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摘要:近些年来,我国建筑节能结构越来越的社会的广泛关注和重视。因此,本文就建筑结构节能设计展开论述。
关键词:建筑结构;节能设计;重要性
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A
建筑节能就是在规划、设计、建造以及使用过程中,通过使用节能的建筑材料、产品等,同时遵循相关节能的标准,保证整个建筑区能够降低能源消耗,做到科学高效的使用能源。随着能源和资源的日益紧张,同时建筑能耗却不断上升,在社会能源消耗量中占有很大的比重,如果不采取有效措施进行预防和治理,就会个国民经济的发展造成巨大的经济负担。因此,在建筑工程建设中,要采用节能设计,降低建筑能耗。
一、在设计过程中建筑节能的途径
建筑节能要从建筑的各个部位、采暖和制冷等方面进行合理设计,保证建筑物具有较高的节能的性能。
(一)房屋各部位的绝热
对于房屋来说,要做到全面的隔热,就要从以下几个方面做起:
1、在进行屋顶设计时,通常情况下会采用合适的绝热材料和屋顶外侧绝热方式。为了有效避免出现“烘烤”现象,要适当的进行通风换气。
2、对于挂壁的绝热,可以采用墙壁外侧绝热方式,同时要保证外侧的绝热层要有很大的传热热阻,要采取有效措施,避免出现内部结露的问题。
3、在进行地面节能设计过程中,由于地面与其他普通地板相比,在冬季热能量损失较少,比较有利于节能,因此可以采用内侧绝热的方式,为了有效防止地下的湿气进入到房间内,可以设计适当的防潮层。
4、在通常情况下,门窗的绝热会采用以下几种形式:可以采用双层或者三层玻璃的形式;可以安装能够有效反射红外线的玻璃,同时还可以采用以上二者结合的方式。要根据建筑的特点选择合理的窗内材料,满足既需采暖又需制冷建筑的需要,在这种条件下,比较适宜选择吸热玻璃和热反射的中空玻璃。就目前而言,可以采用普通玻璃上贴隔热膜的做法,这样既可以降低成本,用能起到节能的效果。在密封材料的选择上,要有效改变对密封部位只采用单一材料进行密封的做法,应采用在性能上互为补充的多种密封材料在同一部位进行密封,保证接缝的综合性能,还要在建筑节能结构中不断推广三级密封方式。
(二)采暖的节能形式
在进行建筑节能设计过程中,要根据实际情况,尽可能的利用各种方法和条件使阳光的辐射热进入室内,采取缩小温差、导热面积、系数以及增加材料厚度等措施防止热辐射损失情况的出现,要从风势、位置、缝隙以及冷风等方面来有效抑制对流热损失,通过建构合理建筑造型和选择适合的材料达到蓄热的效果。
(二)制冷的节能途径
在进行建筑设计过程中,要充分利用一切措施和条件防止热辐射进入到室内,具体包括以下方法,要尽量从建筑表面和开口部位以及部位内的来有效一只热辐射进入到室内,还要防止地面产生不同程度的反射和二次辐射有效抑制传热,要采取有效措施有效的避免对流热量增加室内的温度,可以利用自然风或者设置排气孔促进相互之间的对流,起到散热的作用。
(三)照明设备的节能
照明的节能关键节点,主要是降低损耗,要求消耗最低的能源,达到最理想的照明效果。在设计过程中,可以采用以下几种方式实现照明设备的节能:要提高建筑部位和室内物体的光度反射的系数,有效控制光能量的损失,保证光照设备的照度分布均匀。同时还要注意建筑物的位置超限,在设计过程中,要最大程度保证建筑能够受到光照;还要考虑到反射的情况,主要包括反射系数、条件和方向等,可以采用天窗和建筑上层的光亮,也可以实现节能的效果。
二、节能设计在建筑结构中的应用
