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摘要:节能建筑主要是根据建筑采暖、制冷、电力等方面的能源使用情况来划定的,侧重于物理学的角度。低碳则是一个比较“时尚”的概念,它和节能建筑有着相同的内涵。本文探讨了节能建筑设计的重要性以及措施。
关键词:节能、建筑、设计、措施
中图分类号:TE08 文献标识码:A
建筑是消耗自然资源最大的形体,低碳节能环保是现代建筑的主旋律。其设计上的难度并非想象中那么复杂,只要认真分析当地的具体情况,综合考虑气候条件、自然条件、资源条件、经济条件和文化条件等因素,来确定当地的节能建筑标准,节能方案必然是实际且可行的。
一、节能建筑设计的重要性
1、有利于我国经济快速稳定发展
我国是一个能耗大国,能耗消费总量排在世界第二。而我国人口众多,能源资源相对缺乏,人均能源占有量仅为世界平均水平的40%。我国的建筑能耗已占到全社会总能耗的30%左右。在目前我国能源形势相当严峻,在今后的长时期内也将难以缓解的状况下,节约能源已是刻不容缓。如果再不节约能源,将严重制约我国的经济和社会发展。因此,为了使国民经济持续、稳定、协调发展,提高环境质量,必须节约使用能源,逐步扭转能源浪费严重的局面。
2、 降低建筑对环境污染
在现在的建筑中,大多数消耗的能源主要来源于煤炭。然而煤会向大气中排放大量的污染,如浮尘颗粒以及有害有毒气体。不仅威胁周边人类的身体健康,而且还会对环境造成长期严重的污染。长此下去,会给人类的生存环境构成极大的威胁。目前,由于经济的快速发展,居民空调的拥有量也呈直线上升的趋势。而空调所排放大量二氧化碳、氮氧化合物等有害气体都会给大气造成严重的污染,破坏生态的平衡。
3、 注重质量,降低成本
新世纪以来,我国国民经济持快速稳定有序的发展,国民的生活水平也得到极大地提高,追求舒适健康卫生的居住环境,是现阶段人民所迫切需要的。节能建筑由于采用了成套的节能设计技术措施,极大的改善了建筑热环境下的使用质量。并提高了供热系统的热效率,既节约了能源,又降低了房屋的使用成本,使住房真正变成一种享受。
二、节能建筑设计的措施
1、整体及外部环境的节能设计
(1) 合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
(2) 合理的外部环境设计
在建筑选址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境。主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被。既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境。如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
(3)合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素。建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约。要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的。因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2、门窗设计
建筑物门窗设计时需保室证内有良好的自然通风、自然采光。以满足此两项为限,窗户不应开的过大,大面积的开窗, 导致冬季室内热量流失过快,夏季房间接受的太阳辐射热又会大大增加,不利于保温、隔热。为了保持室内舒适的温度,耗费能量也随之增大,从而造成能源大量浪费。当立面造型需要开大窗户时,首先从玻璃上考虑节能要求。通常用的为普通塑钢中空玻璃,空气层厚度一般为10mm 厚或者12mm 厚,最薄厚度达到9mm 厚才能起到节能作用。空气层厚度应控制在9mm 至12mm之间为宜。然而由于普通塑钢中空玻璃的传热系数偏大,往往大面积的开窗使用它,达不到节能要求。这种情况下就需要考虑传热系数小的玻璃。低辐射中空玻璃传热系数要比普通塑钢中空玻璃小得多,普通塑钢中空玻璃传热系数一般为2.7 到2.8 W/(㎡.K),而低辐射中空玻璃可以达到2.0W/(㎡.K),保温、隔热性能更具优势。因此大面积开窗时,我们可选用低辐射中空玻璃。此外,设计的窗户也应有良好的气密闭性能,气密性等级不应低于国家要求标准——— 一般是 1- 6 层为 4 级,7 层以上为 6 级。另外,窗户的遮阳问题也不可忽视。窗的综合遮阳系数包括窗本身的遮阳系数和玻璃的遮阳系数。就寒冷地区而言,南向外窗,东、西向外窗上宜设置水平遮阳或活动遮阳。在开窗形式上居住建筑不宜开设凸窗,当设置时不应凸出外墙面400mm。
3、 环保节能材料应用
(1) 给水材料
从水质保证的角度分析,为什么自来水公司生产出的生活饮用水是合乎标准的,但终端饮用水的质量却难以保障呢?这主要是传统的管道系统多采用金属管材,而金属管材特性有四大致命弱点:易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢。这就使得二次污染的问题长期未得到解决。这些受污染的自来水中携带的细菌像无影的杀手,时时威胁着人类的健康。所以我们应该全面推广使用以塑料管为主体的优质绿色管材料,从根本上解决自来水管理系统中的二次污染问题。而且绿色管材的运用还能相应节省金属的耗费,做到既环保又节能。
