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摘要:建筑节能在当今世界建筑发展的大潮流中已成为共同关注的重问题,建筑节能是节约资源、实施可持续发展的重要措施。因此,加快我国建筑节能的步伐,提高建筑节能的水平已迫在眉睫。
关键词:建筑节能;设计
中图分类号:TU201.5文献标识码:A
引言:
建筑产业是重要的第二产业,在我国已经成为国民经济的三大支柱产业之一。建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。建筑节能的方案设计,各环节环环相扣。作为设计行业的人员,在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件,因地制宜,制定出合理可行的方案。
一、建筑节能所包含的内容
在进行建筑节能时不但要做到能源与资源的充分、高效使用,还应该保证建筑物的使用功能能够达到人们对生活、工作的需要,从而创造出健康、舒适、便捷的生活环境。建筑节能的内容包括以下三点:
(1)保证建筑物的冬暖夏凉。建筑结构中的围护结构具有较好的保温隔热效果,采暖空调设备效果良好,因此,居住环境更加的舒适。
(2)保證建筑物的通风效果。空气在经过过滤之后,产生新风,保证室内的空气清新。
(3)在建筑围护方面,主要包括了建筑物的屋面保温、门窗的密封程度以及保证建筑物的外墙保温等,实现能源的节约。
二、建筑物的平面布置及体形系数应满足节能需要
在住宅建筑设计方面,建筑群的布置和建筑物的平面设计合理与否,对冬季获得太阳辐射热和夏季通风降温是十分重要的,比如建筑物的主体朝向,如果由南北改为东西向,耗热量指标约增大5%,空调能耗或外遮阳成本将增大更多。另外建筑体形系数也是建筑热工特性的一个重要指标,很多文献中提到,体形系数每增大 0.01,能耗指标约增加2.5%。分别对比了两种典型的住宅平面形式,一种明厨暗厕式住宅平面,另一种是明厨明厕式住宅平面,在相同建筑面积的情况下,建筑的体形系数(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)提高0.032,很明显从体形系数方面第一种型式的建筑平面优于第二种。因此,在满足建筑诸多功能要素的条件下,应尽量减少建筑体形的凹凸或错落, 降低建筑物体形系数。
三、建筑节能设计
建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。
1.隔热保温技术,外保温的优点:建筑室内温度受室外温度波动影响小,有利于主体结构保护和避免热(冷)桥的产生。常用的建筑外墙保温材料有保温砂浆、聚苯板、聚氨酯 (EPS、XPS)和墙体自保温四大体系。其中,保温砂浆和聚苯板市场占有率较大,保温砂浆保温性能较差,聚氨脂保温性能较好,但传统的聚氨酯硬泡板材不适用于复杂立面墙体保温。市场新出现的聚氨酯现场发泡喷涂保温材料(如安健能全水基软发泡聚氨酯),具有良好的保温性和憎水性,方便施工,适用于设计各种复杂外墙体保温和无接缝施工。外墙体遮阳,主要用于热工性能要求更高的墙面,在保温层外侧设计钢结构支撑体系,干挂板材(如陶土板),可以遮挡夏季阳光直接辐射到墙体,同时后侧流动的空气层能迅速带走热量,起到很好的遮阳隔热效果。
2、玻璃门窗的隔热保温与遮阳。外墙玻璃门窗是阻挡夏季太阳辐射热进入室内和冬季室内热量散失的最薄弱环节,其能耗是同面积墙体的4倍,屋顶的5倍,对建筑能耗影响较大。除控制窗墙比外,需增加玻璃门窗的热工性能:
2.1、设计选用单层或多层中空或低辐射玻璃(如 Low-E 镀膜玻璃)和经热断桥处理的门窗型材,同时加强窗墙间、框扇间的接缝气密性设计。
2.2、增加外墙玻璃门窗遮阳设计,防止夏季太阳辐射热透过玻璃门窗直接进入室内而耗能。由于遮阳位置和方式不同,主要有:①水平式外遮阳,适用于接近南向外窗,遮挡高度角较大、从窗口上方射来的阳光。②垂直式外遮阳,适用于东北向、西北向外窗,遮挡高度角较小、从窗口两侧斜射过来的阳光。为克服传统固定式遮阳在采光、自然通风、视野等方面的矛盾,上述两种遮阳方式在生态节能建筑中较多地采用活动百叶遮阳,可根据光线变化自动调节百页角度遮阳,不影响自然采光和通风。③活动内遮阳,主要有遮阳卷帘和遮阳百页等。相比外遮阳,更灵活,更便于用户根据季节天气变化调节使用。但内遮阳有较大的缺点,除部分热量被反射出窗外,其余热量留在了室内而增大空调制冷能耗。
3、屋面保温隔热节能设计:建议小区屋面采用“倒置式隔热保温屋顶”技术,采用XPS保温板放置在屋面的防水层上,此板在屋面上长期与水汽接触时,能保持恒定的低导热和高抗压性能。
4、供热方式探索
1)独立燃气式供热方式具有很多优点,不论从投资、价格或是实际运行效果上看效果都要比普通供热方式要好。
2)投资方面,独立燃气、电采暖及集中供热比值为1:0.85:2;价格方面,独立燃气、电采暖及集中供热比值为 1:0.85:1.22;实际运行效果方面,独立燃气式的运行费比理论值还要低, 相比集中供热,节能效果更好。独立燃气、电采暖调节更为方便,当住宅没有人的时候,室内温度能调节到10℃以下。
