时间:2023-06-05 09:56:18
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑节能设计优化,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:节能设计优化存在问题技术措施
中图分类号: TE08文献标识码: A
建筑设计同环境保护、节能是紧密相连、密不可分的,我们要不断发展、优化建筑设计,使其为建设建筑提供良好的蓝图,在设计优化中采用一些技术,并且通过这些技术措施,使建筑物达到内外的能量平衡,将对环境的保护起到非常重要的作用。建筑设计优化的目的是为了更好地提高人类居住环境的质量,同时也是为了更好地使建筑物融入到自然界中,对自然环境的破坏也降到最低,努力使自然界达到平衡。所以在设计中,应充分考虑利用自然界中的可再生资源,对这些可再生资源充分加以利用,提高这些可再生能源的利用率,逐步取代传统的高能耗的设施,优化建筑设计参数,使建筑物能更好地为我们服务,满足人类日益高涨的居住要求,对于一些高能耗的设施坚决进行淘汰,转而采取一些更为先进的环保设施来为建筑物服务。
一 当前我国建筑节能设计存在的问题
1 建筑节能的意义认识不够
能源是人类赖以生存和发展的基本条件,随着世界性的能源短缺,节能问题已经上升到战略高度。近几年来,经济的飞速发展,能源的紧张形势在我国尤为严峻,已经成为可持续发展的瓶颈,威胁到国家的稳定和安全。而建筑节能占全国总能耗的比例已经达到1/3以上,数量巨大,浪费惊人,所以积极推进建筑节能,对于促进能源节约和合理利用,缓解我国能源供应与经济社会可持续发展的矛盾,有着举足轻重的作用,也是保障国家能源安全、保护环境,提高人民群众生活质量,贯彻落实科学发展观的一项重要举措。
2 建筑施工图中建筑节能设计存在的几方面问题
(1)施工图中建筑节能专项说明不完整
节能专篇应是一个完整的篇章。少数设计单位节能专篇设计简单,不能完全反映建筑节能的相关技术要求。节能专篇应包括:设计依据;当地建筑设计有关指标参数;当地采暖建筑各部分围护结构传热系数限值及设计值;当地建筑对门窗、气密性的要求;当地围护结构传热系数的修正系数N值;本工程有关的节能计算参数及公式;节能设计表格;结论及建议。
(2) 节能构造在建筑节能设计说明中不够具体
某些工程外墙同时采用两种以上的外装饰材料时,关于外墙保温构造仅在节能设计登记表中说明某材料及厚度是不能完全表达清楚的;采暖与非采暖空间之间的隔墙、楼板的保温设计说明不明确;公共建筑外窗因朝向不同其传热系数的要求不同。当建筑物的窗墙面积比大于0.4时,外窗的窗框材型、玻璃类型、中空形式都有特殊要求,不能在节能登记表中一概而论。
(3)节点详图绘制不完整,说明表达不清楚
在计算窗墙面积比时,玻璃幕墙后部的梁、柱、窗栏墙等实体应按外墙的传热系数限制的要求做保温处理,而设计施工图很少做说明交代;对于详图中的阳台、凸窗、空调外机搁板、女儿墙、挑檐、外门窗洞口周边侧墙等部位,保温构造做法说明表达不清。
(4)对于玻璃幕墙、金属及石材幕墙、玻璃采光顶等做二次设计的内容时,对其节能设计如传热系数、气密性指标未做明确说明。
(5)建筑设计说明中的建筑做法与建筑节能专篇中各项做法相矛盾,使施工单位无法施工。对于一些细节设计,如:外窗和透明幕墙气密性等方面的要求,外门窗框与门窗洞口之间的缝隙、外门窗洞口周围的外侧墙面、外墙外挑构件、阳台、不采暖楼梯间单元门、层间楼板等部位均应表达完整,不可漏掉,正是这些细节的完善才保证节能设计的建筑的质量。
二 建筑节能设计采取的技术措施
(1)建筑物的室外部分,尤其是建筑物的外立面,应该抛弃传统的做法,转而采取增加保温层的做法,对建筑进行节能控制。同时对于外窗等,淘汰原来的单层玻璃,采取更为先进环保的双层中空玻璃,或者是断桥铝合金等,使得建筑物更加节能环保。同时还应该在设计中尽可能地减少飘窗的使用,减少一些较大窗户的设置,外窗的设计应在满足日照的前提条件下,尽可能地不选用大窗户,从而减少能源的浪费,达到节能、环保的目的。在建筑物的外立面整体效果中,尽可能不使用霓虹灯,避免造成光污染,也避免造成电能的浪费。另外,可同时在外墙面上采取挂设绿色植物的方式,以达到冬暖夏凉的作用,还可减少暴风骤雨对墙面的侵害,起到节能环保的作用。在建筑物外立面颜色的选用上,应首先选取颜色较浅的。
通过这一系列的措施,最终都可以使建筑物达到保温的功效,同时也可大大地降低空调的使用率,减少二氧化碳的排放,减少对自然环境的破坏。
(2)建筑物室内方面应分清主要和次要,对于人们长时间所处的环境,所采取的节能环保措施就更加重要了。随着现代社会的发展,竞争压力的增大,现今人们的生活重心逐步转移到了卧室,所以如何能将卧室布置在通风和日照均为最佳的位置,充分利用自然界的各种资源,将对建筑物所需的能耗产生直接的影响。因此,室内户型设计的布置尤为关键,应在建筑条件允许的情况下逐步淘汰室内布置不合理的户型,通过各种技术参数的对比,重新布置户型、优化户型,最大限度地利用阳光,在照明、采暖方面尽可能地降低对自然界的破坏。
(3)在我国北方地区,冬季建筑物如何采暖一直是可以优化设计的方面。由于传统暖气片采暖方式本身的局限性,加之一些家庭在装修时为了美观,刻意地对暖气片采取遮盖,这样采暖效果就会大大降低。如果采用更为先进的地暖供热,就可以解决上述问题,更好地节约能源。如果一些旧的建筑物无法改变采暖方式,仍然采用传统的暖气片,则应尽可能地将暖气片全部在外,最大限度地发挥其散热性;为了视觉上更为雅观,建议采用一些艺术造型的暖气片,这样既满足了节能的需要,也美化了室内的居住环境。
(4)在日常照明方面,在满足室内居住环境的前提下,不建议采用照度大的灯具,应根据房屋的实际使用情况采用照度适中的灯具,建议选用更为节能环保的 LED 灯;对于一些公共建筑,建议采用较为先进的 LED 灯;对于一些走廊、卫生间等不很重要的场所,采取声控加光控的感应器控制灯具,更好地节约能源。
(5)在室内的用水方面,建议采取节能型的设备。建筑物在条件允许的情况下尽可能地采取太阳能,舍弃传统的电热水器,从而避免水资源的浪费以及电能的浪费。对于一些公共建筑,在使用水资源方面,对用水量较大的场所应提倡使用中水,如冲洗卫生间等,这样就可以大大地减少水资源的浪费。只有从多个方面严格做起,从自我节约做起,从设计理念优化做起,提高思想认识,通过对建筑物的优化设计,才能达到环保节能的目的。
结语:
在当今社会,节能环保的意识已越来越深入每一位居民的思想中,人们也越来越愿意为节能环保事业贡献自己的一份力量。笔者认为,只有在高举节能环保的旗帜、坚持贯彻落实节能环保的思想下所进行的建筑设计活动,才能使人与自然达到充分的和谐,才能更好地保护我们的居住环境,才能更好地实现资源的可持续利用。同时,只有坚持对建筑节能设计进行不断的更新、探讨、研究,不断地总结经验教训,不断地提高思想意识,长此以往地完善设计,才能在提高建筑物居住舒适度的同时将建筑物对环境的危害降到最低。我们的设计人员在环保节能中应充分发挥带头人的作用,不断地研究更为先进的节能设计方案,努力使人与自然更好地结合在一起,为我们国家的环保节能事业尽自己的一点力。
参考文献:
1优化与创新建筑节能设计体系的重要性
1.1建筑节能优化设计的理念阐释
建筑是一个复合体,它涉及许多专业和领域。完整的建筑应当包括从规划方案到设计施工,包括运营使用的年份,直至最后不再使用的整个过程。建筑节能优化设计主要针对的是建筑结构以及建筑性能的设计与规划。在方案设计中,建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化设计,同时必须对建筑材料也进行优化,对建筑的外墙、户墙、楼板、玻璃、屋面、窗框的设计等进行严格的量化与优化。从而实现建筑设备能效的提高,达到实现建筑材料的使用价值,尽可能地减少能源消耗的目标。
1.2优化设计对建筑节能的重要性
随着我国城市化建设进程的迅速推进,我国的建筑能耗逐年上涨,建筑行业的能耗已占我国能耗总量的47%左右,我国节能减排任务日益艰巨,建筑节能现状令人担忧。在我国,现有建筑面积为426亿m2。每年新建的21亿m2的建筑中,90%以上依旧是高能耗建筑。国家“发改委”2007年的统计数据表明,我国每年21亿m2新建建筑中只有7%为节能建筑。而这些新建建筑中,有相当一部分还在执行原来的节能水平较低的设计标准,从而遗留下很大的能耗负担和治理困难,给我国的国民经济带来巨大的负担。因此,在我国建筑耗能居高不下、节能技术水平依然较低的情况下,我们必须用新的节能理念对建筑进行优化设计。通过优化设计努力寻求能源保障与经济发展的最佳结合点,从而使我国的建筑行业的能耗达到最佳经济状态,这是极为必要的,也是我国建筑业发展的必然趋势。
2建筑节能的优化与创新思路的应用体现
2.1建筑材料方面的设计体现
(1)新型玻璃保温窗户的设计与应用。随着科技的进步,设计师在进行建筑窗户保温设计时,有了更多选择。例如,使用防紫外线胶片制作的光学变色玻璃,可以阻挡98%以上的紫外线。电子玻璃则可以自动改变照射到它表面的光的强度和透明度。
(2)阳光照明技术的设计与应用。建筑在设计时必须引入足够量的天然光,这是考虑人体健康等原因的需要。当建筑物进深较大时,仅靠建筑侧窗的采光量不能很好地满足内部采光要求,这就要通过一定的技术手段把太阳光引入到建筑内部。采光搁板主要是为解决大进深建筑内部的采光而设计的,它从某种意义上满足了建筑需要引入足够量的天然光的这一需求。如图1,采光搁板一般由棱镜或反射板组成,它的入射口起聚光的作用。采光搁板一般设在窗的顶部,与它相连的传输管道截面为矩形或梯形,内表面具有高反射性的反射膜,这一部分一般情况下设置在房间吊顶的内部,尺寸大小可与管线、结构等相配合。采光搁板使建筑窗体附近的照度进一步增加,从而有效地提高了建筑内部的照明度以及光线的均匀度,是建筑节能优化设计中的典例。
2.2建筑构造方面的设计体现
(1)热环境的合理分区。在建筑节能设计中,应当考虑建筑热环境的不同,根据热环境质量要求相似或类同的建筑相对集中布置的情况进行合理的建筑分区。这样,对热环境质量要求较高的建筑,我们可以根据设计需要,将它们设置在温度较高的区域;而那些对热环境质量要求较低的建筑,就可以集中设置于平面中温度相对较低的区域,从而最大限度利用太阳辐射,达到保持建筑内部温度的要求,同时又降低了建筑的供热能耗,节约了能源。