(2) 装饰材料
不同的装饰材料对能源的消耗不同。一间贴着深色墙纸的房间,需要的照明用电是同样大小贴着浅色墙纸房间的两倍。房间里灯具的选择同样可达到效果节能效果。首先,客厅等较大的房间使用多角度的装饰灯具,保证房间的各个部分都达到照明度;其次,大量使用节能灯具,可以根据自然光线的强弱调节灯的亮度;再次,鼓励住房用户使用多种规格的灯泡。不同材料对能源的利用也是不同的,应尽量选用绿色环境节能材料来建造人类家园。
(3)维护材料
我国民用建筑的外墙围护热能损失量是发达国家的几倍甚至十几倍,我国每年建成的城镇住宅达5 亿㎡以上,如外墙围护面积按1/1.2 计算,即需要建筑外墙维护6亿㎡,所以解决外墙维护热能损耗的问题是当务之急。现在新型的建筑环保节能材料如中空玻璃、倒置式隔热保温屋面、保温砂浆、外墙挤塑板等新产品可以大大提高建筑的保温性能,改善建筑热工环境,我们应该大力推广使用。
(4) 开发新的节能能源代替电力
节能灯的运用缓解了部分电力紧张的现象,但每逢夏季,我国南部地区的电力仍是不足。如果建筑住宅在设计初级阶段就将燃气作为电力能源的补充也考虑进去,则将会节省很大电力。由于液化天然气安全、清洁、价格相对便宜而成为燃气空调的首选能源。随着液化天然气工程的引入,我国许多地方都将具备运用这种环保能源的条件。
4、太阳能的利用
我国大部分地区都具有较好的太阳能资源,这为在建筑中充分利用太阳能这种绿色的清沽资源、减少建筑能耗,提供了资源保證。太阳能的利用方式主要分为两种:主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑。主动式太阳能建筑指的是需要辅助资源配合的太阳能使用系统的建筑。在这种系统里面,光电系统是研究较多的对象,但它的能量转换效率较低且费用过高。所以如果大批量地使用还需要进一步研究。被动式太阳能建筑是指在阳面使用储蓄热质、阳光房来吸收储备热量进而利用的一种形式,目前应用便捷广泛。
总之,节能建筑首先应该坚持“ 以人为本” , 坚持可持续发展,节约资源、 减少污染、 尊重自然、保护生态。 设计出良好的建筑形态与自然环境和谐共存。为人类创造健康安全、舒适、高效和经济的人性化生存环境。
参考文献:
[1 ]李洁涛.《浅谈住宅建筑节能设计》[J].建材与装饰:上旬.市场营销,2010(2)
[2 ]肖如刚.《现代住宅建筑节能设计需关注的几个问题》[J].中国科技博览,2010.4
[3] 陈大昆、邹 宁.《基于现代住宅建筑设计中的节能处理分析探讨》[J].中外建筑,2010(2)
关键词:节能、建筑、设计、措施
中图分类号:TE08 文献标识码:A
建筑是消耗自然资源最大的形体,低碳节能环保是现代建筑的主旋律。其设计上的难度并非想象中那么复杂,只要认真分析当地的具体情况,综合考虑气候条件、自然条件、资源条件、经济条件和文化条件等因素,来确定当地的节能建筑标准,节能方案必然是实际且可行的。
一、节能建筑设计的重要性
1、有利于我国经济快速稳定发展
我国是一个能耗大国,能耗消费总量排在世界第二。而我国人口众多,能源资源相对缺乏,人均能源占有量仅为世界平均水平的40%。我国的建筑能耗已占到全社会总能耗的30%左右。在目前我国能源形势相当严峻,在今后的长时期内也将难以缓解的状况下,节约能源已是刻不容缓。如果再不节约能源,将严重制约我国的经济和社会发展。因此,为了使国民经济持续、稳定、协调发展,提高环境质量,必须节约使用能源,逐步扭转能源浪费严重的局面。
2、 降低建筑对环境污染
在现在的建筑中,大多数消耗的能源主要来源于煤炭。然而煤会向大气中排放大量的污染,如浮尘颗粒以及有害有毒气体。不仅威胁周边人类的身体健康,而且还会对环境造成长期严重的污染。长此下去,会给人类的生存环境构成极大的威胁。目前,由于经济的快速发展,居民空调的拥有量也呈直线上升的趋势。而空调所排放大量二氧化碳、氮氧化合物等有害气体都会给大气造成严重的污染,破坏生态的平衡。
3、 注重质量,降低成本
新世纪以来,我国国民经济持快速稳定有序的发展,国民的生活水平也得到极大地提高,追求舒适健康卫生的居住环境,是现阶段人民所迫切需要的。节能建筑由于采用了成套的节能设计技术措施,极大的改善了建筑热环境下的使用质量。并提高了供热系统的热效率,既节约了能源,又降低了房屋的使用成本,使住房真正变成一种享受。
二、节能建筑设计的措施
1、整体及外部环境的节能设计
(1) 合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
(2) 合理的外部环境设计
在建筑选址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境。主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被。既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境。如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
