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淺談建筑節能設計

來源:期刊VIP網所屬分類:建筑設計時間:瀏覽:

0引言
改革開放以來,中國的經濟出現突飛猛進的發展,人們生活水平日益提高,但是在取得輝煌成就的同時,能源欠缺的問題也日益凸顯,因此能源運用中的節能問題成為人們關注的焦點。另一方面,建筑行業是用能大戶,從可持續發展戰略和能源發展戰略出發,如何在滿足使用者舒適度的基礎上,提高建筑對能源的利用效率,更好地利用自然能源,同時降低對外界熱環境的影響,亦即建筑節能的問題,是當前每1個建筑設計師都需要認真思考的課題。
1建筑節能的定義
建筑節能是指通過采取合理的建筑設計和選用符合節能要求的墻體材料、屋面隔熱材料、門窗、空調等措施,這樣所建造的房屋,與沒有采取節能措施的房屋相比,在保證相同的室內熱舒適環境條件下,它可以提高電能利用效率,減少建筑能耗。
世界上“建筑節能”的概念曾有過不同的含義,自從1973年發生世界性石油危機以后的30年,在發達國家,它的說法已經經歷了3個發展階段:最初就叫“建筑節能”;但不久即改為“在建筑中保持能源”,意思是減少建筑中能量的散失;近來則普遍稱作“提高建筑中的能源利用效率”,也就是說,并不是消極意義上的節省,而是從積極意義上提高利用效率。在中國,現在仍然通稱為建筑節能,但其含義應該進到第三層意思,即在建筑中合理使用和有效利用能源,不斷提高能源利用效率。
2建筑節能技術現狀
  自達爾文的生物進化論出現之后,適者生存的理念便開始不斷地影響著人們的生活與社會的發展。無一例外,它也影響著中國建筑業的發展進程,但不管行業如何發展都需要以技術作為基本前提,建筑節能的推廣普及亦離不開基礎性的技術開發與研究。節能的技術體系應該包括節能的新理論、新標準、新技術、新構造和新工藝等,應涉及建筑節能的設計、施工、評估、維護等環節。
建筑節能作為1門綜合性學科,涉及到建筑、暖通、電氣、建材、環境、檢測、計算機應用等諸多專業內容,是多學科的交叉和結合。假若把節能建筑當作一種特殊的產品,從研發產品的角度出發,節能建筑開發各主要環節的相對獨立,也形成了建筑節能技術推廣普及的障礙。一方面是從建筑節能科研成果到建筑節能產品的轉化、從建筑節能產品的工廠生產到工地和應用都需要經過較多的周折,源于科研、生產、建設等各環節聯系松散。部分地區現在推行的推薦產品、推薦圖集等做法很受建筑師歡迎,但其在產品覆蓋面、普及率以及實際應用上還有較大差距;而另一方面,設計方、施工方不能在第一時間得到最先進的節能產品,更沒有去研究、選擇、試驗新產品、新構造的精力和勇氣。在節能材料施工方面,諸如墻體外保溫的防開裂、限高、貼面磚等一些技術難題的攻關緩慢,由此看來,建筑節能技術開發研究還任重道遠,也需要國家及地方政府在建筑節能技術開發和創新方面加大政策支持力度。
3 建筑節能設計
建筑節能設計是節能建筑開發的1個關鍵環節,因此從國家到各地方、各級主管部門均將節能設計的專項審查作為一個十分重要的環節來抓。我國目前經常用于建筑節能的途徑有以下幾種。
3.1建筑體形系數
建筑體形系數是節能建筑設計特別重視的問題。體形系數,即指建筑物的外表面積與外表面積所包圍的體積之比。建筑體形的變化,直接影響建筑采暖空調的能耗大小。從降低能耗的角度出發,應將體形系數控制在1個較低的水平,但過低的體形系數會壓制建筑設計師的創作靈感,平面布局受到限制,使建筑造型呆板,使用功能不能合理的安排。因此,在具體的設計過程中,須權衡利弊,合理確定建筑造型,凹凸面不要過多,盡可能減少建筑的外圍護面積避免體形變化過多而使體形系數增大,應將體形系數定在一個標準規定的范圍內,以減少建筑能耗。
3.2建筑朝向