(一)平面设计。第一,从建筑平面设计形状上看,在通常情况下,要尽可能减小围护结构的面积,因为不同面积的热损耗量差别很大,在设计过程中,要注意整个围护结构的面积和建筑体积的比例。第二,从建筑的长度和宽度方面讲,根据大量的实际经验和数据证明,适当增加建筑结构的长度和宽度可以有效的节能;第三,从建筑幢深情况来看,尤其对于单幢建筑来说,在层数相同的情况下,随着幢深的不断增加,建筑的热能消耗指标会比较明显的降低;第四,从建筑平面布局来看,对建筑节能产生了巨大的影响。在设计过程中,可以根据不同的热环境需要,进行科学合理的分区,将热量环境质量需求相近的房屋进行集中的安排和设置,这样可以有效的对不同区域进行合理的控制和管理,从而有效的利用太阳辐射,保证室内达到设计的温度,还可以减少供热能耗。要根据实际情况,在热环境与温度很低的空间中,设计各种形式的温度阻尼区,这样就可以减少外墙的传热损失和冷风的渗透,尤其适用于比较寒冷的冬季。
(二)建筑体型的节能设计
在进行节能设计过程中,要保证阳面墙最大限度吸收的辐射量,要尽量大于向外损失的热量,用于补偿建筑物的净负荷,因此,在设计过程中要考虑到以下因素:从体型系数上看,体型系数就是建筑物与大气的的接触的表面积与建筑的体积比,其中不包括地面。体形系数与单位建筑空间所承担的热损失面积成正比,因此,要采取有效措施,合理控制建筑屋的体积,降低建筑物体型系数,要选择最佳的低能耗体型。
(三)建筑规划的节能设计
首先,要注意建筑物的朝向与节能的关系,既要保证不影响采光,又要保证建筑的节能。还要处理好建筑物相互之间的间距,要保证建筑物在采暖季节不会受到其他建筑物的遮挡,根据建筑物的瞬时阴影长度,作为建筑物间距的参考。在当前用地十分紧张的情况下,要保证在建筑密度合理的情况下,采用节能技术;在一般情况下采用适当缩短南墙面时间的方式,还可以采用退层处理和降低层高的方法,适当的缩小建筑物之间的距离,科学合理的提高建筑物密度。
(四)窗户的节能设计
1、窗墙与玻璃及墙面朝向相比,对节能产生的影响更大,在南向窗户的窗墙比例增加时,单层窗节能率下降,而双层钢窗却上升这说明南向双层窗的辐射得热量大于窗的热耗而使南向窗成为得热构件。东向和北向的单层窗节能率随窗墙比增加而下降,而双层窗也随窗墙比的增加而略有增加。因此,要根据不同地区不同气候条件对窗户进行节能设计。在设计过程中,在进行窗墙比的设计上,应注意区分朝向。对南向窗户,在选择合适层数及采取有效措施减少热耗的前提下可适当增加窗户面积,充分利用太阳辐射热;而对其他朝向的窗户,应在满足居室采光环境质量要求的条件下,要尽量减少窗户面积。
2、改进窗户热工性能的措施:首先要加强窗户的气密性,可以采用气密条,还应提高窗户的规格、尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量;其次,要有效提高建筑镶嵌部分的保温能力,其主要方法是设法增加其空间层数和提高镶嵌材料对红外线的反射能力以改善其保温性能;最后,对窗框部分加强保温。要对窗框进行断热处理可以利用空腹钢窗内的空气间层,另外,还可以选用导热系数较小的塑料窗框降低能耗。
三、结语
综上所述,建筑节能设计在降低建筑能量损耗方面发挥了重要的作用,保证利用最少的能源实现最大的社会效益和经济效益,在进行节能设计过程中,要不断总结经验,引进新技术、新工艺和先材料,不断提高建筑节能的建筑水平,从而真正做到节约能源的目的,努力建立节约型社会。
参考文献:
[1] 张海滨.寒冷地区居住建筑体型设计参数与建筑节能的定量关系研究[D].天津大学 2012
[2] 任俊,刘加平.居住建筑节能设计计算与评价EHTV法研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版).2004(02)
[3] 杨秀,张声远,齐晔,江亿.建筑节能设计标准与节能量估算[J].城市发展研究. 2011(10)
[4] 鲍学芳.居住建筑节能设计研究[D].合肥工业大学 2001