(2)工程构造流程的设计。建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对建筑各部位(楼板、屋顶、门窗、墙体等)的结构、造型等方面进行进一步的设计。在设计中,当建筑模型设计好之后。我们首先要进行建筑功能、建筑类型和建筑结构的设定,以及其他一些必需的设置,然后进行建筑围护结构的相关构造。如图2,当完成建筑物的以上构造设定和能耗计算后,就可以进行节能检查并得出数据检查的结论,从而对建筑物相应规定性指标的检查和设施性能的权衡评估。
3现阶段阻碍建筑节能优化设计的相关因素
3.1主管部门对建筑节能设计监控不当
建筑节能设计是一个系统性的设计问题,它不是简单地用几项节能设备或节能技术进行一次累加,要从真正意义上实现建筑节能的优化设计就必须定量化和准确化。然而在很长一段时间里,主管建筑节能设计的相关部门对设计节能成果缺乏必要的考核与评价,同时也缺乏对建筑设计方案节能方面的系统的审查要求。例如,有的主管部门仅凭图纸会审然后发现一些表层的问题,或者对一些新材料、新设备或建筑空间的布置等并非实质的条款做一些规定。这明显是对建筑节能优化设计监控方面的不够尽职。
3.2建筑内部设备的用能设计不合理
建筑设计所营造的环境应该尽量地体现人性化的设计理念。然而,许多现行诸多建筑内部环境的设计却没有很好地顾及人的感受以及与周围环境的协调。例如,办公、家用、工业和商业等建筑内不切实际地使用过高的装饰标准,忽视了建筑设计时所指定的节能标准。滥用材料和设备,在针对建筑周边的环境变化和设施使用要求的可调节性与适应性等方面缺乏普遍的认识,造成耗能量多、能效低、舒适感差。这些情况,完全与当初的设计标准相悖,成为建筑节能设计进行优化与创新过程中不可避免的障碍。
4优化与创新建筑节能设计体系的措施
4.1提高建筑师的节能设计意识
建筑节能的设计体系是由多个环节组成的。这其中就包括暖通空调设计、建筑设计、水电设计等方面。在整个建筑行业中,建筑设计是建筑节能的关键所在,而建筑师则处于统筹整个建筑前期规划的重要地位,是协调各专业工种之间的配合能力的关键环节。建筑师的节能优化设计意识必然会影响到其他工种的工作状态。基于以上认识,在建筑设计中优化和创新节能设计理所当然地成为建筑设计师的职业责任。因此,应当要求建筑设计师在设计阶段对所设计的建筑进行建筑能耗分析,以评价建筑设计方案是否合乎节能环保的要求。必须考虑建筑设计方案是否满足节能设计的要求在很大程度上决定了建筑是否达到了节能、环保、低碳的目标。
4.2提高建筑空间设计的合理性
在充分满足建筑使用功能需求的情况下,对建筑空间进行合理地分隔的做法被称为合理的空间设计。合理的空间设计能够改善建筑内部保温、采光、通风等微气候条件,从而达到节能减排的目标。例如,建筑节能设计标准要求窗户面积不宜过大,窗墙面积比的确定要综合考虑多方面的因素,其中就包括不同的地区四季的日照情况、建筑内外空气温度、建筑内部采光设计标准以及外窗开窗面积与建筑能耗等相关因素。新的建筑节能设计标准要求:北朝向的窗墙面积比不应超过0.24,南朝向的窗墙面积比不应超过0.34,东、西朝向的窗墙面积比不应超过0.31。一般来说,普通窗户的保温隔热性能要比外墙差许多,窗墙面积比越大采暖和空调能耗也越大。这就造成已经建好的或者正在建设的建筑的窗墙面积比远远超过标准要求。因此,从提高建筑节能优化设计的角度出发,我们必须进行合理的建筑空间设计。事实也证明,这种需求已逐渐形成一种建筑设计的必然趋势。
4.3在设计中扩大新能源的应用范围
可再生能源包括风能、太阳能、生物能、地热能和海洋能等,对环境无害或有很小的危害。且这种资源分布范围很广,利用方便。因此,可再生能源的开发和利用成为近几年各领域中的热点研究项目。如何在建筑行业中适宜地开发和利用可再生能源也成为时展的一种客观要求。例如,太阳能作为一种天然的洁净能源,我们完全可以把它在建筑节能设计上进行广泛地推广。我们可以通过建筑设计手段和技术手段,加强对太阳能资源的采集与应用。可以设计出较好的装置,利用太阳能为建筑提供自然照明,使建筑接受较多的阳光照射。这样就可以做到:在冬天,为建筑采暖提供热能补充;在夏天,为建筑起到除湿的作用。太阳能的推广与应用,也必然会成为建筑节能新的发展方向。
关键词:建筑设计;探究;建筑节能措施;分析
1 关于建筑设计模块节能型方案的分析
1.1 为了更好的满足建筑可持续建设的应用需要,进行节能方案的优化是必要的,这是新时代背景下建筑设计的重要应用趋势,以此保证我国建筑节能事业的正常开展。这需要引起相关建筑设计人员的重视,以满足当下时代的发展应用需要,实现建筑节能设计体系的优化,有效提升建筑节能效益。这就离不开建筑节能设计工作体系的优化,需要实现其内部各个工作模块的协调。
通过对我国发展国情的分析,其能源应用是非常丰富的,我国人口众多,人均资源少,这就影响了建筑能耗情况的积极控制,如果不能进行有效的节能性的控制,很有可能会出现大量能源被浪费的情况,这就需要引起相关人员的重视,展开建筑能耗模块的优化,以满足现阶段的高能耗建筑的发展需要,保证一系列的能源的积极利用,实现环境节能性与经济效益的结合,实现建筑耗能的控制。
1.2 在日常工作模块中,影响其建筑能耗的因素是非常多的,比如照明模块、家电模块、热水模块等的影响,都影响了建筑施工模块的正常开展,通过对其设计水平的优化,更有利于工程质量的提升,这也与其建筑能耗程度是密切相关的,以此提升其建筑施工的效益,以满足当下社会的发展应用需要,保证其建筑设计节能措施体系的健全,满足现阶段的建筑节能设计的应用需要。保证对环境污染性的控制,进行建筑物能耗水平的控制,保证其能耗成本的优化,以适应当下建筑业的应用需要,保证企业的核心竞争力及其市场竞争力的优化,保证企业的良好转型,这就需要展开建筑设计节能体系的健全。
2 建筑设计模块中建筑节能方案的优化
2.1 为了提升节能效益,展开建设节能设计体系的优化是必要的,这就需要展开节能部位的深入分析,配合当下工作的开展,进行建筑节能设计程序的协调,进行各个部位的节能设计工作的优化,确保建筑物的围护结构的优化,保证其整体保温隔热性的优化。这就需要针对其不同的季节工作需要,展开建筑屋面节能设计模块的优化,这就需要节能设计人员进行建筑屋面节能内容的优化保证建筑屋面的节能性的提升,进行保温层的积极设计。
为了做好建筑设计的节能工作,进行相关策略的协调优化是必要的,比如针对其屋面的节能设计模块展开积极设计,保证保温材料的密度及其吸水率的控制,从而实现建筑屋面的自身重量的控制,进行排气孔设置模块的优化。这也需要进行保温材料的积极选取,进行新型的节能环保材料的应用,进行传统性的保温材料的避免,保证高效节能环保材料的应用,该材料具备良好的经济效益,环保性比较好,其施工也比较简单,更加有利于建筑屋面节能设计模块的增长开展。通过对建筑屋面节能设计体系的健全,更有利于实现屋面保温隔热性能的优化,还能增加绿化率,有助于城市气候的改善,而蓄水屋面则是设计蓄水层,并始终确保水深在20cm左右,主要是利用蒸发制冷的机理,达到降低屋面温度的目的。
2.2 在建筑围护结构优化过程中,要注重对墙体工作模块的控制,进行良好的隔热保温材料的应用,避免其单一性的材料外墙的应用,保证保温材料设计模块的有效开展,保证其保温夹层的复合墙体的积极应用。目前常用的有内保温、外保温、内外混合保温等方法。需要说明的是,内保温由于热桥给保温产生的影响较大,导致产生结露现象,混合保温对建筑结构却存在着严重的损害,因而我们对其使用的范围已经逐步被淘汰,外墙的外侧设计保温层,在保护墙体自身的同时还能外隔热,具有明显的优势,在可选择的情况下应首选外保温隔热。
从不同种节能措施来看,应用良好的材料是非常必要的,这需要展开其保温效果的优化,针对其室外温度的变化情况展开主体结构的优化,保证其外墙保温材料的积极应用,进行相关材料应用体系的健全,比如进行聚氨脂的应用,其具备良好的保温性能,非常有利于外墙体的保温工作及其无接缝施工工作的开展。
外墙体遮阳也是墙体保温的主要部分,主要用于热工性能要求更高的墙面。通常是在保温层外侧设计钢结构支撑体系然后干挂板材,避免夏季阳光直接辐射到墙体,同时后侧流动的空气层能迅速带走热量,起到很好的遮阳隔热效果。
2.3 在建筑物节能模块中,门窗也是一种重要的能耗控制部位,其占据了建筑物能耗的相当大的比例,为了更好的进行建筑物的节能控制,进行其通风模块、日照模块、采光模块等的控制是必要的,实现门窗面积的积极控制,进一步的提升门窗的气密性,确保门窗的保温功效的优化,进行传热损失的积极控制,保证节能降耗性控制。这就需要展开建筑门窗设计体系的健全,保证良好的节能型方案的应用,实现窗墙比的积极设计及其控制,保证门窗面积其建筑立面单位面积比例的控制。北向与东向和西向以及南向的窗墙比通常分别不得高于25%、30%、45%;做好门窗气密性的保护,并尽可能地提高其气密性,以达到减少冷空气渗透的目标进而降低其热量损耗,通常情况下,建筑外门窗的气密性应大于等于6级,玻璃幕墙的气密性应大于等于3级;加强新型环保节能材料的应用,以最大化的减少热量的损失,从材料上确保门窗的节能环保性。
为了提升建筑物的节能性,展开节能措施体系的健全是必要的,这就需要笔者根据自身的工作实践,展开建筑节能设计体系的优化,积极做好相关的科学规划建设工作,进行建筑物节能性的优化。尤其是要做好设计模块的相关工作,进行朝向、道路布局等的控制。从而从根本上确保建筑节能设计的有效性;在设计过程中,必须具有科学系统完善的照明节能施工方案,尽可能地选用节能设备,做好节能光源的选择,科学确定照明线路,合理有效地设计和布置开关,加强自然光照明的应用。
2.4 通过对建筑采暖节能工作模块的优化,更有利于建筑物的热量的控制,这离不开室内采暖保温措施的应用,需要进行采暖管网的积极控制及其合理规划,保证室外供暖管长度的控制,实现管道保温性能的优化,保证热量模块的优化,这也需要展开不同供暖模块的应用,进行建筑材料的积极节约,保证其能耗的控制,这也需要进行太阳能的积极利用,保证太阳能设备的积极优化,保证其电能资源的有效节约,实现其能源的有效节约。综上所述,对建筑设计中的建筑节能措施进行分析具有十分重要的意义。作为新时期背景下的建筑设计人员,必须充分认识到此项工作的重要性,在日常工作中加强自身专业技术知识的学习,并切实加强建筑节能措施的应用,以最大化的提高建筑的节能功效,减少能耗,为达到经济环保一体化的现代新型智能建筑的建设目标奠定坚实的基础,最终实现节能减排的宏伟目标。
3 结束语
通过对建筑设计模块中的建筑节能方案的优化,更有利于当下建筑物节能模块的开展,更有利于其综合效益的提升。
参考文献
[1]李强.建筑设计中的建筑节能探讨[J].科技致富向导,2012.
