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來(lái)源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:建筑設(shè)計(jì)時(shí)間:瀏覽:次
一、前言
在我國(guó),建筑能耗占總能耗的27%以上,每年還在以1個(gè)百分點(diǎn)的速度增加,而現(xiàn)代住宅建筑數(shù)量非常龐大,從節(jié)能設(shè)計(jì)的角度有效控制其能量的消耗,節(jié)約使用能源,成為設(shè)計(jì)工作的重要環(huán)節(jié)。采用改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫和隔熱性能,提高采暖、空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備及系統(tǒng)的能效,充分利用自然通風(fēng)、余熱回收、太陽(yáng)能資源等措施,在保證相同的室內(nèi)環(huán)境舒適參數(shù)的條件下,有效降低供熱、通風(fēng)、空調(diào)的消耗量,是節(jié)能的有效方法。因此,現(xiàn)代住宅建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)從建筑平面布置及體型系數(shù)、墻體等外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、外門窗構(gòu)造、太陽(yáng)能利用等方面采取合適、合理的設(shè)計(jì)構(gòu)造措施,做到既保證室內(nèi)環(huán)境舒適,又最大限度控制能量流失,從而確保實(shí)現(xiàn)建筑物的使用要求和節(jié)能效果。
二 節(jié)能設(shè)計(jì)思路
(一)建造內(nèi)保溫復(fù)合節(jié)能墻體
復(fù)合節(jié)能墻體通常由絕熱材料與傳統(tǒng)墻體材料或某些新型墻體材料復(fù)合而成。如果絕熱材料復(fù)合在建筑物外墻的內(nèi)側(cè),則稱為內(nèi)保溫復(fù)合墻體。
1.墻體結(jié)構(gòu)層:系指混凝土現(xiàn)澆或預(yù)制品的外墻,內(nèi)澆外砌或磚混結(jié)構(gòu)的外磚墻。以及諸如承重多孔磚外墻等其他承重外墻。
2.空氣層:空氣在0℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為0024VV/(m·k)。在25℃±5℃時(shí)為00256W/(m·k),即使在200℃的情況下仍有00:384 W/(m·k)。由此可見(jiàn),空氣也是一種優(yōu)良的保溫材料。因此,在建筑物中常用材料圍成的空氣隔離層,不但可以保溫隔熱。而且具有切斷液態(tài)水份的毛細(xì)滲透、防止保溫材料受潮的功能,因?yàn)橐话阃鈧?cè)墻有吸水能力,而其內(nèi)表面常因溫度低而出現(xiàn)的冷凝水。可被結(jié)構(gòu)材料吸入且不斷向室外轉(zhuǎn)移和散發(fā)。
3.保溫隔熱層:這是節(jié)能墻體的主要功能部分,常用絕熱材料可分為有機(jī)、無(wú)機(jī) 金屬等三大類。出于導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強(qiáng)度、蒸汽滲透率、燃燒性能等方面的考慮。此處選用擠塑型聚苯板(XPS)為保溫材料。
4.保護(hù)層:主要功能是防止保溫層受破壞,并阻止室內(nèi)水蒸汽侵入保溫層。出于防火、抗沖擊和環(huán)保等方面的考慮,宜選用A級(jí)無(wú)機(jī)防火板為保護(hù)層材料。
5.飾面層:由于A級(jí)無(wú)機(jī)防火板具有優(yōu)良的表面親和特性,所以各種飾面材料均可使用,選用的內(nèi)墻涂料和粘貼瓷磚都有良好的效果。
結(jié)合各地的氣候和地理環(huán)境,借鑒各方面成功和失敗的經(jīng)驗(yàn),在優(yōu)化組合的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的墻體內(nèi)保溫板,具有保溫、隔熱、隔音、防潮 抗沖擊、抗震、呼吸等功能,已在工程中應(yīng)用。
(二)改善門窗性能
外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。其節(jié)能措施有:
1、控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JGJ26-1995《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)》對(duì)不同朝向的住宅窗墻比做了嚴(yán)格的規(guī)定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過(guò)20%、30%、35%”。
2、提高住宅外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。如設(shè)置泡沫塑料密封條,使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。
3、改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽(yáng)臺(tái)門應(yīng)結(jié)合防火、防盜要求,在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗,這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋,可設(shè)置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長(zhǎng)度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴(kuò)大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減少可開(kāi)啟的窗扇面積,適當(dāng)增加固定玻璃及固定窗扇的面積。
4、設(shè)置“溫度阻尼區(qū)”。所謂溫度阻尼區(qū)就是在室內(nèi)與室外之間設(shè)有一中間層次,這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風(fēng)的直接滲透,減少外墻、外窗的熱耗損。在住宅中,將北陽(yáng)臺(tái)的外門、窗全部用密封陽(yáng)臺(tái)封閉起來(lái),外門設(shè)防風(fēng)門斗,防止冷風(fēng)倒灌,樓梯間設(shè)計(jì)成封閉式的,對(duì)屋頂上人孔進(jìn)行封閉處理等措施均能收到良好的節(jié)能效果。