[5] 楊玉兰.居住建筑节能评价与建筑能效标识研究[D]. 重庆大学 2009
关键词:建筑结构;节能设计;重要性
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A
建筑节能就是在规划、设计、建造以及使用过程中,通过使用节能的建筑材料、产品等,同时遵循相关节能的标准,保证整个建筑区能够降低能源消耗,做到科学高效的使用能源。随着能源和资源的日益紧张,同时建筑能耗却不断上升,在社会能源消耗量中占有很大的比重,如果不采取有效措施进行预防和治理,就会个国民经济的发展造成巨大的经济负担。因此,在建筑工程建设中,要采用节能设计,降低建筑能耗。
一、在设计过程中建筑节能的途径
建筑节能要从建筑的各个部位、采暖和制冷等方面进行合理设计,保证建筑物具有较高的节能的性能。
(一)房屋各部位的绝热
对于房屋来说,要做到全面的隔热,就要从以下几个方面做起:
1、在进行屋顶设计时,通常情况下会采用合适的绝热材料和屋顶外侧绝热方式。为了有效避免出现“烘烤”现象,要适当的进行通风换气。
2、对于挂壁的绝热,可以采用墙壁外侧绝热方式,同时要保证外侧的绝热层要有很大的传热热阻,要采取有效措施,避免出现内部结露的问题。
3、在进行地面节能设计过程中,由于地面与其他普通地板相比,在冬季热能量损失较少,比较有利于节能,因此可以采用内侧绝热的方式,为了有效防止地下的湿气进入到房间内,可以设计适当的防潮层。
4、在通常情况下,门窗的绝热会采用以下几种形式:可以采用双层或者三层玻璃的形式;可以安装能够有效反射红外线的玻璃,同时还可以采用以上二者结合的方式。要根据建筑的特点选择合理的窗内材料,满足既需采暖又需制冷建筑的需要,在这种条件下,比较适宜选择吸热玻璃和热反射的中空玻璃。就目前而言,可以采用普通玻璃上贴隔热膜的做法,这样既可以降低成本,用能起到节能的效果。在密封材料的选择上,要有效改变对密封部位只采用单一材料进行密封的做法,应采用在性能上互为补充的多种密封材料在同一部位进行密封,保证接缝的综合性能,还要在建筑节能结构中不断推广三级密封方式。
(二)采暖的节能形式
在进行建筑节能设计过程中,要根据实际情况,尽可能的利用各种方法和条件使阳光的辐射热进入室内,采取缩小温差、导热面积、系数以及增加材料厚度等措施防止热辐射损失情况的出现,要从风势、位置、缝隙以及冷风等方面来有效抑制对流热损失,通过建构合理建筑造型和选择适合的材料达到蓄热的效果。
(二)制冷的节能途径
在进行建筑设计过程中,要充分利用一切措施和条件防止热辐射进入到室内,具体包括以下方法,要尽量从建筑表面和开口部位以及部位内的来有效一只热辐射进入到室内,还要防止地面产生不同程度的反射和二次辐射有效抑制传热,要采取有效措施有效的避免对流热量增加室内的温度,可以利用自然风或者设置排气孔促进相互之间的对流,起到散热的作用。
(三)照明设备的节能
照明的节能关键节点,主要是降低损耗,要求消耗最低的能源,达到最理想的照明效果。在设计过程中,可以采用以下几种方式实现照明设备的节能:要提高建筑部位和室内物体的光度反射的系数,有效控制光能量的损失,保证光照设备的照度分布均匀。同时还要注意建筑物的位置超限,在设计过程中,要最大程度保证建筑能够受到光照;还要考虑到反射的情况,主要包括反射系数、条件和方向等,可以采用天窗和建筑上层的光亮,也可以实现节能的效果。
二、节能设计在建筑结构中的应用