[2]刘子昂.探究建筑设计中的建筑节能措施[J].黑龙江科技信息,2012.
【关键字】创新思维,建筑节能,设计方案
引语
由于我国是人口大国,加上城市化步伐的加快,建筑业的发展也十分迅猛,同时也带来了很大的环境问题。在节能减排政策的大力推动下,建筑节能,绿色建筑等观念逐渐深入人心,但受到传统设计观念的制约和影响,很多建筑设计师对建筑节能还未能形成正确的观念,难以把握建筑节能设计的原则,加上实践工作的缺失,使得建筑节能的推广受到一定阻碍,为此一定要基于创新思维来设计建筑节能方案。
一:建筑平面的节能设计
由于冬冷夏热是我国各地区的基本情况,所以在建筑单位设计和规划中应该加强天然能源的利用,既可以达到节能的效果,又可以改善屋内的温度以适应环境的变化。依据屋内房间功能的不同,可将住宅屋内分为起居活动室,厨房和室内休息区三个部分,起居活动室主要供住户睡眠,存放衣物,休息等作用,在休息时应采光通风,创建舒适的休息环境,在保证窗户隔热性与气密性的条件下,起居室的朝向不会影响建筑节能的设计。客厅是住户及其他亲朋好友的活动中心,白天的阳光和日照对于客厅有重要的影响,有直接的节能意义,需要加强。
二:建筑规划节能设计
(一) 建筑朝向节能设计
在建筑节能设计的规划阶段,应着重考虑建筑的间距,朝向,绿化,体重,体型等因素,用于改善建筑的内在环境。在这些因素中,建筑的朝向对建筑有非常重要的影响,应保证在夏天的时候减少太阳对墙面及室内的直接照射,并形成良好的通风。冬季应有较多的阳光进入屋内,尽可能避免冷,强风的影响。为此,考虑了环境和节能之后,建筑的朝向应该避免东西方向,接近南北方向或南北方向最好。如果条件不允许,应该把主要的房间冬季朝阳和背风的方位,减少建筑结构散热的影响。除此之外,建筑间距与节能也有较大联系,应保证建筑南墙的太阳辐射在冬季中不受其他建筑的影响而缩减。
(二) 建筑设计阶段的节能设计要点
建筑设计阶段的节能设计要点有5个方面,一,在建筑外形的选择上最好采用长条型,避免使用凹凸面太多,体型复杂的建筑形状。二,寒冷地区的高层建筑不应使用开敞式的楼梯,入口设置应采用一定的避风措施,减少散热,如在入口放置门斗等。三,应尽可能减少建筑的表面积,控制建筑表面积和建筑体型系数之比,增加组合体或加大进深,减少建筑的宽度。四,重视遮阳板,屋檐,百叶窗,窗帘等构造,这对节能和调节日照有着重要的作用,特别加强玻璃幕墙的节能设计,充分考虑遮光和遮阳条件。
三:围护结构节能设计
建筑耗能的多与少主要是由冷风渗透和热传导所造成的。实验证明建筑围护结构耗能量占采暖热耗的一半左右。所以为了更大程度的节能,需要从门,窗,墙等围护结构入手,还要考虑围护结构的热熔性与吸热性等指标。
(一) 窗户节能设计
窗户是轻质构体,为耗热的薄弱环节,一般单层玻璃能耗会占到夏季降温或冬季保温能耗的一半以上,所以改善窗户的绝热性能是建筑节能的重要工作。窗户的节能要控制不同朝向的窗墙比,避免东西方向设置大窗,这样可以提高窗户的遮阳效果。同时还要注意各种玻璃材质的热导性和对太阳的阻隔效果,选择热反射玻璃,吸热玻璃,中空玻璃和低辐射的玻璃等,提高玻璃气密性。此外应在玻璃上贴透明的聚酯膜,也可以达到窗户节能的效果。
(二) 墙体节能设计
墙体作为建筑围护结构中的主要部分,其功能有防水,保温,隔热,承重等。过去的建筑一般采用实心粘土为主的墙体,希望通过增大墙体厚度来加强保温的效果,现在人们已经逐渐意识到这种做法极大的浪费了土地资源和建筑能源,应用其他材料替代。一般来说,墙体不应采用单一材料,因为单一材料很难同时满足隔热,保温的要求,所以在墙体节能的前提下应采用空心砖墙及复合墙体技术。新墙体的材料主要由水泥,混凝土,硅酸材质等构成,有时还要加入部分炉渣,粉煤灰等工业废渣经过烧结或压制,蒸压等环节后制成建筑砌块,非粘土砖及板材。新的建筑墙体有着轻质,节能,保温,隔热,改善建筑功能等一系列的优点,其中有相当部分还是绿色建材。
四:其他综合节能设计方案
为了加强建筑节能的效果,我们应创新的优化常规能源的使用,在符合国家能源政策的前提下,选择合适的建筑能源供应方案,优化建筑中各个系统设备的设计与运行。整合住宅区的规模,周边热网情况,区委等现状采用最佳的制冷和供暖方式,加强能源的梯级使用。如在市政管网设施,城市规模等条件适宜的地区,对于小区采暖系统,应大大推广集中供暖和热电联产的方式。对于以电能使用为主,电力谷峰差大的地区可以采用蓄热技术。若有低温热源充足的地区,可以采用热泵的采暖方式。对集中供热的采暖末端应设有一定的调节装置。
此外,建筑的节能设计需要依靠许多专业的通力合作才能达到效率最高化。建筑节能涉及到小区规划,地理环境,居民使用情况,建筑设计等方面的综合,作用建筑设计人员,一定要协调各个方面的情况,不可一意孤行。为了降低建筑节能的成本,建筑设计还应充分利用一系列的再生能源,如沼气,太阳能,地热等的再利用,提高能源的利用率。
结语
综上所述,建筑节能的设计方案在于实事求是和创新技术,只有在创新思维的引导下,技术才有发展,才能加强建筑业的节能减排,实现可持续发展。作为建筑节能的设计人员,应从不同的方向,考虑建筑地的地形,气候,经济等条件,控制成本,加强节能设计的实际运用,为居民健康和建筑科学的良好发展做出贡献。
参考文献:
[1] 刘 鑫;关于建筑节能设计方案的分析[J]建材与装饰 2010(10)
[2] 刘大涛;绿色建筑节能设计方案的评价方法及应用研究[J]城市建设理论研究2013(20)
[3] 彭任重,李雨霏;于生态理念的建筑设计思路与方法探究[J]建材与装饰 2013(1)
[4] 危 锐;绿色建筑节能设计方案的评价方法及实际应用研究[J]规划与设计 2013(5)
关键词:建筑;能耗;节能;设计
Abstract: This paper analyses the overall environmental planning, design, construction monomer energy-saving energy-saving design focus on details, it puts forward several proposals for energy-efficient design work, have certain reference significance to promote the development of China's building energy-saving design.