3)供热以天然气为热源,采用分户设燃气炉的供热方式,不仅可以供暖,还可供应生活热水,改善了住户的生活质量;房间采用铝合金散热器,体积小,外型美观,散热效率高。
4)户与户之间供热系统相互独立,串联方式为跨越管水平串联。所以供暖时间每户自主决定,互不影响,实现了行为节能,有方便住户供暖。
四、合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中,就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧,形成对北侧寒冷空气的“温度阻尼区”,从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的;在有采暖空调房间的建筑里,尽量将采暖空调房间集中布置,以避免在采暖空调房间与非采暖空调房间之间发生大面积的能量交换,造成大量能量浪费。国外,在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中,设计师通过对不同需求空间的竖向分隔, 达到了极佳的通风降温效果。
五、使用节能的绿色建筑材料
建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性,对降低建筑能耗起着至关重要的作用。国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层, 以改善热工性能。这种方法虽然可以达到一定的效果, 但各种高效保温材料价格不菲,而且其生产加工过程也会大量消耗各种能源。因此,建筑节能不应当只着眼于建筑建成后在使用过程中的能耗,还应当从整体系统的观念出发,关注建筑全寿命周期的能源消耗。从这个角度出发,建筑材料就不但要有出色的保温隔热性能,其加工生产过程也应当简单易行,节省能源。
六、结束语
总而言之,建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题,涉及方方面面的问题。作为设计人员,切不可为片面追求低能耗目标而不顾经济成本,大量使用节能新技术。不仅如此,我国政府应该加强建筑师节能意识的同时还应该依靠政府的行政手段宣传以及普及我国的节能政策和节能的法定法规。同时,社会的力量也应该一起参与共同努力,把建筑节能设计应用于我国建筑的实际之中,将建筑节能的成果转化为社会生产力而反哺社会,也只有这样才能够真正的做到提高建筑节能造福子孙后代的工程。
参考文献
[1]宋德萱.节能建筑设计与技术.上海.同济大学出版社.
[2]杜峰,刘辉.建筑的天然采光及遮阳设计.住宅科技 2005.12
[3]黄晓莺.试论建筑设计与建筑节能 【J】 .工业建筑.
关键词:建筑节能;设计
中图分类号:TU201.5文献标识码:A
引言:
建筑产业是重要的第二产业,在我国已经成为国民经济的三大支柱产业之一。建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。建筑节能的方案设计,各环节环环相扣。作为设计行业的人员,在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件,因地制宜,制定出合理可行的方案。
一、建筑节能所包含的内容
在进行建筑节能时不但要做到能源与资源的充分、高效使用,还应该保证建筑物的使用功能能够达到人们对生活、工作的需要,从而创造出健康、舒适、便捷的生活环境。建筑节能的内容包括以下三点:
(1)保证建筑物的冬暖夏凉。建筑结构中的围护结构具有较好的保温隔热效果,采暖空调设备效果良好,因此,居住环境更加的舒适。
(2)保證建筑物的通风效果。空气在经过过滤之后,产生新风,保证室内的空气清新。
(3)在建筑围护方面,主要包括了建筑物的屋面保温、门窗的密封程度以及保证建筑物的外墙保温等,实现能源的节约。
二、建筑物的平面布置及体形系数应满足节能需要
在住宅建筑设计方面,建筑群的布置和建筑物的平面设计合理与否,对冬季获得太阳辐射热和夏季通风降温是十分重要的,比如建筑物的主体朝向,如果由南北改为东西向,耗热量指标约增大5%,空调能耗或外遮阳成本将增大更多。另外建筑体形系数也是建筑热工特性的一个重要指标,很多文献中提到,体形系数每增大 0.01,能耗指标约增加2.5%。分别对比了两种典型的住宅平面形式,一种明厨暗厕式住宅平面,另一种是明厨明厕式住宅平面,在相同建筑面积的情况下,建筑的体形系数(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)提高0.032,很明显从体形系数方面第一种型式的建筑平面优于第二种。因此,在满足建筑诸多功能要素的条件下,应尽量减少建筑体形的凹凸或错落, 降低建筑物体形系数。
三、建筑节能设计
建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。