(一)平面设计。第一,从建筑平面设计形状上看,在通常情况下,要尽可能减小围护结构的面积,因为不同面积的热损耗量差别很大,在设计过程中,要注意整个围护结构的面积和建筑体积的比例。第二,从建筑的长度和宽度方面讲,根据大量的实际经验和数据证明,适当增加建筑结构的长度和宽度可以有效的节能;第三,从建筑幢深情况来看,尤其对于单幢建筑来说,在层数相同的情况下,随着幢深的不断增加,建筑的热能消耗指标会比较明显的降低;第四,从建筑平面布局来看,对建筑节能产生了巨大的影响。在设计过程中,可以根据不同的热环境需要,进行科学合理的分区,将热量环境质量需求相近的房屋进行集中的安排和设置,这样可以有效的对不同区域进行合理的控制和管理,从而有效的利用太阳辐射,保证室内达到设计的温度,还可以减少供热能耗。要根据实际情况,在热环境与温度很低的空间中,设计各种形式的温度阻尼区,这样就可以减少外墙的传热损失和冷风的渗透,尤其适用于比较寒冷的冬季。
(二)建筑体型的节能设计
在进行节能设计过程中,要保证阳面墙最大限度吸收的辐射量,要尽量大于向外损失的热量,用于补偿建筑物的净负荷,因此,在设计过程中要考虑到以下因素:从体型系数上看,体型系数就是建筑物与大气的的接触的表面积与建筑的体积比,其中不包括地面。体形系数与单位建筑空间所承担的热损失面积成正比,因此,要采取有效措施,合理控制建筑屋的体积,降低建筑物体型系数,要选择最佳的低能耗体型。
(三)建筑规划的节能设计
首先,要注意建筑物的朝向与节能的关系,既要保证不影响采光,又要保证建筑的节能。还要处理好建筑物相互之间的间距,要保证建筑物在采暖季节不会受到其他建筑物的遮挡,根据建筑物的瞬时阴影长度,作为建筑物间距的参考。在当前用地十分紧张的情况下,要保证在建筑密度合理的情况下,采用节能技术;在一般情况下采用适当缩短南墙面时间的方式,还可以采用退层处理和降低层高的方法,适当的缩小建筑物之间的距离,科学合理的提高建筑物密度。
(四)窗户的节能设计
1、窗墙与玻璃及墙面朝向相比,对节能产生的影响更大,在南向窗户的窗墙比例增加时,单层窗节能率下降,而双层钢窗却上升这说明南向双层窗的辐射得热量大于窗的热耗而使南向窗成为得热构件。东向和北向的单层窗节能率随窗墙比增加而下降,而双层窗也随窗墙比的增加而略有增加。因此,要根据不同地区不同气候条件对窗户进行节能设计。在设计过程中,在进行窗墙比的设计上,应注意区分朝向。对南向窗户,在选择合适层数及采取有效措施减少热耗的前提下可适当增加窗户面积,充分利用太阳辐射热;而对其他朝向的窗户,应在满足居室采光环境质量要求的条件下,要尽量减少窗户面积。
2、改进窗户热工性能的措施:首先要加强窗户的气密性,可以采用气密条,还应提高窗户的规格、尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量;其次,要有效提高建筑镶嵌部分的保温能力,其主要方法是设法增加其空间层数和提高镶嵌材料对红外线的反射能力以改善其保温性能;最后,对窗框部分加强保温。要对窗框进行断热处理可以利用空腹钢窗内的空气间层,另外,还可以选用导热系数较小的塑料窗框降低能耗。
三、结语
综上所述,建筑节能设计在降低建筑能量损耗方面发挥了重要的作用,保证利用最少的能源实现最大的社会效益和经济效益,在进行节能设计过程中,要不断总结经验,引进新技术、新工艺和先材料,不断提高建筑节能的建筑水平,从而真正做到节约能源的目的,努力建立节约型社会。
参考文献:
[1] 张海滨.寒冷地区居住建筑体型设计参数与建筑节能的定量关系研究[D].天津大学 2012
[2] 任俊,刘加平.居住建筑节能设计计算与评价EHTV法研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版).2004(02)
[3] 杨秀,张声远,齐晔,江亿.建筑节能设计标准与节能量估算[J].城市发展研究. 2011(10)
[4] 鲍学芳.居住建筑节能设计研究[D].合肥工业大学 2001
[5] 楊玉兰.居住建筑节能评价与建筑能效标识研究[D]. 重庆大学 2009