Keywords: building energy consumption; energy saving; design
中图分类号:TU201.5
在经济快速发展的同时,大量的能源需求将促使能源短缺问题成为国民经济发展的关键制约因素。而作为能源“耗能大户”之一的建筑业,建筑能耗占全社会能源消耗量的 32%左右。统计表明,我国 95%左右的既有建筑和新建建筑属于高能耗建筑。随着城市化进程的加快,预计到 2020 年我国将新增建筑面积 200多亿 m2,高耗能建筑面积将达到 700 亿 m2。在资源节约型、环境友好型社会建设和单位国内生产总值能源消耗大幅下降的重要背景下,从源头上扭转建筑能耗激增趋势,推行全过程能源节约管理,提高利用效率和效益。建筑节能设计是实现建筑节能效率的关键环节,优化设计对能源消耗控制有重要的现实意义。
一、我国建筑节能设计发展现状
面对能源短缺问题,我国积极倡导节约能源、可持续发展,建设部将建设节能型建筑纳入今后城市建设的重点发展方向,相关的指引、标准和法规相继出台,要求将建筑设计与建筑微气候、建筑技术和能源的有效利用相结合。民用建筑节能设计标准———规定通过在建筑设计和采暖系统设计中采用有效的技术措施将节能率从原来的50%提高为 65%,对围护结构的技术与产品、部品以及供热系统的要求提高到一个新水平。优化节能设计方法从本质上要求设计者从整体综合设计概念出发,根据大范围的气候条件影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,重视利用自然环境创造良好的建筑室内微气候,以尽量减少对建筑设备的依赖。但是在实际操作中,设计者习惯于以往的设计思路,只考虑建筑、结构及水暖等方面的合理与否,并不用心去考虑节能的问题,因此实际的节能效果普遍达不到设计标准的规定,建筑能耗仍然处于一个很高的水平,形势不容乐观。在我国既有城乡建筑中,只有 3.2 亿 m2房屋是节能建筑,尚不到全国既有建筑的 1%;在每年新竣工的建筑中,节能建筑面积不到1 亿 m2,尚不足竣工建筑面积的 5%。以居民住宅能耗与建筑业能耗为例(居民住宅能耗近似地以综合能源平衡表中居民生活能耗表示,建筑施工能耗以建筑业能耗表示),我国建筑节能设计虽然已经得到政府主管部门的高度重视,但历年的能耗数据却反映出其实施结果令人担忧。(表 1,注:数据源自中国统计年鉴历年统计数据,2003 年数据为根据第一次全国经济普查结果调整后数据,2008 年数据为根据第二次全国经济普查结果调整后数据)
二、建筑节能设计的重点
(一)整体综合环境规划。
建筑选址、朝向、间距以及相互组合关系是整体综合环境规划的设计重点。合理的选址和布局对建筑节能的影响很大,应综合考虑气候、地质、水质、地形及周围环境条件等相关因素加以确定;适宜的外部环境能使建筑在其整个生命周期中保持良好的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时维持整体生态环境的平衡;主要朝向应迎合当地夏季的主导风向,使住区内风速流畅,有效加强建筑物与空气的热交换,提高居住的舒适度。由于太阳高度角和方位角的变化规律,我国大部分地区以南北向或接近南北向布局为宜,与东西朝向的建筑物相比,南北朝向的建筑物在夏季可以减少太阳辐射的热,冬季可以增加太阳辐射的热,从而节约了建筑保温所需的能耗,是最有利的建筑朝向。
(二)单体节能设计
1、合理的建筑体形与空间组织。合理的建筑体形能够减少建筑物与外界的热量交换,在其他条件相同时,建筑的体型系数(外表面积和外表面积所包的体积之比)对建筑能耗的影响非常显著,其值越大,单位面积散热量越大,对节能不利。从降低建筑能耗的角度出发,应将体形系数控制在一个较低的水平上,但体形系数还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关,体形系数过小将对建筑使用功能造成一定影响,因此应权衡利弊,合理确定。合理的空间组织设计应在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑平面进行竖向、横向的合理分隔,以改善室内的保温、通风、采光等环境,达到节能、舒适的目的。
2、门窗的节能设计。在建筑保护结构中,门窗的保温隔热能力差,门窗缝隙是冷风渗透的主要渠道,因此解决好门窗节能的问题是节能工作的一个重点。门窗的节能设计应主要考虑:由于采暖耗热量随窗墙面积比的增加而增加,因此可在采光允许的条件下控制建筑不同朝向的窗墙面积比,并在夜间设置保温窗帘、窗板;对门窗的相对位置及开启方式进行合理安排,以便组织穿堂风通过;设置可调节的活动遮阳(如遮阳棚、窗盖板、窗帘、热反射帘或自动卷帘等),减少夏季太阳辐射的热,增强冬季的热;提高门窗制作质量,对金属窗框进行断热处理,加设密封条以加强门窗的气密性,选择高性能的建筑门窗材料和幕墙技术,适当选择吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃或中空玻璃等节能玻璃品种。
3、墙体的节能设计。墙体能够达到保暖的效果,就能够实现能量的损耗减少,从而达到节能的目的。墙体保温分为内保温和外保温两种,相对于墙体内保温而言,墙体外保温的保温效果更理想,可完全避免热桥,还可以起到保护墙体的作用,延长墙体的使用寿命,因此采用墙体外保温是在经济条件允许的情况下较好的选择。对于加强墙体的外保温设计,最直接有效的方法就是采用节能型建筑材料,利用高效保温隔热材料附着或填入墙体内来实现墙体热阻的提高,在一定程度上能有效地避免室外气候变化对墙体内部温度变化的影响,使结构主体寿命延长;也有利于消除或减弱冷、热桥的影响,避免室温发生较大的波动。同时,墙体的节能设计还应适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施,能够改善微气候环境条件的特殊构造也应作为考虑的重点。
4、屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,由于太阳直射和大气长波辐射的双重作用,冬季散热量大、保温性能较差,夏季吸收大量辐射热、室内气温过高。屋顶的节能设计应注重冬季保温、夏季通风隔热,常用的技术措施要点为:
①采用架空隔热屋面、浅色屋面、种植屋面、通风屋面、蓄水屋面等,隔离太阳辐射热,减少阳光直射;
②铺设高效保温隔热材料,并适当采取其他辅助措施,减少热量传递;
③密度较大、导热系数较高、吸水率较大的保温材料不宜选为屋面保温层材料,以免屋面重量厚度过大、保温层大量吸水而降低保温效果等;
④“冷屋顶”节能:利用高反射率涂料的使用,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。
三、加强建筑节能设计的建议
1 主管部门应加强对建筑节能设计工作的监控。政府主管部门应利用其职能,总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标,为优化设计的进行提供良好服务,对设计图纸、节能计算书、节能设计表进行系统化监控,使其保持一致并在施工中得到落实。
2 制定切实可行的节能标准。建筑节能设计技术与建筑物的安全性和长期使用寿命有关,我国现阶段的建筑节能技术水平低下,性能还不完善,市场机制规范程度也欠佳,可借鉴国外成熟经验,在原有建筑节能标准的基础上进行完善、改革,使其更具有实践性。
3 加强建筑节能设计宣传,提高全社会节能意识。充分利用网络、电视、报刊、杂志等媒体,开展形式多样、内容丰富的节能设计与绿色建筑宣传,广泛宣传建筑节能设计的重要性,增强业主方优化建筑节能设计意识,提高各有关部门、单位贯彻建筑节能设计标准的自觉性,努力营造各级领导重视、相关部门理解支持、建设各方积极主动、人民群众普遍关心的良好氛围。
四、结语
我国的建筑节能有着巨大的潜力,只要认真扎实地做好节能设计工作,合理控制可能造成能耗的各个环节,就可以有效地降低建筑耗能量,提高建筑的整体效益,为中国建筑业、能源业做出贡献。
参考文献:
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关键词;建筑工程围护结构 太阳能技术 节能设计
Abstract: in order to realize the sustainable development strategy of our country, building energy-saving be imperative. As long as the combination of China's national conditions and the actual situation, comprehensive utilization of energy-saving measures, energy-saving options and the best solution, we can obtain significant energy saving effect.
