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[摘 要]随着人们生活、生产水平的提高,人们对建筑舒适性、功能性的要求也越来越高,但与此同时,和建筑使用有关的各种能耗也越来越大。在国家建设节约型社会的过程中,建筑节能已成为城市建筑水平和经济社会发展的重要标志,而做好建筑设计是重中之重。本文在此从节能设计的重要性出发,对如何做好建筑节能设计要点做了一定的研究。
[关键词]节能;建筑设计;重要性
中图分类号:TU822 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0186-01
一、节能措施在建筑设计中的重要性
目前,我国大部分的建筑都属于高能耗建筑,不仅会大量浪费资源,还会导致自然环境的污染及破坏。在现代建筑行业中,无论是建筑施工过程中,还是工程使用过程中,都需要消耗大量的能源,主要包括空调、照明、采暖等方面的能耗。作为建筑施工的基础,建筑设计水平的高低不仅会直接影响着工程的施工质量,还会影响着建筑能耗。因此,在现代建筑设计中,应积极应用节能措施,使建筑节能设计水平得以提高,从而大大降低建筑的能耗,有利于改善建筑建设环境,对促进企业转型与可持续发展具有重要的意义。
二、整体环境的节能设计
1、合理选址
建筑的选址主要是根据所在地的土质、气候、地形、水质及周边环境等因素进行综合的衡量来确定的,在建筑设计中,不但要保证建筑在整个生命周期内要保持微气候环境的适宜,还要为建筑节能多做考虑,在不破坏生态环境的整体性的基础上设计出节能建筑的优选方案。
2、外部环境设计
在选定建筑地址后,要对周围环境及气候进行研究。依据建筑的功能要求,在现有气候环境的基础上,对外部环境进行合理设计,对建筑节能创造有利因素。主要的方法包括:在建筑周围种植植被、树木,作用在于挡风挡沙,遮阴避阳、净化空气及降低噪音;制造人工自然环境,修建人工湖等,利用水的作用平衡周围环境的温度、湿度及收集雨水的效果。
3、合理的规划
建筑的形状要进行合理的规划设计,这样可以适应外部恶劣的自然因素。主要包括对建筑体型及形状组合、建筑整体体量、建筑日照及方向等。在局部的规划上,主要通过建筑的朝向及阳光面和背阴面形成气压差,这样可以在没有风的时候也可以由于气压差产生一定的空气流通,在建筑的形体设计上,可以设置风洞,自然风进入风洞可以又有回旋,通风的效果较好,而且非常节能。在北方,建筑不宜采用过大体型,小体型建筑在冬季获取的热量多、夏季散热快,节能效果较好。选择朝向及日照的原则是夏季可以防止太阳辐射和利用自然通风,冬季避开主导风向和获取足够的日照。当然,建筑的设计不仅仅考虑到日照和朝向的问题,还受地形、城市规划、道路、历史文化等多方面因素的制约,只有对这些相关因素进行综合衡量,找到一个平衡点,才能设计出最为理想的节能建筑风格。
三、从细部构造设计入手,有效利用隔热保温、遮阳和自然通风等被动式节能技术,改善建筑室内微环境
1、外墙体的隔热保温与遮阳
目前,我国正提倡新型复合墙体自保温系统和外隔热保温技术,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,但保温性能较差;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:一是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。二是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、屋面隔热保温与遮阳
在夏季,屋面日照时间长,太阳辐射强度大,屋顶外表面温度最高达到60~80℃,顶层室内温度受其影响会提高2~4℃。在冬季,屋顶对外散失热量,又增加了室内的空调热负荷。屋面隔热保温除采用倒置式设计外,蓄水屋面和种植屋面越来越引起人们的重视。①蓄水屋面,就是利用屋面蓄水层蒸发带走太阳辐射热(蓄水层深度一般保持在200mm为宜),从而有效地减弱屋面的传热量和降低屋顶内表面温度(可比一般屋面低2~4℃),具有明显的隔热效果。②种植屋面,是一种生态节能型屋面,不仅能够提高屋面的隔热保温性能,还能增加城市绿地面积,改善城市气候环境。实验数据表明,种植屋面使屋顶外表面最高温度下降32.4℃,内表面最高温度下降2.0℃,具有较好的隔热保温性能。屋面遮阳,主要采用遮阳构架、遮阳百页、膜结构、飘板等,有效遮挡太阳直接辐射屋面,同时也能结合立面造型,创造出有性格的建筑形象。印度建筑师柯里亚就善于利用屋面遮阳构架丰富形体,同时对屋面有良好的遮阳作用。
四、新技术的开发及应用
应用新型材料节能,引进新型建材生产技术、开发生产环保、节能型建筑材料是建材工业发展的必然趋势。按照循环经济的方式,研究发展太阳能光热、光电应用、沼气、风力发电等经济适用技术,推动以节能、节地、节材、节水和环保为核心的绿色建筑的发展。
五、结语
综述,我国建筑能耗在能源总能耗中占有很大部分,建筑行业节能势在必行,而建筑设计是建筑节能的一个重要环节,我们在设计中要从建筑的整体及外部环境、单体设计、细部构造设计、绿化等方面全方位设计,通过应用新型的节能材料、技术,以实现建筑工程的节能减排目的。
参考文献
【1】黄志英.住宅建筑设计中的节能措施应用探析[J].福建建材,2012,31(10):113~114.
