所謂建筑節能,就是在保證居室熱舒適環境條件下,通過技術進步、合理利用、科學管理和經濟結構合理化等途徑,采用新型保溫材料,把居住建筑在長期使用中的能耗降下來的新的設計方式。
一、建筑設備節能設計應注意的問題
建筑的節能設計,必須依據當地具體的氣候條件,首先保證室內熱環境質量,同時,還要提高采暖、通風、空調和照明系統的能源利用效率,以實現國家的節能目標、可持續發展戰略和能源發展戰略。
1 合適、合理地降低設計參數
合適、合理的降低設計參數不是消極被動地以犧牲人類的舒適、健康為前提。空調的設計參數,夏季空調溫度可適當提高一點如25~26℃、冬季的供暖溫度可適當低一點。
2 建筑設備規模要合理
建筑設備系統功率大小的選擇應適當。如果功率選擇過大,設備常部分負荷而非滿負荷運行,導致設備工作效率低下或閑置,造成不必要的浪費。如果功率選擇過小,達不到滿意的舒適度,勢必要改造、改建,也是一種浪費。建筑物的供冷范圍和外界熱擾量基本是固定的,出現變化的主要是人員熱擾和設備熱擾,因此選擇空調系統時主要考 慮這些因素。同時,還應考慮隨著社會經濟的發展,新電氣產品不斷涌現,應注意在使用周期內所留容量能夠滿足發展的需求。
3 建筑設備設計應綜合考慮
建筑設備之間的熱量有時起到節能作用,但是有時候則是冷熱抵消。如夏季照明設備所散發的能量將直接轉化為房間熱擾,消耗更多冷量。而冬天的照明設備所散發的熱量將增加室內溫度,減少供熱量。所以,在滿足合理的照度下,宜采用光通量高的節能燈,并能達到冬夏季節能要求的照明燈具。
4 建筑物空調方式及設備的選擇
應根據當地資源情況,充分考慮節能、環保、合理等因素,通過經濟技術性分析后確定。
二、建筑節能設計中可以采取的措施
室內的熱負荷來自兩方面,一是由室內外溫差而引起的熱量交換,另一方面是室內照明和設備產生的熱負荷。因此,可以采取遮陽、氣密、絕熱等措施,以減少室內的熱負荷達到節能。
(一)遮陽
夏季透過窗戶進入室內的太陽輻射熱構成了空調負荷的主要部分,設置外遮陽是減少太陽輻射熱進入室內的一個有效措施。減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進入室內,可采用挑檐、遮陽板(篷)、鍍膜玻璃等;減輕外墻、屋面吸收陽光幅射熱,可 采用淺色外墻飾面,將絕熱層設在外墻外側和屋頂屋面,或架空屋面。夏季外遮陽在遮擋陽光直接進入室內的同時,可能也會阻礙窗口的通風,因此設計時要加以注意。
活動式外遮陽容易兼顧建筑冬夏兩季對陽光的不同需求,如設置了展開后可以全部遮蔽窗戶的活動式外遮陽,
(二)提高門窗氣密性
提高門窗氣密性,防止縫隙進風。采用塑鋼門窗不僅氣密性好,而且熱阻大,并可降低噪音,減少灰塵。或采用門窗密封條,提高門窗氣密性。房間換氣次數由8次降到5次,建筑物的耗冷可降低8%左右。
因此設計中應采用密閉性良好的門窗。加設密閉條是提高門窗氣密性的重要手段。根據門窗的具體情況,分別采用不同的密封條.如橡膠條、塑料條或橡塑結合的密封條。
(三) 絕熱
采用絕熱材料對墻、屋頂、門窗等進行絕熱,如巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土、聚氨酯硬質泡沫塑料、PVC塑料門窗、中空玻璃等,以減少圍護結構的傳熱系數。采用空心砌塊、二層窗等,利用空氣隔熱,也可起到絕熱作用。增設外墻及屋頂的保溫層對冬、夏兩季節能有利。
(四)控制窗墻比
窗墻比是窗洞口與墻的面積比值,增大這個比值不利于空調建筑節能。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%~45%。一般規定各朝向的窗墻比不得大于下列數字:北向25%;東、西面向30%;南向35%。
(五)充分利用自然通風
組織好建筑物室內外的自然通風,不僅有利于改善室內的熱舒適程度,而且可減少開空調的時間,有利于降低建筑物的實際使用能耗,因此在建筑單體設計和群體總平面布置時,考慮自然通風是十分必要的。
有效的技術措施是居住建筑通風設計采用機械排風和自然進風。在居住建筑的通風設計中要處理好室內氣流組織,即應該在廚房、無外窗衛生間安裝局部機械排風裝置,以防止廚房、衛生間的污濁空氣進入居室。如果當地夏季白天與晚上的氣溫相差較大,應充分利用夜間通風,既達到換氣通風、改善室內空氣品質的目的,又可以被動降溫。從而減少空調運行時間,降低能源消耗。
(七)熱橋問題與節能設計
產生熱橋的原因主要有兩個:一是因為該部位的傳熱系數比相鄰部位的傳熱系數大得多,熱阻小,保溫性能較差;二是因為該部位的受熱面積遠小于其散熱面積,從而失熱過多,內表面溫度較低。在寒冷的季節,室內的熱能就會通過熱橋大量地流失。在防止熱橋產生的構造處理方法上,墻體的外保溫比內保溫更為有效,這樣可以防止墻體內外溫差過大,避免墻體受潮和熱橋的產生。在采暖期采用相同厚度保溫材料的外保溫要比內保溫減少約1/5的熱損失,而在夏季,墻體的外保溫做法還能減少太陽輻射熱和室外熱空氣與外墻的表面換熱,隔熱效果也優于內保溫做法。對于建筑中使用較多的鋁合金門窗,解決熱橋的方法是改采用新型的斷熱橋型鋁合金門窗或鋁塑復合門窗,同時配置三玻中空玻璃,這樣就能保證門窗達到節能65%的要求。
從總體上講,建筑節能首先得工作就是要平衡建筑圍護結構的傳熱,使建筑物的各個組成部分之間的熱傳導系數相近,使各部分傳熱均勻。在建筑物設計中,設計師要對各種材料的性能熟悉運用,對不同的位置進行合理配置,盡可能的利用自然條件,減少建筑碳的使用,最終達到節能的目的。
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