Keywords; energy saving design of architectural enclosure structure of solar technology
中图分类号: TU761 文献标识码: A 文章编号:
前言;建筑节能的实施将能够改善人们居住环境,提高居住的舒适度,减少能源的消耗,并对建筑主体提供良好的保护,是建筑设计的新理念。从建筑节能的角度看,可以分为不同的种类,不同的节能技术类型有各自的特点,从国内现有的研究成果和实际应用可能性的角度来看,建筑节能设计中的高效节能维护材料以及可再生能源的利用具有更为广阔的发展前景和实用价值。
建筑节能应在总体规划和单体设计中,根据建筑功能要求和当地气候情况,改善建筑外环境,包括冬季防风、夏季及过渡季节促进自然通风以及夏季室外热岛效应的控制。同时合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高及对建筑周围环境进行绿化设计,以改善建筑的微气候环境,最大限度减少建筑物能耗量,获得理想的节能效果。
本文将以建筑节能为研究对象,分析建筑节能设计中的常用技术及其改进,并对不同类型的节能技术进行分析。
1.建筑节能设计的理念与设计依据
用地规划阶段看似和建筑节能的设计关系不大,实际上,通过提高容积率和减少独栋建筑、通过增加建筑承载力等方式来提高土地的利用效率,是结合自然条件来进行建筑总平面布置时节能优化设计的重要基础。在完成对土地规划后,在建筑的总体平面设计时应充分考虑利用自然条件来降低建筑的能耗,合理考虑如何利用自然通风、日照强度和日照方向、年内主要的风向变化等因素。例如在冬季应尽可能的利用日照来获得室内的取暖,减少电能的使用量,同时还应避开主导风向来减少建筑的外表热损失,因此在结构设计时应将建筑结构表面避开冬季的主导风向。而在夏季,则主要是考虑通风和降低室内温度。利用合理的建筑门窗设计以及特定的通风结构,可有效的提高空调设备的工作效率,也能够增加自然通风的效果。总体而言,在进行建筑的总平面布置和设计时,建筑的主朝向应选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向,为室内的节能设计提供重要的前提保障。
除了建筑的总体平面布置外,还应对建筑的“体形系数”进行优化设计。建筑的体形系数是指建筑表面积和其内部实际有效面积的比值。体形系数越大的建筑,其热散失面积也就越大,在单位时间内的能耗也就越多。因此从能耗的角度来看,通过对建筑体形系数的优化,可在建筑功能需求和节能要求之间达成有益的平衡。一般而言,如能将建筑的体形系数控制在0.3以下,表明建筑具有比较理想的散热控制效果。
对于建筑室内结构的节能设计,建设部曾在2010年3月18日了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,并从同年的8月1日开始实施。该设计标准作为目前最新的建筑节能设计规范,对建筑节能的主要控制指标做了一定的范围界定。如窗墙比、外窗遮阳、外窗和阳台门的气密性等级等细节做了规定。但这些节能方面的规定都较为零散,分别从不同的角度对建筑节能提出的要求,而对各种不同类型的建筑节能设计方法之间的集成和综合评估却没有涉及。在实践中,建筑节能设计往往不可能依赖一种节能技术,而是多种节能技术的组合。因此在进行建筑节能设计时如何综合考虑这些节能技术的配合是需要深入研究的问题。
2.围护结构的节能设计
建筑的围护结构节能设计,通常指的是的墙体、门窗、屋面这三大类结构的节能设计。上述三类结构的节能设计简述如下:
(1) 墙体; 在建筑的围护结构中,墙体具有最大的表面积,对于建筑整体的热能吸收和散发具有最重要的影响。据估算,墙体在建筑采暧中的能耗比例占整个总能耗的30%—40%,因此墙体的保温性是实现建筑节能的关键环节之一。外墙体的保温形式在实践中常采用内保温或外保温两种,外墙的外保温由于在建设部规范中得到推荐,因此成为应用最为广泛的保温形式。采用外墙的外保温设计时一般适用于用多孔、空心材料砌筑的外墙结构,如混凝土空心砌块外墙、粘土多孔砖外墙等,外墙的保温系统所采用的材料应特别注意满足防火要求,如采用聚氨酯外墙保温板,则应充分考虑建筑楼层高度的适用范围,并应当选用饰面涂料来完成防水等功能要求。如采用外墙内保温形式,则在保温材料选择时尤其应当注重防火,应选用导热系数较小的不燃或难燃材料,并在保温层设置保护。实践中可采用保温砂浆抹灰、硬质建筑保温制品内贴以及保温层挂装等做法,可采用的材料有胶粉聚苯颗粒保温浆料、复合硅酸盐保温砂浆等。
(2)屋面;屋面的保温设计主要的控制指标是传热系数和热惰性系数两类。坡屋面是必须设置保温隔热层的结构。从坡屋面的结构类型和保温层设置位置来看,如果屋面的结构类型为钢混结构,则和外墙的处理类似,将保温层设于屋顶外侧:如果屋面是以轻型钢结构为主的结构,则应当将屋面的内外侧都设置相应的保温层。如果屋面为普通的平顶屋面,则可用轻混凝土或泡沫混凝土在屋顶表面铺实。
(3)门窗;建筑门窗是建筑围护结构的组成部分,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感部位,是墙体热损失的5一6倍。以采暖居住建筑的耗热量进行分析,此类建筑的耗热量由建筑物围护结构的传热耗热量和通过门窗缝隙的空气渗透量两部分组成。根据有关实际测量资料分析结果是:窗户的传热耗热量与空气渗透耗热量相加,约占全部耗热量的50%以上,可见门窗节能在建筑节能中的重要性。
建筑结构的门窗因为经常打开和关闭,因此其绝热性能是比较差的。有统计数据表明,建筑的三类主要围护结构中,门窗的能耗占了围护结构能耗将近一半的比例。但门窗由于其功能相对多样(既要隔热,又要承担通风),因此门窗的节能设计是建筑节能设计中一个较为特殊的环节。在满足通风、采光等必要的要求后,应尽量采用较小面积的门窗设计尺寸,同时提高门窗的保温和隔热的性能。提高门窗隔热和保温性能的有效方法是采用中空或双层玻璃。此外,在进行门窗设计时容易被忽略的一个细节是窗墙比的合理拟定。在满足建筑采光和通风的前提下,应使用尽量小的窗墙比,在房屋的东西走向一般不宜设置较大的窗户,参考范围为0.2~0.6.民用建筑的窗墙比一般不宜大于0.5。门窗材料这一细节上看,应尽量采用导热系数小的塑料窗框来减少窗框部分的热量损失。从断面形式上看,应尽量采用多腔型材来增大窗框部分的热阻,并保证足够的厚度。
3.太阳能技术在建筑节能中的使用
建筑内部的能量来源主要还是电能,但随着太阳能等新能源的引入,对于建筑节能设计引发了全新的变革,但太阳能的利用受到天气等随机因素的影响,其稳定性较差,因此现代建筑中对太阳能的利用主要还是在供热和采暖方面的利用。将太阳能和建筑节能设计相结合的设计思想在普通建筑中的体现一般为太阳能热水器等常规使用,而对于具有革新意义的绿色生态建筑中,太阳能的使用将被推广到一个非常广泛而复杂的范围内,并成为其主要的能量来源之一。在普通建筑中太阳能的利用应推广到短期的储能集中供热系统和季节性的储能供热系统。这意味着将对建筑的整体布局带来革命性的影响,传统的建筑形式为了适应这种变化可能新增大量的附属结构,从而颠覆传统房屋的基本形态。这类前沿性的研究在欧洲一些绿色生态建筑中的得到了较多体现,为未来建筑节能设计理念的更新提供了重要的方向。
随着煤炭,石油和天然气等天然能源的日益匮乏,新能源和可再生能源的研发和应用已成为必然趋势,因此太阳能在建筑节能设计中得到了广泛应用,主要体现在以下方面:
(1)太阳热水系统,太阳能热水器技术的日趋成熟,使得太阳能热水器几乎不要运行费用,而太阳能热水器使用年限为15-20年,在节约能源的同时也为使用者节约了成本。
(2)太阳能电池发电系统,太阳能电池电系统是利用太阳光原理制成的将太阻辐射能直接转换成电能的发电系统,预计太阳能光伏发电将逐步发展为重要的发电方式。
(3)太阳能建筑,太阳能建筑一体化设计,是指太阳能建筑中太阳能系统构件的各个组成部分与建筑设计的有机结合,这将是建筑设计发展的一个趋势。
近年来,人们越来越重视绿化所带来的景观效果,但实际上绿化所起的节能作用也是十分明显的;由于城市绿地不断减少,加之空调的大量使用,导致“热岛效应”,空气环境日益恶化,给建筑节能带来负效应。因此,在城市规划、建设的发展进程中,绿化所起到的节能作用将日益显现。
【关键词】节能设计;工业建筑;探讨
前言
在保证了建筑空间的热舒适前提下,经过技术进步、利用合理、经济合理及科学管理等多种途径降低建筑中各种能耗,进而实现建筑节能。从目前的统计来看,建筑消耗的能耗占据了我国总能耗约为28%。工业建筑无论是建造中还是运行使用都是耗能的大户,所以要提升能源利用及可持续发展必然要做好工业建筑节能。在这种形势下,探究工业建筑节能设计具有现实意义。
一.工业建筑节能的紧迫性
伴随着经济全球化及人口增长,能源危机成为了全球性的危机,节能能源成为人们追求可持续发展重要课题,并要求通过环保增强节能,通过节能来推进环保。而我国正在经济高速发展阶段,日渐凸显出经济发展、能源匮乏及环保间的矛盾。通过相关研究发现,建筑的耗能比较严重,占据了总能耗的三分之一左右,而且随着经济全球化发展该比例还是不断提升,因此做好建筑节能设计是势在必行的重要问题。
很多发达国家自从石油发生危机开始,就重视了建筑节能问题。随着工业建筑不断的增加,其能耗更是逐渐增加。但是随着建筑节能中投入了大量研究和开发,加之在工业建筑中广泛使用新技术、新材料,有效提升了工业建筑的能耗。但是对于我国来说,因为过去一直不重视节能,和其他一些国家相比较我国单位面积上的能耗超过了2.5倍,而且这种差距还在逐渐拉大。根源原因就在于我国的能源较匮乏,形势十分严峻;同时很多建筑上根据没有重视节能,严重浪费能源,严重束缚着建设节约型的社会。近些年来,伴随中全球性的能源危机继续升级,加之我国能源匮乏日渐严重,我国也熟知节能的重要性,相继了各种强制性的建筑节能标准,相继出台了各种减排政策法规,各种形式都体现出建筑节能的紧迫性,已经是刻不容缓了。
二.工业建筑节能设计
对于耗能如此巨大的工业建筑,一定要做好节能设计,这不但是我国工业建筑的重点关注问题,还是全世界人们共同努力的事情。对于工业建设节能设计不能够从单一某方面入手,笔者根据多年的经验认为应该从如下几个方面入手。