(3)合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素。建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约。要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的。因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2、门窗设计
建筑物门窗设计时需保室证内有良好的自然通风、自然采光。以满足此两项为限,窗户不应开的过大,大面积的开窗, 导致冬季室内热量流失过快,夏季房间接受的太阳辐射热又会大大增加,不利于保温、隔热。为了保持室内舒适的温度,耗费能量也随之增大,从而造成能源大量浪费。当立面造型需要开大窗户时,首先从玻璃上考虑节能要求。通常用的为普通塑钢中空玻璃,空气层厚度一般为10mm 厚或者12mm 厚,最薄厚度达到9mm 厚才能起到节能作用。空气层厚度应控制在9mm 至12mm之间为宜。然而由于普通塑钢中空玻璃的传热系数偏大,往往大面积的开窗使用它,达不到节能要求。这种情况下就需要考虑传热系数小的玻璃。低辐射中空玻璃传热系数要比普通塑钢中空玻璃小得多,普通塑钢中空玻璃传热系数一般为2.7 到2.8 W/(㎡.K),而低辐射中空玻璃可以达到2.0W/(㎡.K),保温、隔热性能更具优势。因此大面积开窗时,我们可选用低辐射中空玻璃。此外,设计的窗户也应有良好的气密闭性能,气密性等级不应低于国家要求标准——— 一般是 1- 6 层为 4 级,7 层以上为 6 级。另外,窗户的遮阳问题也不可忽视。窗的综合遮阳系数包括窗本身的遮阳系数和玻璃的遮阳系数。就寒冷地区而言,南向外窗,东、西向外窗上宜设置水平遮阳或活动遮阳。在开窗形式上居住建筑不宜开设凸窗,当设置时不应凸出外墙面400mm。
3、 环保节能材料应用
(1) 给水材料
从水质保证的角度分析,为什么自来水公司生产出的生活饮用水是合乎标准的,但终端饮用水的质量却难以保障呢?这主要是传统的管道系统多采用金属管材,而金属管材特性有四大致命弱点:易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢。这就使得二次污染的问题长期未得到解决。这些受污染的自来水中携带的细菌像无影的杀手,时时威胁着人类的健康。所以我们应该全面推广使用以塑料管为主体的优质绿色管材料,从根本上解决自来水管理系统中的二次污染问题。而且绿色管材的运用还能相应节省金属的耗费,做到既环保又节能。
(2) 装饰材料
不同的装饰材料对能源的消耗不同。一间贴着深色墙纸的房间,需要的照明用电是同样大小贴着浅色墙纸房间的两倍。房间里灯具的选择同样可达到效果节能效果。首先,客厅等较大的房间使用多角度的装饰灯具,保证房间的各个部分都达到照明度;其次,大量使用节能灯具,可以根据自然光线的强弱调节灯的亮度;再次,鼓励住房用户使用多种规格的灯泡。不同材料对能源的利用也是不同的,应尽量选用绿色环境节能材料来建造人类家园。
(3)维护材料
我国民用建筑的外墙围护热能损失量是发达国家的几倍甚至十几倍,我国每年建成的城镇住宅达5 亿㎡以上,如外墙围护面积按1/1.2 计算,即需要建筑外墙维护6亿㎡,所以解决外墙维护热能损耗的问题是当务之急。现在新型的建筑环保节能材料如中空玻璃、倒置式隔热保温屋面、保温砂浆、外墙挤塑板等新产品可以大大提高建筑的保温性能,改善建筑热工环境,我们应该大力推广使用。
(4) 开发新的节能能源代替电力
节能灯的运用缓解了部分电力紧张的现象,但每逢夏季,我国南部地区的电力仍是不足。如果建筑住宅在设计初级阶段就将燃气作为电力能源的补充也考虑进去,则将会节省很大电力。由于液化天然气安全、清洁、价格相对便宜而成为燃气空调的首选能源。随着液化天然气工程的引入,我国许多地方都将具备运用这种环保能源的条件。
4、太阳能的利用
我国大部分地区都具有较好的太阳能资源,这为在建筑中充分利用太阳能这种绿色的清沽资源、减少建筑能耗,提供了资源保證。太阳能的利用方式主要分为两种:主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑。主动式太阳能建筑指的是需要辅助资源配合的太阳能使用系统的建筑。在这种系统里面,光电系统是研究较多的对象,但它的能量转换效率较低且费用过高。所以如果大批量地使用还需要进一步研究。被动式太阳能建筑是指在阳面使用储蓄热质、阳光房来吸收储备热量进而利用的一种形式,目前应用便捷广泛。
总之,节能建筑首先应该坚持“ 以人为本” , 坚持可持续发展,节约资源、 减少污染、 尊重自然、保护生态。 设计出良好的建筑形态与自然环境和谐共存。为人类创造健康安全、舒适、高效和经济的人性化生存环境。
参考文献:
[1 ]李洁涛.《浅谈住宅建筑节能设计》[J].建材与装饰:上旬.市场营销,2010(2)
[2 ]肖如刚.《现代住宅建筑节能设计需关注的几个问题》[J].中国科技博览,2010.4
[3] 陈大昆、邹 宁.《基于现代住宅建筑设计中的节能处理分析探讨》[J].中外建筑,2010(2)