的应用前景。外保温是目前使用最普遍的方式,由于此方式将保温材料置于建筑主体的外侧,基本上消除了建筑的冷热桥,减少了温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响,可以减轻建筑物热胀冷缩可能引起的非结构构件的开裂。
外墙外保温常用的材料主要有岩棉板、陶瓷保温板、聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯发泡板等。具体构造做法已发展的相对成熟,美中不足是与外墙装饰材料(最典型的是面砖)衔接仍有待优化改进。
2.2建筑门窗
建筑的外门窗是散发热量的主要通道,其导热性能是建筑墙体的数倍乃至数十倍,因此必须对建筑门窗进行针对性的节能设计。
其一是要确定建筑的合理窗墙比,在保证内部房间正常采光通风的前提下,尽量减小窗户的面积。其二要选择有利于节能的窗户形式,尽量少采用飘窗、落地窗等耗能窗体。其三要加强外门窗的密封性,采用平开窗等气密性较强的窗型,同时要提高窗框的隔热效果,降低其裸露的面积,使用中空玻璃等隔热保温性能较好的玻璃。
另外一个容易忽视的细节是开窗方式,要注意到各个方向开窗的差异性,不同的开窗方式决定着其实现的功能也不尽相同。例如,以冬季风向为主导的墙面,尽可能地减少其开窗的面积,主要的开窗部位就可以设置在夏季风为主导的立面,加强夏季自然风的渗透效果。
2.3建筑屋面
建筑屋面是建筑物受阳光照射各部分中最为强烈、持续时间最长的部件,它所吸收的热量,是东、西向墙体所吸收热量的2~3倍,因此建筑屋面的隔热保温工作就成为重中之重。在选取材料时,应以导热系数小、吸水程度低、密度较大的材料为标准,这样就能保证屋面隔热保温性能大幅度的提高,进而达到改善屋顶热环境及获得良好节能的双重目的。
建筑平屋顶最常见的手法是设置保温隔热层,一般设置在防水层至下(如设置在防水层之上即为倒置式屋面),采用加气混凝土板、聚苯乙烯泡沫板、水泥珍珠岩板等通过构造措施满足相应的技术规范。除此以外,屋顶绿化、蓄水屋面都可以取得较好的保温隔热效果。近年来随着太阳能的普及使用,屋面上可以布置大面积的太阳能光伏板,既可以使用绿色能源,又能降低屋顶的直接照射,一定程度上改善屋顶的保温性能。
三、结语
随着能源的日渐匮乏,全球尤其是我国的不可再生能源的迅速减少,节能型的建筑已经成为行业发展的必然趋势。建筑节能是一项复杂、全方位、综合性的系统工程,也是一项长期而艰巨的任务,所以,建筑节能在建筑规划设计中的重要性势必不断提升加强。这要求建筑师在实际工程实践时,要更多地在节能的环节上下功夫,以期在最后的实际使用中获得建筑规划与节能设计的效益最大化。
参考文献:
[1]秦杰.节能建筑的规划和设计研究[J].黑龙江科技信息,2011(12).
[2]叶欣,周建英.浅谈通过合理规划设计实现建筑节能[J].科技创新与应用,2012(3).
[3]赵思佳.当下住宅建筑节能设计的探讨[J].规划与设计,2012(2).
[4]陈晓晨.浅谈在建筑规划设计中实现建筑节能[J].中国新技术新产品,2012(3).