1)分区热工设计:工业建设节能不能够统一设计,要按照我国具体气候条件进行分区;按照条件我国大体分为五个区;温和地区、冬冷夏热地区、冬暖夏热寒冷地区及严寒地区。在节能设计上必须要满足的要求,在严寒地区必然要做好保温措施,而大多对夏季防热不考虑;而寒冷地区要满足确保冬季保温,有一些地方还要做好夏季防热;夏热冬冷地方就要做好夏季防热,冬季适当保温;夏热冬暖的地方要做好夏季防热,大都不用考虑冬季的保温;但是温和地区就要注意冬季保温,大都不用考虑冬季防热。
2)降低建筑物外表面积:对工业建筑进行节能设计中,有效降低建筑物外表面积,降低其体形系数。因此体系系数越小就能够方便节能,因为工业建筑外表面和外面空气直接接触,能够有效散热。根据相关标准中提出,对于比较寒冷的地区要有效限制建筑物体形系数,而其他地区因体形系数影响建筑物能耗较小,就不做限制。
3)尽量保留原有土地:事实上,水泥化的建材对太阳辐射热吸收较多,再加上现在使用空调比较普遍,严重导致空气质量日渐恶化。现在很多工业建筑在工艺设施时,都计划了大量混凝土的地坪,如果遇到这种情况最好要多保留原有土地,科学实施绿化,尽量在室外减少混凝土的土地坪,因为绿地能够散发出大量的热量,能够带走许多热量,降低地面辐射影响建筑物,有效改善工业建筑周围的热环境。比如建筑物四周都是水泥地板,经过太阳照射之后温度高的让人承受不了,而影响到建筑物种的人们正常生活。
4)优化总图布置:在设计工业建筑节能上确保生产工艺前提下,要实现节能目的就要依据前面的分区中基本规律,采用优化总图布局,做好建筑总平面合理布置、建筑的立、平及剖面的形势及自然通风、太阳辐射等各个方面,都会影响到工业建筑的耗能情况,还要确保建筑物能够在冬季最大使用太阳的辐射能量,减小采暖的负荷;确保建筑物在夏季能够最高效降低太阳辐射热并且使用自然的通风来降低温度,同时还可以减小空调的制冷负荷。
三.节能的措施
对于工业建筑节能来说,设计出来仅仅是理论上的节能,还需要将这些设计赋予到事实中,其主要节能措施要从如下几个方面入手:
①墙体-对于工业建筑来说耗能最多就是墙体,因其护结构所占面积较大,一旦护气密性以及隔热性较差必然会增大耗能。要做好墙体节能措施,就要从砌块墙体的材料、墙体形式等各个方面入手,进而达到节能目的。
②门窗-门窗是护结构主要的耗能构件,是整个建筑物中隔声、隔热最为薄弱的环节,尤其是绝热性较差,因此就要增强门窗热工性能及密闭性、控制窗墙之比、门窗框的材质导热性能等入手,实现节能的效果。
③屋面-同样屋面也是护的结构之一,其保温隔热作用同样重要,自然也要做好其节能性。同样屋面的节能措施要从两个方面入手:其一保温材料上要选择密度大及导热系数高的材料;其二不能选择吸水率过大材料,防止因吸水过多而降低了保温效果。
四.结束语
总之,随着工业建筑的投资与规模快速增加,耗能正在以惊人的速度提升,为工业建筑节能设计带来了新任务与新挑战。因此必须要从设计做起,将设计付诸于工业建筑节能实践之中,进一步提升技能技术水平,推动我国工业建筑的节能技术发展。
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【关键词】:建筑设计;节能优化;设计;分析
【导言】:伴随着经济的迅猛发展,能源消耗的额度也逐年增大,能源问题已成为焦点,其严重违背了可持续发展原则,制约了国家经济建设,阻碍社会发展。目前,建筑业耗能居于首位,我国出台了一系列的节能标准,切实贯彻落实可持续发展原则。
1、我国建筑节能设计的现状分析
由于建筑节能设计具有很强的综合性与系统性,涉及到的专业领域较为广泛,技术含量较高,使得在节能建筑设计方面依然缺乏完善的建筑设计技术,建筑设计体系也不成熟。具体现状归纳如下:
1.1建筑节能标准执行率低
由于我国各地区的气候条件和经济条件差异较大,与当前的能源节能标准尚未细化,也没有充分考虑当地的经济条件,导致所有的标准在实施过程中存在一定的问题。
1.2设计人员缺乏J识
虽然建筑业已经成为我国经济的支柱产业,但仍然存在着很多问题,在建筑行业的发展上建筑设计没有充分展现出建筑节能创新的理念,这主要是由于设计人员缺乏充分认识和了解建筑节能设计,仍沿用传统的设计过程中的设计理念,从而导致在建筑行业的建筑节能理念和技术不能得到充分的体现和应用,阻碍了节能建筑的开发应用。
1.3管理人员节能意识薄弱
建筑节能设计不仅体现在建筑中,它与建筑的管理密切相关。但在建筑节能技术应用的现状并不乐观,原因是创新和管理意识缺乏,不会使用节能建筑的设计理念,施工管理,施工企业的管理模式仍然是传统的粗放式管理应用,这显然不利于建筑节能技术。
1.4先进节能技术应用不足
当前,我国的建筑行业对国外先进技术的依赖性强,特别是在建筑节能设计技术领域。因此,先进的节能技术在节能建筑设计中不能得到充分的应用,许多设计理念仍然沿用传统的设计理念和方法,严重制约了资源的保护和环境的保护。
2、建筑设计中的节能措施分析
2.1屋面节能措施
屋面是建筑围护结构的重要组成部分,对于屋面的节能措施,在屋面进行保温隔热处理显得尤为重要。在夏季,太阳辐射很强,经受太阳辐射后的建筑屋面的温度能够达到七十摄氏度或以上的高温;在冬季,虽然太阳的辐射要弱得多,但是室内外温差却很大,从屋顶散发到室外热量非常多。基于这方面原因的考虑,很有必要对屋面采取节能设计。在屋面节能设计方法上,以把保温层铺设到建筑屋面这种方法运用得比较多。然而,为了使屋面的保温隔热效果更加的理想,则需要严格要求和控制保温材料质量。具体的做法是:第一,在设计上对保温材料的吸水率以及密度要把握好尺度,屋面自重更是要控制在合理范围之内。第二,在选取保温材料的时候,应尽量选用具有环保的、优良保温隔热性能的以及性价比高的等优点的材料。第三,设计人员还可以用蓄水或者是绿色种植的方法运用到屋面设计中。其中蓄水式的屋面能够散热,还能使屋面温度降低,绿色种植式的屋面不但可以增加建筑的绿化,队环境起到美化的作用;还可以使屋面的保温隔热效果更加理想。
2.2墙体节能措施
墙体也是建筑围护结构的重要组成部分,在墙体上采取行之有效的节能措施,能够使建筑墙体的节能效果得到很大程度的提升。对于墙体的节能设计,主要采用以下几种方法:在建筑外墙的材料选择上,采用隔热保温性能较为理想的材料;在墙体中间,将保温的材料放入其中,形成墙体和保温材料凝结在一起的复合墙体;在建筑的外墙添加保温层,不但能起到隔热的效果,还能为墙体充当保护的功能,这种方法也叫外墙外保温。如果只考虑保温节能的效果,第三种方法可以说是最佳的选择,因为室外的温度不会对外墙外的保温材料产生太大的影响。
2.3门窗节能设计
2.3.1控制建筑窗墙比
窗墙比顾名思义就是窗和墙之间的面积比,指的是窗户洞口的面积和房间立面单元面积之比,常常把窗墙比作为指标参数运用到建筑和建筑工节能设计中。其中房间立面单元面积指的是建筑的层高与开间定位线所围成的面积。不同的区域,不同的气候条件,在窗墙比的要求也很不同。尽管如此,对于门窗节能方面的措施来说,控制好建筑外窗的面积是很好的也是有效的一个途径。
2.3.2门窗玻璃的选择
着色玻璃:着色玻璃是一种节能装饰性玻璃,它不但具有良好的透明度,还可以对阳光中的热射线显示出很强的吸收能力,有效吸收太阳辐射出来的热量,从而达到隔热节能的功效。不但如此,从外面透入隔热玻璃的阳光,会被其柔化掉,大大降低阳光刺眼的程度,隔热玻璃还能把太阳光中的紫外线过滤掉,有效隔绝了紫外线对室内物品的直接作用而引起的物品褪色和变质情况的发生。镀膜玻璃:镀膜玻璃也叫反射玻璃,它是通过改变玻璃的光学性能,来达到某种特定要求的。具体来说,是将一层或者多层金属、合金或金属化合物薄膜涂镀到玻璃的表面。在建筑门窗节能中,采用的镀膜玻璃指的热反射玻璃,它具有在对热辐射进行反射时候,还能发挥很好的透光性能的优点。阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃是比较常用的镀膜玻璃,阳光控制镀膜玻璃,可以对阳光起到一定的控制作用,隔热性能极佳,从而降低了室内空调的使用率,最终达到节能的目的。这种玻璃在安装时,还要在室内侧安装膜层来延长它的使用寿命。低辐射镀膜玻璃可以放射远红外线,也可以很好地阻隔可见光里的热射线,保温效果极其理想。中空玻璃:中空玻璃是一种将两片或者三片玻璃,用高强度高气密性的复合粘结剂,将其与含有干燥剂的铝合金窗框粘结在一起,从而形成的高效隔音隔热玻璃,门窗的保温隔热性能得到很大的提升。
Abstract: China is the world's energy consumption power, for the sustainable development of ecological construction, it is crunch time reduce building energy consumption. And the construction of energy-efficient design is an effective method to raise the method of building energy consumption, but also save the economy. Therefore, as architects, even from ourselves, from different angles, based on the construction optimization of energy-efficient design standards, make full use of existing natural conditions in our country, to improve people's living environment at the same time, fully tap the potential of energy saving design, to achieve energy conservation, reduce energy consumption. I believe that in the near future, building energy efficiency design career will show in our country thriving scene.