【2】马小骁.建筑设计与建筑节能关系的探讨[J].中国科技纵横.2012(5).
[关键词]节能;建筑设计;重要性
中图分类号:TU822 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0186-01
一、节能措施在建筑设计中的重要性
目前,我国大部分的建筑都属于高能耗建筑,不仅会大量浪费资源,还会导致自然环境的污染及破坏。在现代建筑行业中,无论是建筑施工过程中,还是工程使用过程中,都需要消耗大量的能源,主要包括空调、照明、采暖等方面的能耗。作为建筑施工的基础,建筑设计水平的高低不仅会直接影响着工程的施工质量,还会影响着建筑能耗。因此,在现代建筑设计中,应积极应用节能措施,使建筑节能设计水平得以提高,从而大大降低建筑的能耗,有利于改善建筑建设环境,对促进企业转型与可持续发展具有重要的意义。
二、整体环境的节能设计
1、合理选址
建筑的选址主要是根据所在地的土质、气候、地形、水质及周边环境等因素进行综合的衡量来确定的,在建筑设计中,不但要保证建筑在整个生命周期内要保持微气候环境的适宜,还要为建筑节能多做考虑,在不破坏生态环境的整体性的基础上设计出节能建筑的优选方案。
2、外部环境设计
在选定建筑地址后,要对周围环境及气候进行研究。依据建筑的功能要求,在现有气候环境的基础上,对外部环境进行合理设计,对建筑节能创造有利因素。主要的方法包括:在建筑周围种植植被、树木,作用在于挡风挡沙,遮阴避阳、净化空气及降低噪音;制造人工自然环境,修建人工湖等,利用水的作用平衡周围环境的温度、湿度及收集雨水的效果。
3、合理的规划
建筑的形状要进行合理的规划设计,这样可以适应外部恶劣的自然因素。主要包括对建筑体型及形状组合、建筑整体体量、建筑日照及方向等。在局部的规划上,主要通过建筑的朝向及阳光面和背阴面形成气压差,这样可以在没有风的时候也可以由于气压差产生一定的空气流通,在建筑的形体设计上,可以设置风洞,自然风进入风洞可以又有回旋,通风的效果较好,而且非常节能。在北方,建筑不宜采用过大体型,小体型建筑在冬季获取的热量多、夏季散热快,节能效果较好。选择朝向及日照的原则是夏季可以防止太阳辐射和利用自然通风,冬季避开主导风向和获取足够的日照。当然,建筑的设计不仅仅考虑到日照和朝向的问题,还受地形、城市规划、道路、历史文化等多方面因素的制约,只有对这些相关因素进行综合衡量,找到一个平衡点,才能设计出最为理想的节能建筑风格。
三、从细部构造设计入手,有效利用隔热保温、遮阳和自然通风等被动式节能技术,改善建筑室内微环境
1、外墙体的隔热保温与遮阳
目前,我国正提倡新型复合墙体自保温系统和外隔热保温技术,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,但保温性能较差;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:一是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。二是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、屋面隔热保温与遮阳
在夏季,屋面日照时间长,太阳辐射强度大,屋顶外表面温度最高达到60~80℃,顶层室内温度受其影响会提高2~4℃。在冬季,屋顶对外散失热量,又增加了室内的空调热负荷。屋面隔热保温除采用倒置式设计外,蓄水屋面和种植屋面越来越引起人们的重视。①蓄水屋面,就是利用屋面蓄水层蒸发带走太阳辐射热(蓄水层深度一般保持在200mm为宜),从而有效地减弱屋面的传热量和降低屋顶内表面温度(可比一般屋面低2~4℃),具有明显的隔热效果。②种植屋面,是一种生态节能型屋面,不仅能够提高屋面的隔热保温性能,还能增加城市绿地面积,改善城市气候环境。实验数据表明,种植屋面使屋顶外表面最高温度下降32.4℃,内表面最高温度下降2.0℃,具有较好的隔热保温性能。屋面遮阳,主要采用遮阳构架、遮阳百页、膜结构、飘板等,有效遮挡太阳直接辐射屋面,同时也能结合立面造型,创造出有性格的建筑形象。印度建筑师柯里亚就善于利用屋面遮阳构架丰富形体,同时对屋面有良好的遮阳作用。
四、新技术的开发及应用
应用新型材料节能,引进新型建材生产技术、开发生产环保、节能型建筑材料是建材工业发展的必然趋势。按照循环经济的方式,研究发展太阳能光热、光电应用、沼气、风力发电等经济适用技术,推动以节能、节地、节材、节水和环保为核心的绿色建筑的发展。
五、结语
综述,我国建筑能耗在能源总能耗中占有很大部分,建筑行业节能势在必行,而建筑设计是建筑节能的一个重要环节,我们在设计中要从建筑的整体及外部环境、单体设计、细部构造设计、绿化等方面全方位设计,通过应用新型的节能材料、技术,以实现建筑工程的节能减排目的。
参考文献
【1】黄志英.住宅建筑设计中的节能措施应用探析[J].福建建材,2012,31(10):113~114.
【2】马小骁.建筑设计与建筑节能关系的探讨[J].中国科技纵横.2012(5).