(三)使用節(jié)能的綠色建筑材料
建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能直接關(guān)系到室內(nèi)環(huán)境的熱穩(wěn)定性和舒適性,對(duì)降低建筑能耗起著至關(guān)重要的作用。國(guó)內(nèi)目前通行的做法是在外維護(hù)結(jié)構(gòu)完成后再在上面附加保溫層,以改善熱工性能。這種方法雖然可以達(dá)到一定的效果,但各種高效保溫材料價(jià)格不菲,而且其生產(chǎn)加工過(guò)程也會(huì)大量消耗各種能源。因此,建筑節(jié)能不應(yīng)當(dāng)只著眼于建筑建成后在使用過(guò)程中的能耗,還應(yīng)當(dāng)從整體系統(tǒng)的觀念出發(fā),關(guān)注建筑全壽命周期的能源消耗。從這個(gè)角度出發(fā),建筑材料就不但要有出色的保溫隔熱性能,其加工生產(chǎn)過(guò)程也應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單易行,節(jié)省能源。
(四)充分利用太陽(yáng)能資源
太陽(yáng)能作為一種天然的潔凈能源,也是居住建筑設(shè)計(jì)上廣泛推廣的節(jié)能設(shè)計(jì)之一。從近年來(lái)的能源使用和發(fā)展情況來(lái)看,煤、電、油的供應(yīng)緊張已經(jīng)不容忽視,太陽(yáng)能應(yīng)該由“補(bǔ)充能源”向“替代能源”發(fā)展。特別是太陽(yáng)能熱水器經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展,產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)技術(shù)日臻成熟,越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。另外,從使用效果和居衛(wèi)的淋浴費(fèi)用和投資回收周期來(lái)看, 太陽(yáng)能熱水器也具有較大的成本優(yōu)勢(shì)。然而由于各方面原因,目前太陽(yáng)能熱水器仍以一家一戶的零散安裝使用方法為主,存在破壞建筑結(jié)構(gòu)、熱水溫度不穩(wěn)定等因素。要解決這些問(wèn)題就必須將太陽(yáng)能利用裝置納入到建筑設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)中,在設(shè)計(jì)時(shí)將太陽(yáng)能熱水器設(shè)備納入到建筑設(shè)計(jì)之中預(yù)留太陽(yáng)能設(shè)置位置,特別是在廚房衛(wèi)生間內(nèi)。如果太陽(yáng)能熱水器能夠充分加以推廣應(yīng)用,就可以大大節(jié)省常規(guī)能源,也是建筑節(jié)能的發(fā)展方向
三、住宅建筑區(qū)域的綠化設(shè)計(jì)與應(yīng)用
(一)、綠地布局
一般來(lái)講,住宅建筑綠化設(shè)計(jì)會(huì)形成一個(gè)以中心綠地為核心,道路綠化為網(wǎng)絡(luò),宅旁綠地、組團(tuán)綠地、小游園相結(jié)合的綠地系統(tǒng)。在住宅建筑的綠地布局設(shè)計(jì)中應(yīng)注意與城市綠地系統(tǒng)銜接,融入到城市綠地。綠地布局應(yīng)注意與住宅建筑道路、建筑布局相結(jié)合,以有利于通風(fēng)氣流風(fēng)的引導(dǎo),改善通風(fēng)條件。綠化可以有效改善局部為氣候環(huán)境,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,草地和瀝青地面的表面溫度差,可達(dá)到14℃以上,在兩種不同的地表面微氣候區(qū)(30~120cm)高度內(nèi)的溫度差也可達(dá)到5℃左右。在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能提高綠地率,使住宅盡量接近綠化區(qū)。鋪裝場(chǎng)地上盡可能多種植樹(shù)木,避免鋪裝地面直接暴露在陽(yáng)光下,以降低地表溫度,減少陽(yáng)光反射。
(二)、建筑綠化植物的配置
住宅建筑內(nèi)的植物配置應(yīng)將草坪、灌木叢,喬木合理搭配,形成多層次的豎向立體綠化布置形式。植物配置主要考慮遮陽(yáng)效果,盡量削弱夏季太陽(yáng)輻射對(duì)建筑的熱作用,又不影響冬季太陽(yáng)輻射和全年自然采光,同時(shí)還要兼顧通風(fēng)、采光效果。住宅南側(cè)宜以高大的落葉喬木為主,夏季枝葉茂盛、干高冠大,能夠有效遮蔭,冬季落葉,可以爭(zhēng)取較多的陽(yáng)光;北側(cè)宜以耐蔭常綠喬木為主,喬灌木結(jié)合,形成綠化屏障,以減弱冬季的寒風(fēng)的侵襲。住宅的東西山墻選用爬墻植物進(jìn)行垂直綠化,可以有效地改善墻體的熱工性能。
(三)、水景設(shè)計(jì)
結(jié)合綠地設(shè)計(jì),在住宅建筑內(nèi)設(shè)置噴泉、水池、水面、露天游泳池等,有利于在夏季降低室外環(huán)境溫度,調(diào)節(jié)空氣濕度,形成良好的局部小氣候環(huán)境。改善室外環(huán)境的舒適度、健康度和空氣質(zhì)量,能夠有效提高住宅建筑的室內(nèi)小環(huán)境質(zhì)量,達(dá)到節(jié)能目的。
四、結(jié)語(yǔ)
建筑節(jié)能并非房地產(chǎn)一個(gè)行業(yè)的問(wèn)題,目前國(guó)內(nèi)乃至全球正在面臨的能源危機(jī)是關(guān)系整個(gè)人類社會(huì)生存發(fā)展的大計(jì)。跨入新世紀(jì),我們將向現(xiàn)代化建設(shè)第三步戰(zhàn)略的目標(biāo)邁進(jìn),環(huán)境保護(hù)面臨著更大的壓力和挑戰(zhàn)。我們必須認(rèn)真實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,把環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)放到更重要的位置。要堅(jiān)持統(tǒng)籌規(guī)劃,依靠科技進(jìn)步,加大資金投入,加強(qiáng)污染治理,大力植樹(shù)種草,搞好水土保持,改善生態(tài)環(huán)境。我們相信,通過(guò)中國(guó)人民堅(jiān)韌不拔的努力,就一定能夠使中華大地水更清、天更藍(lán)、山川更加秀美。