Key words: building energy efficiency design; building energy efficiency design; importance; countermeasure research
中图分类号:TU201.5
1. 引言
建筑节能设计是整个建筑全寿命过程中每一个环节节能设计的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过合理的规划设计,采用节能设计型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能设计标准,加强建筑物节能设计设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。
2. 加强建筑节能设计的重要性
2.1整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能设计的目的。
①合理选址:建筑选址主要是根据当地的气候、土质、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,为建筑节能设计创造条件, 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:在建筑位置确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能设计的有利环境,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。
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。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能设计非常重要,在规划布局上, 可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到良好的通风效果,从而达到节能设计的目的。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尽量减少太阳辐射。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同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的,因此, 只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。
2.2单体的节能设计设计 单体的节能设计设计,主要是通过对建筑各部分的节能设计构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能设计材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能设计和改善室内微气候环境的效果。
①建筑各部位的节能设计构造设计:建筑各部位的节能设计构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对各部位的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能设计和改善室内微气候环境的效果。 ㈠屋顶的节能设计设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能设计措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温措施;③根据需要,设置保温隔热屋面。
㈡楼板层的节能设计设计。主要是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。 ㈢建筑护墙体的节能设计设计。墙体的节能设计设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上
㈣建筑门窗的节能设计设计。据统计资料, 在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能设计的问题相当重要。
㈤建筑物围护结构细部的节能设计设计。细部的节能设计设计对于建筑物的整体节能设计也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂, 影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙, 应填充保温材料。
②合理的建筑空间设计:合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件, 达到节能设计目的。
③选用建筑节能设计材料:合理选用建筑节能设计材料也是全面建筑节能设计的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能设计的原则。随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能设计效果。
3. 加强建筑节能设计的主要对策研究
3.1认真做好建筑物的规划设计,提高节能设计效果
在规划设计阶段,就应从建筑物选址、分区、建筑物和道路布局走向、建筑物方位朝向、建筑体型、建筑间距、夏冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行建筑节能设计研究,以提高节能设计效果。
3.2制定科学的照明节能设计措施
近年来,全国用电量及电负荷增长较快,已有三分之二的省出现了不同程度的缺电甚至拉闸限电现象,严重影响经济社会发展和人民生活水平提高。照明节电已成为节能设计的重要方面。实行照明节能设计的办法主要有:①选择节能设计光源。②选择节能设计的照明电器配件。③科学的节能设计照明设计,包括合理的选择照明线路;合理的选择控制开关和充分利用天然光;合理的选择照明方式;合理的选择照度值等。
3.3加强采暖系统的节能设计对位于建筑气候区为北方严寒和寒冷地区的建筑物,做好建筑物室内采暖保温工作尤为重要,同时采暖耗能也是建筑物使用能耗的“大户”,是建筑节能设计的工作重点,其主要措施有以下几点:①合理规划采暖管网,尽量缩短室外管道的长度,加强管道的保温,提高室外管道的输送效率。②优选采暖设备,改善采暖供热系统的设计和运行管理,提高锅炉的运行效率。③优化采暖供热方式,优先考虑集中供热,以最大限度地节省燃料消耗。④改革现有采暖供热收费制度,逐步实行按用热量分户计量。
【关键词】住宅;建筑节能;节能设计;可控性
引 言
能源资源对于现在各国的社会经济发展来说都是十分重要的,其不但限制着经济的发展,对于人们的生活水平和生活质量也有着一定的影响,为此世界各国对于能源问题都十分重视。建筑业是能源消耗的一个主要的行业,随着我国社会经济水平的提高,对于能源的需求也越来越旺盛,在这样的情况下,就对我国的建筑节能提出了更高的要求,建筑节能设计成为了当今建筑行业长远发展的必要途径。本文对住宅建筑中规划节能设计、室内装饰技能设计、外门窗节能设计、墙体节能设计等方面的可控性进行了研究分析,旨在更好地促进我国住宅建筑节能事业的发展。
1、我国住宅建筑规划节能设计可控性分析
规划节能设计对于住宅建设节能来说起着重要的作用,是住宅建筑节能设计的基础。为此,在进行住宅建筑规划设计的时候,应该对建筑地址的选择、建筑的间距、建筑的光照、太阳的外部环境、建筑的朝向等方面进行深入地分析调查,这样才能更好地保证住宅建筑节能的效果。对于住宅建筑的整体布局,应该充分考虑到当地的自然环境、气候指征,并结合住宅的具体功能以及居民的行为等方面进行合理的布局。
住宅在冬季的时候要能抵挡住西北方向的风,而夏季的时候还要使风覆盖到住宅区。在进行整体布局设计的时候,要尽量对小区的西北方向进行封闭,小区的开口方向以及相关的位置要进行适当的选择,这样才能使小区的避风节能方面发挥更大的功能,使气候防护单元得到一定的优化,对当地的微气候进行良好地优化。对于住宅的外部环境,不应该过度追求住宅的容积率,要保证住宅的绿化面积,这样才能保证人们居住的舒适感,楼与楼之间的间距应该进行科学的设计,这样使得住宅得到更好的采光、通风条件,给居民带来舒适的居住享受和视觉观感。
2、我国住宅建筑室内装饰节能设计可控性分析
随着人们生活品位的提高,对于舒适居室的要求也越来越严格,冬季需要有采暖的设备,夏季需要有空调的凉爽,至于各种灯光更是五花八门,需求非常旺盛,在这样的情况下,能源的消耗就进一步加大。在对室内的装饰进行设计的时候,需要考虑到建筑节能问题,对于那些可要可不要的装饰,在进行选择的时候应该理性,这样才能使室内的环境更加自然、更加环保、更加人性化。在置办室内设备的时候,应该优先选择那些功率高、耗能低的设备,诸如节能的灯具,变水、变风等节能系统,利用能够回收能量的空调等,这些都能起到减少能量消耗的目的。在对居室的装饰进行设计的时候,太阳能、风能等能源应该成为优先的选择,这些能源不但可以保持室内环境的整洁,还可以减少对室外环境的污染。
家具是人们平时使用和接触最多的,在进行选择的时候,除了其外形、尺寸之外,还需要注意其材质以及对气候变化的适应性,这样可以给居民带来舒适感。绿化在当今的家庭中成了改善室内环境的一个很好的措施,其不但能够使室内的环境变得清新、活泼,还能满足人们心理对于自然的需求。在室内装饰的色彩上,也应该科学地选择,那些对人的健康、情绪有积极作用的颜色应该优先选择,这样能够提高人们的舒适感,也能减少设备的耗能情况,对于节能也有很大的作用。
3、住宅建筑外门窗节能设计可控性分析
在住宅耗能比中,外门窗是耗散能源比较大的地方,其能耗占到了整个住宅能耗的2/3,传热损失达到1/3,冷风渗透损失达到了1/3。通过上述的数据我们可以看到对外门窗设计进行控制的必要性。为此,当住宅的采光、通风等方面的条件都能得到满足之后,应该将住宅外门窗洞口的面积尽量减小,这样就能提高外门窗的气密性,减少能源的损失,增强保温效果,起到节能的作用。具体来说,应该从以下几个方面来着手。
3.1 设置室内和室外间的温度阻尼区
这里所说的温度阻尼区,就是在住宅的室内和室外之间设置一个中间层次,这个中间层次不但可以阻止外面冷风的直接渗透,还可以减少外墙、窗的热损失。在住宅的外门窗设计中,要将住宅的北阳台的外门、窗都用封闭的阳台进行封闭,在外门处设置防风的斗门,这样可以防止冷风倒灌进来,在设计楼梯间的时候也应该将其设计成封闭状,屋顶上的入孔也应该进行封闭处理,这样才能达到理想的节能效果。
3.2 提高外门窗气密性
为了加强外门窗的节能效果,可以设置一些泡沫塑料的密封条对外门窗进行密封,或是选用那些密闭性比较好的门窗材料。墙和门窗框之间的缝隙也是热损失的主要原因,为此可以用一些带有弹性的软型材料、密封膏以及边框设灰口、弹性密闭型材料等进行密封操作;在扇与框的密封上可以选用橡塑、橡胶或是一些泡沫封条、高低缝槽等;扇与扇之间的密封可以选用一些高低缝、密封条、缝外压条等方式来完成;玻璃与之间的密封可以选用一些有弹性的压条。只有对这些方面进行良好地的处理,才能保证住宅的气密性。
4、我国住宅建筑墙体节能设计可控性分析
墙体主要的作用就是从对整体的结构进行保护,长期以来其往往以实心粘土为主要的材料,这对于我国的土地资源以及燃煤资源来说是一个很大的浪费。通过研究表明,加气混凝土外墙、夹芯复合外墙、空心砖外墙、内保温复合外墙等也能起到与粘土同等的效果,并且其不会对环境产生危害,同时还节约了资源,保温效果也不会受到影响。在选用墙体材料的时候,应该根据当地的具体情况对这些材料进行必要的选择,这样才能更好地满足建筑节能的要求,同时为我国的社会经济建设节省资源
5、结语
综上所述,能源问题是现在关系世界各国的一个重要问题,其不但涉及社会经济发展,对于我国的国家安全也有着重要的影响。建筑行业的过程本身就需要耗费大量的资源,只有降低能源的消耗才能更好地保证我国社会经济的稳定发展。而为了达到这一目的,就需要对住宅建筑进行节能设计,并严格对其进行控制,这样才能达到理想的节能效果。
参考文献:
[1]王比君 王寿华 建筑节能与屋面保温设计 [J] 建筑技术 2006(10)
[2]李雪平 西安地区居住建筑的节能体型设计[J]工业建筑 2007(03)
[3]董海荣 祁少明 姜乖妮 李春聚 寒冷地区市郊住宅建筑节能措施 [J] 工业建筑 2007 (03)
【关键词】建筑节能设计, 建筑设备节能,重要性,节能措施
【 abstract 】 the world energy consumption in China as a superpower, and for the sustainable development of ecological construction, reduce energy consumption is the delay. But the building energy saving design is to support the effective method of building energy consumption, but also save the economy method. Therefore, as architect, more should own with, from different angles, based on the building codes to energy saving design optimization, make full use of our country's existing natural conditions, in improving people living environment at the same time, fully excavate potential energy saving design, so as to realize the energy saving, reduce energy consumption. Believe in the near future, building energy efficiency design career will show in our country thriving scene.