1.隔热保温技术,外保温的优点:建筑室内温度受室外温度波动影响小,有利于主体结构保护和避免热(冷)桥的产生。常用的建筑外墙保温材料有保温砂浆、聚苯板、聚氨酯 (EPS、XPS)和墙体自保温四大体系。其中,保温砂浆和聚苯板市场占有率较大,保温砂浆保温性能较差,聚氨脂保温性能较好,但传统的聚氨酯硬泡板材不适用于复杂立面墙体保温。市场新出现的聚氨酯现场发泡喷涂保温材料(如安健能全水基软发泡聚氨酯),具有良好的保温性和憎水性,方便施工,适用于设计各种复杂外墙体保温和无接缝施工。外墙体遮阳,主要用于热工性能要求更高的墙面,在保温层外侧设计钢结构支撑体系,干挂板材(如陶土板),可以遮挡夏季阳光直接辐射到墙体,同时后侧流动的空气层能迅速带走热量,起到很好的遮阳隔热效果。
2、玻璃门窗的隔热保温与遮阳。外墙玻璃门窗是阻挡夏季太阳辐射热进入室内和冬季室内热量散失的最薄弱环节,其能耗是同面积墙体的4倍,屋顶的5倍,对建筑能耗影响较大。除控制窗墙比外,需增加玻璃门窗的热工性能:
2.1、设计选用单层或多层中空或低辐射玻璃(如 Low-E 镀膜玻璃)和经热断桥处理的门窗型材,同时加强窗墙间、框扇间的接缝气密性设计。
2.2、增加外墙玻璃门窗遮阳设计,防止夏季太阳辐射热透过玻璃门窗直接进入室内而耗能。由于遮阳位置和方式不同,主要有:①水平式外遮阳,适用于接近南向外窗,遮挡高度角较大、从窗口上方射来的阳光。②垂直式外遮阳,适用于东北向、西北向外窗,遮挡高度角较小、从窗口两侧斜射过来的阳光。为克服传统固定式遮阳在采光、自然通风、视野等方面的矛盾,上述两种遮阳方式在生态节能建筑中较多地采用活动百叶遮阳,可根据光线变化自动调节百页角度遮阳,不影响自然采光和通风。③活动内遮阳,主要有遮阳卷帘和遮阳百页等。相比外遮阳,更灵活,更便于用户根据季节天气变化调节使用。但内遮阳有较大的缺点,除部分热量被反射出窗外,其余热量留在了室内而增大空调制冷能耗。
3、屋面保温隔热节能设计:建议小区屋面采用“倒置式隔热保温屋顶”技术,采用XPS保温板放置在屋面的防水层上,此板在屋面上长期与水汽接触时,能保持恒定的低导热和高抗压性能。
4、供热方式探索
1)独立燃气式供热方式具有很多优点,不论从投资、价格或是实际运行效果上看效果都要比普通供热方式要好。
2)投资方面,独立燃气、电采暖及集中供热比值为1:0.85:2;价格方面,独立燃气、电采暖及集中供热比值为 1:0.85:1.22;实际运行效果方面,独立燃气式的运行费比理论值还要低, 相比集中供热,节能效果更好。独立燃气、电采暖调节更为方便,当住宅没有人的时候,室内温度能调节到10℃以下。
3)供热以天然气为热源,采用分户设燃气炉的供热方式,不仅可以供暖,还可供应生活热水,改善了住户的生活质量;房间采用铝合金散热器,体积小,外型美观,散热效率高。
4)户与户之间供热系统相互独立,串联方式为跨越管水平串联。所以供暖时间每户自主决定,互不影响,实现了行为节能,有方便住户供暖。
四、合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中,就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧,形成对北侧寒冷空气的“温度阻尼区”,从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的;在有采暖空调房间的建筑里,尽量将采暖空调房间集中布置,以避免在采暖空调房间与非采暖空调房间之间发生大面积的能量交换,造成大量能量浪费。国外,在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中,设计师通过对不同需求空间的竖向分隔, 达到了极佳的通风降温效果。
五、使用节能的绿色建筑材料
建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性,对降低建筑能耗起着至关重要的作用。国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层, 以改善热工性能。这种方法虽然可以达到一定的效果, 但各种高效保温材料价格不菲,而且其生产加工过程也会大量消耗各种能源。因此,建筑节能不应当只着眼于建筑建成后在使用过程中的能耗,还应当从整体系统的观念出发,关注建筑全寿命周期的能源消耗。从这个角度出发,建筑材料就不但要有出色的保温隔热性能,其加工生产过程也应当简单易行,节省能源。
六、结束语
总而言之,建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题,涉及方方面面的问题。作为设计人员,切不可为片面追求低能耗目标而不顾经济成本,大量使用节能新技术。不仅如此,我国政府应该加强建筑师节能意识的同时还应该依靠政府的行政手段宣传以及普及我国的节能政策和节能的法定法规。同时,社会的力量也应该一起参与共同努力,把建筑节能设计应用于我国建筑的实际之中,将建筑节能的成果转化为社会生产力而反哺社会,也只有这样才能够真正的做到提高建筑节能造福子孙后代的工程。
参考文献
[1]宋德萱.节能建筑设计与技术.上海.同济大学出版社.
[2]杜峰,刘辉.建筑的天然采光及遮阳设计.住宅科技 2005.12
[3]黄晓莺.试论建筑设计与建筑节能 【J】 .工业建筑.