建筑朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向,夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約,要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的,因此,只能權衡各個因素之間的得失,找到1個平衡點,選擇出這一地區建筑的最佳朝向和較好朝向,盡量避免東西向日曬。
3.3自然通風
從節能和舒適的角度考慮,自然通風是設計中要注意的1個很重要的問題,良好的自然通風,不僅有利于改善室內的熱舒適程度,而且還可減少空調運行的時間,有利于降低建筑物的實際使用能耗。在建筑設計中平面應避開冬季主導風向,充分利用春、夏、秋季涼爽時段的自然通風,通過被動方式,利用室外氣流帶走室內產生的余熱,從而保證室內的熱舒適性,并縮短空調開啟時間,達到節能的目的。
3.4圍護結構的保溫隔熱
影響建筑能耗最直接的因素是建筑圍護結構的保溫隔熱性能。建筑的圍護結構主要分為外墻、屋頂、門窗和地面。
3.4.1外墻的保溫隔熱性能
由于外墻在整個建筑外包面積中占的比例最大,對建筑能耗的影響也最大。在嚴寒地區冬季室內外溫差達30 ℃~60 ℃以上,墻面傳熱造成的熱損失非常大。因此墻體的保溫隔熱是建筑節能的1個重要部分。外墻外保溫體系可以保護主體結構,延長建筑物使用壽命, 也可以方便地對舊有建筑物進行節能改造,從長遠來看,外保溫的優越性明顯高于其它形式,因此外墻應優先采用外保溫來達到節能目的。
3.4.2屋頂的保溫隔熱性能
屋頂在整個建筑圍護結構中所占的比例雖然遠低于外墻,但對頂層房屋而言,卻是比例最大的圍護結構,其保溫隔熱性能的好壞,直接影響頂層房屋的室內熱環境與建筑能耗。主要節能措施為:a) 采用坡屋頂;b) 加強屋面保溫措施;c) 根據需要,設置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。
3.4.3外窗的保溫隔熱性能
在建筑圍護結構中,與墻體,屋面相比,門窗(包括玻璃幕墻)的熱工性能最差,是影響室內環境與建筑能耗最主要的因素之一。
3.4.4地面的保溫
地面及樓板下方為室外或不采暖房屋時,樓面也應采取保溫措施。地下室外墻及地面的保溫往往是容易被遺忘和忽略的,但事實上它對保溫節能及提高舒適度都有一定的作用,因此應當根據計算選用一定厚度的防水保溫材料對其進行保溫。
3.5單體的節能設計
單體的節能設計,主要是通過對建筑各部分的節能構造設計、建筑內部空間的合理分隔設計,以及一些新型建筑節能材料和設備的設計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環境條件,以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
3.6采暖系統的節能
城市供暖實行城市集中供暖和區域供暖,合理提高鍋爐的負荷,改善鍋爐運行效率,采用管網水平衡技術,以及加強供熱管道保溫,可以大大提高熱效率。
4結語
節能建筑的開發建設不但為人們提供更舒適的生產、生活環境,而且對整個國家的能源安全具有非常重要的意義,有利于從根本上促進能源資源節約和合理利用,緩解中國能源資源供應與經濟社會發展的矛盾;有利于加快發展循環經濟,實現經濟社會的可持續發展;有利于長遠地保障國家能源安全、保護環境、提高人民群眾生活質量、貫徹落實科學發展觀。隨著我國城鎮化建設的快速推進,全面推行建筑節能已勢在必行,建筑節能工作的開展,必將克服建筑節能事業從無到有的重重困難,建筑節能技術必將得到迅速發展。

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