【 key words 】 building energy efficiency design, construction equipment energy saving, importance, and energy saving measures
中图分类号: TU2 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着社会的急速发展,全世界能源短缺问题的日益加剧,可持续发展观更加深入人心,节约能源已受到我国以及全世界的普遍关注。建筑是用能大户,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,在我国,建筑能耗已超过全国能源消费总量的1/4,且呈递增趋势。因此,从可持续发展战略和能源发展战略出发,如何在满足使用者舒适度的基础上,提高建筑对能源的利用效率,更好地利用自然能源,同时降低对外界热环境的影响,亦即建筑节能的问题,是当前每一个建筑师都需要认真思考的课题。
1.建筑设备节能
1.1 空调
家用空调器选用节能型(高效制冷压缩机、换热器和风扇,采用变频调速,并匹配良好):空调器的安装位置宜不受太阳直射:不设定过低室温,经常清洗。采用热泵技术,同时满足夏季制冷与冬季采暖的需要。
1.2 电气
尽可能充分利用自然光:采用高效照明光源及灯具。
1.3 卫生器具
尽可能采用节水型卫生器具。
1. 4 废弃钢材、钢筋及废金属材料再利用或回炉加工
将废弃的钢材、钢筋等金属材料从建筑垃圾中分离出来,直接用于小型或临时的建筑设施,也可以回炉后加工生产新产品。
1.5 生产再生砖用
随着情沽燃烧技术的推广,高硫石油焦渣作为循环流(如墙体、屋顶等)和混凝土(如道路、大型建筑物中的基础、梁、板、柱等)收集、破碎至粒径
2. 节能型居住建筑设计方法
建筑节能设计应从以下几个方面考虑:1)、总体规划设计;2)、建筑单
体设计;3)、建筑设备设计。
2.1总体规划设计
2.1.1建筑选址
建筑基地不适宜选择在山谷、洼地及凹地等处.因冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。位于凹地的底层或半地下层建筑为保持所需的室内温度所消耗的能量,就会相应的增加。所以建筑基地应尽量选择在向阳、避风的地段上,为建筑争取日照创造必要的条件。
2.I.2建筑布局
利用建筑楼群合理布局,充分结合特定地点的自然环境因素、气候特征和建筑物功能。人的行为活动特点等,建立自然一人工生态平衡系统。具体体现在通过楼体排布的方案组合中,按以下原则挑选规划方案:充分利用和争取日照;避免风漏斗的出现.合理组织气流,减少建筑热损失;利用建筑外界面的反射辐射。对夏季炎热气候考虑充分。在规划布局中.可以通过建筑的手法来尽量改善日照条件,比如.a.多排多列楼栋布局中,采用错位布置,利用山墙空隙争取日j嘏;b.点、条组合布局时,点式住宅布置在朝向较好位置,条式布置其后,争取日照。
2.1.3建筑形态
节能建筑的形态不仅要求体型系数(外表面积/体积)小,同时需要夏季日辐射得热少,冬季还需要对避寒风有利,但满足此三项需要的建筑形体常不一致,因此应考虑多种因素的制约,包括当地夏季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的风环境情况。需要具体权衡得热和失热的具体情况,优化组合各项因素后得出结论。仅从夏季得热的角度,建筑应有合适的长宽比。加大进深由8m增加到14m,可以使建筑耗热指标降低11%一33%,因此对于1000―8000m2的住宅,进深控制在12~14m有利于建筑节能。
2.1.4建筑间距
阳光对于个人不仅有卫生学的意义,同时对人的心理及精神也具有一定的影响。它不但是热源,同时还可以提高室内的日照水平,保证住宅室内具有~定的日照量,从而决定建筑间最小间距。并结合其他条件综合考虑建筑群体的布置。建筑采用斜屋顶在满足日照的前提下可以缩小住宅
问距。
2.1.5建筑通风
适当布置建筑物,冬季降低冷风风速,可减少建筑物和场地表面热损失,节省能耗;夏季可以组织良好的通风,在建筑物之间及建筑内部形成良好过堂风。
2.1.6建筑朝向
朝向的选择考虑因素有:冬季具有适量和一定质量的日光照入室内;炎热季节尽量减少太阳直射室内及居室外墙面;夏季通风良好,冬季避免冷风吹袭;充分利用地形和节约用地;照顾居住建筑群体组合的需要。
2.1.7环保概念的体现
环保一个重要的体现方面是小区绿化。小区绿化要综合考虑绿化覆盖率、人均公共绿地指标和生物多样性、植被的生态效应等诸多因素。可以考虑乔灌草相结合,以乔木为主;同时建议多布置立体绿化,见缝插绿;步行道、停车坪、水体护岸和水底地面不宜一概“硬化”,应该给大地以透水透气的余地。屋顶绿化不仅可以改善小区的环境绿化条件。还能改善建筑屋面的热工性能。
2.2 单体的节能设计
单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能设计构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能设计材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能设计和改善室内微气候环境的效果。建筑各部位的节能设计构造设计:建筑各部位的节能设计构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对各部位的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能设计和改善室内微气候环境的效果。
㈠ 屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能设计措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温措施;③根据需要,设置保温隔热屋面。
㈡ 楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。
㈢ 建筑护墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上
㈣ 建筑门窗的节能设计。据统计资料, 在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能设计的问题相当重要。
㈤ 建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能设计也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
②合理的建筑空间设计:合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能设计目的。
③选用建筑节能设计材料:合理选用建筑节能设计材料也是全面建筑节能设计的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能设计的原则。随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能设计效果。
3. 结语
建筑节能设计有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
参考文献:
【1】宋丽娟.建筑节能设计在建筑设计中的应用.山西建筑.2003
【2】杨子江.建筑屋面节能设计技术.工业建筑.2005
关键词:高层建筑;节能;设计应用
Abstract: in our country, the energy conservation of the building has become one of the important architectural design of the index requirements, especially in the urbanization construction process, a lot of high-level and tall building constantly emerging, completes the high-rise building energy-saving design, not only can greatly promote the construction of energy-saving design code extension of the concept, but also promote the whole society to building energy efficiency attention, and then give sufficient attention, which drive the national environmental protection building energy efficiency low carbon the development of the career.
Keywords: high building; Energy saving; Design application
中图分类号: TU97文献标识码:A文章编号:
随着城市化发展进程的进一步提高,高层建筑在提升城市形象、节约土地资源等方面具有较大优势,而随着近年来我国房地产的进一步发展,众多的高层建筑如雨后春笋般拔地而起。特别是采用钢结构玻璃幕墙设计的地标性建筑,在城市规划建设中占了较大一部分比重。但是随之而来也衍生了一系列问题,诸如的光污染、高耗能等等,因此针对高层建筑设计的节能应用成为最新的研究课题。
一、高层建筑的节能规划要求
在《公共建筑节能设计标准》中明确表述,公共建筑的总体规划应与单体建筑相协调,充分考虑各种宏观因素对单体布局的影响,充分利用所在地区的天然热源、风源等来实现每一栋住宅建筑单体夏季都有充足的迎风面,冬季都有充足的日照,以满足采暖、通风与采光的要求。这一要求作为建筑节能设计的基本原则,原则上不允许逾越。但是在我国的城市规划中,大部分并没有留有充足的楼间距,特别是在一些旧房改造项目中,新建高层建筑与原有旧危房间的楼间距及设计标准远未能达到节能要求。而且在诸如地区、朝向、方位、建筑布局、地形地势等考量上,无法得出一个最优化设计方案。因此只能以减少自然通风为手段进行弥补。
再者,单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响,特别是高层建筑群内部易受到回旋涡流的作用,容易出现死角,不利于室内的自然通风,从而形成不利的小区微气候。因此,为了营造绿色舒适的小区微环境,必须调整好单体之间的组合,使每栋建筑物处于周围建筑物的气流旋涡区之外,避免出现滞流区。但是在小区的总体设计中,很难达到同步的设计总平规划,特别是在一些改造型社区和新建大型住宅小区,往往由于市政规划的变化而导致总体布局的一改再改,无法达到原有节能规划的要求。
另外,绿化和水体可以改善小区的微气候。目前一些单体高层建筑设计在中间加建绿化平台或通风平台,并适宜的布置水体及绿化,甚至在屋顶和建筑墙面进行立体绿化设计,以此进一步改善室内外的物理环境,减少热岛效应,改善局部气候,保证高层建筑物内的空气温度、空气湿度、气流速度和热岛强度等各项指标符合健康舒适和节能要求。但是随之而来的,也有建筑物绿化养护和维护问题,毕竟绿化设施并不是刚性维护设施简单的建筑体,而有自我生长空间和变化因素,随着时间的推移都需要更换植物和变更立体绿化设计方案。因此,对于高层建筑而言,最为首要的是加强建筑结构本身的节能措施,其效果远比增加不必要的维护措施要好。
二、目前高层建筑节能设计存在问题及原因分析
1、高层建筑节能设计意识淡薄。
我国的高层建筑设计目前仍处在一个不太成熟的阶段,高层建筑节能设计不被重视,导致建筑物设计贪大求高,容积率过高、绿化率偏低,相邻的建筑物互相遮挡,无论是采光和通风条件都缺乏互补的规划设计措施。高层建筑设计都将重点放在追求外立面形式的新颖独特、使用功能的创新优化及安全性能的稳定高效上,却往往忽视了对周围环境的保护及建筑耗能的降低,导致大部分高层建筑落成使用之后,需要常年开灯、高耗使用,造成巨大的浪费。而且目前的高层建筑设计片面追求地标性,缺乏意识上的主导,忽视节能环保的倾向。
2、高层建筑的建筑节能优化设计技术与事实不相适应。
3、建筑节能设计标准所能约束的节能技术并未细化至高层甚至超高层建筑,缺失评价方法。
4、高层建筑的节能设计生搬硬套欧美体系及标准,缺乏地区适应性。
大量的外国咨询公司介入国内的重大项目的节能咨询,但是却中国建筑节能标准把握不够,而且不了解地区性的气候资源、技术能力、经济水平等,屡屡导致围护结构选型上出现了不切实际的不合国情的错误设计,例如在我国南方地区高层建筑设计时片面推介欧、美等高纬度寒冷地区所流行的双层通风玻璃幕墙系统、外墙外保温系统、智能化内遮阳系统等,造成大量建成后的隐患。
三、高层建筑节能设计应用措施
1、对建筑位置布置及朝向进行优化,不能盲从所谓风水学。
高层建筑的节能设计应顺从于建筑城市的风玫瑰特性,按其季风气候及小环境进行布置设计,而不应盲目听从业主的要求和所谓风水学的迷信。高层建筑的朝向定位应成分考虑日照时间和日照朝向,比如说在北回归线以北地区,光照为南射向,这时就应避免过高的容积率毅保障建筑的使用有充足的日照要求。寒冷地区城市规划应注重应用日照原理,合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能。如,在北纬40 度~45 度地区,冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍,而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2.5倍,不同朝向,不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。
2、外墙结构墙体优化设计,合理采用保温及隔热材料。
外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料。目前在北方地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。而在南方地区,则应注重隔热效果,一般而言在进行防渗处理的同步对墙体进行隔热材料基层处理,完全可以达到隔热要求。特别是在顶楼和西晒位置,需要在外墙和内墙均设置轻型隔热层,就能最大限度的降低能耗。
3、采用空心混凝土砌块进行砌筑,利用空气最大程度的保障保温和隔热效果。
在欧美各国普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,例如美国研制的TB 型保温隔热复合砌块;波兰的咬合式保温砌块,两块组合成320 厚墙体,在空心砌块内填入高效保温材料,可以有效的降低墙体传热系数。在我国,新型的混凝土空心砌块的研发、生产和应用也越发热门。由于混凝土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端,已经在北京、上海等多地的高层建筑中推广使用。
4、高层建筑外立面形态宜简洁流畅,避免复杂构造。
建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一,体形系数越大耗能越多。因此,基于能量损耗的考虑,高层建筑的形体变化不宜过多、复杂。
四、结束语
高层建筑节能设计是作为建筑节能的重要发展课题,也是能源可持续利用的有效办法。而作为设计师,应该加强业务学习,多从国外同类项目借鉴先进的设计理念和设计经验,但是却不应盲目照搬,应该从不同角度和实际情况出发,以建筑设计规范为准绳,对建筑节能进行优化设计,充分利用型式、结构等各种优化措施来减少能源消耗,完善高层建筑的节能设计指标。
参考文献:
[1]姜晓明.高层建筑节能设计[J].四川建材,2008年第05期.