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中圖分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速穩(wěn)定增長,建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅速,人們對(duì)住宅的要求也越來越高,使得采暖和空調(diào)設(shè)施激增,諸多因素導(dǎo)致建筑能耗大幅度增加,預(yù)計(jì)到2050 年,建筑能耗將占國家總能耗的1/3。因此,建筑節(jié)能工作是國家節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,以節(jié)約能源、減少污染為核心的可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)理念也逐漸成為當(dāng)今建筑師不懈追求的目標(biāo)。
一、建筑節(jié)能的含義
建筑節(jié)能就是建筑全壽命過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過程中,通過采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備,執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)建筑物節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行管理,合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運(yùn)行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。
二、建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性
目前世界范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣是種傳統(tǒng)能源日趨枯竭,人類將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)帷L(fēng)力、太陽能和核能,而我國的能源問題更加嚴(yán)重。隨著城市建設(shè)高速發(fā)展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此,建筑行業(yè)全面節(jié)能勢(shì)在必行。而建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是全面的建筑節(jié)能中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié),因?yàn)樗欣趶脑搭^上杜絕能源的浪費(fèi)。建筑整體及外部環(huán)境設(shè)計(jì)是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設(shè)計(jì),使建筑獲得一個(gè)良好的外部微氣候環(huán)境,達(dá)到節(jié)能的目的。
三、建筑設(shè)計(jì)的建筑節(jié)能方法
1、合理的規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)
合理的建筑規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)能有效地適應(yīng)惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對(duì)建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應(yīng)草原的惡劣氣候,起到減少建筑的散熱面積、抵抗風(fēng)沙的效果;對(duì)于沿海濕熱地區(qū),引入自然通風(fēng)對(duì)節(jié)能非常重要,在規(guī)劃布局上,可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓,即使在無風(fēng)時(shí)也能形成通風(fēng),在建筑體型設(shè)計(jì)上形成風(fēng)洞,使自然風(fēng)在其中回旋,得到良好的通風(fēng)效果,從而達(dá)到節(jié)能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并盡量減少太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素,建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向同時(shí)滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此,只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失,找到一個(gè)平衡點(diǎn),選擇出適合這一地區(qū)氣候環(huán)境的最佳朝向和較好朝向。
2、住宅平面的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
住宅平面設(shè)計(jì)中首要問題是確定適當(dāng)?shù)奶仔兔娣e。因?yàn)檫m當(dāng)?shù)慕ㄖ娣e不但可以節(jié)約用地(建筑行業(yè)“四節(jié)”之一)還可以大大節(jié)約建筑用材,減少營造、維護(hù)與使用過程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節(jié)能效果。由于我國地處北半球,太陽高度角和方位角變化規(guī)律使南朝向?yàn)樽顬楣?jié)能的建筑朝向,此朝向夏季可減少太陽輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,而且此朝向建筑與我國夏季盛行的東南風(fēng)差不多成垂直關(guān)系,容易形成穿堂風(fēng),而又避開了冬季盛行的西北風(fēng)。因此,將住戶長時(shí)間活動(dòng)的居住空間(如廳、主要臥室)設(shè)于日照通風(fēng)條件最佳的南向位置,利用自然環(huán)境使室內(nèi)達(dá)到最大的舒適度,為住戶節(jié)約采暖和空調(diào)的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間,所以建筑平面誼設(shè)計(jì)成南北向。對(duì)于日照、通風(fēng)條件較差的北朝向與長時(shí)間接受太陽輻射的東西向可布置些平面功能比較次要的電梯、樓梯、管道井、機(jī)房、衛(wèi)生間、廚房等,以擋住日照直接照射主要房間,避免冬季西北風(fēng)灌入。經(jīng)調(diào)查,在其他條件相同的情況下,南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低5%左右。
3、 建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)
( 1) 屋頂和地面的節(jié)能設(shè)計(jì)。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個(gè)重要部分, 主要節(jié)能措施為:①采用坡屋頂; ②加強(qiáng)屋面保溫; 根據(jù)需要, 設(shè)置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。
( 2) 樓板層的節(jié)能設(shè)計(jì)。主要是利用其結(jié)構(gòu)中空空間, 以及對(duì)樓板吊頂造型加以設(shè)計(jì)。如將循環(huán)水管布置在其中, 夏季可以利用冷水循環(huán)降低室內(nèi)溫度, 冬季利用熱水循環(huán)取暖。
( 3) 建筑墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)。新型墻體材料節(jié)能、節(jié)土利廢的效果十分明顯。我國現(xiàn)有的空心磚、混凝土砌塊、多種利廢磚、加氣混凝土等新材料的生產(chǎn)平均能耗每萬塊為0.7t 標(biāo)準(zhǔn)煤, 比實(shí)心粘土磚每萬塊為1.32t 標(biāo)準(zhǔn)煤約低47% , 為此我們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)中采用各類新型墻體材料。
( 4) 門窗的絕熱:窗的結(jié)構(gòu)形式常采用以下3 種方法:①利用雙層窗玻璃,在寒冷地區(qū)可以設(shè)置三層窗。②利用能反射紅外線的玻璃或利用貼有能反射紅外線的合成樹脂薄膜的玻璃。③利用上述二者的復(fù)合形式。同時(shí)應(yīng)合理選擇窗內(nèi)材料,在既需采暖又需制冷的地區(qū),原則上宜選用以吸熱玻璃、熱反射玻璃為原料制成的中空玻璃。同時(shí)也應(yīng)指出,在我國目前的經(jīng)濟(jì)條件下,應(yīng)努力發(fā)展和推廣在普通玻璃上貼隔熱膜的做法, 以代替節(jié)能玻璃的使用。在密封材料上應(yīng),改變目前在同一密封部位僅采用單一材料進(jìn)行密封的做法, 應(yīng)采用在性能上互為補(bǔ)充的多種密封材料在同一部位進(jìn)行密封,則接縫具有更好的綜合性能。并應(yīng)逐步推廣采用三級(jí)密封方式。
4、建筑遮陽系統(tǒng)
建筑設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的設(shè)計(jì)中, 可以根據(jù)業(yè)主的要求和當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件, 靈活應(yīng)用不同類型的遮陽措施。具體主要可以做到以下幾點(diǎn)要求:
(1)因地制宜的原則。由于各地的地理緯度、氣候的差異, 各地建筑的遮陽時(shí)間不盡相同。夏熱冬冷地區(qū)不僅夏季炎熱, 而且冬季寒冷, 采光保溫與夏季遮陽同等重要, 應(yīng)遵循夏季遮陽不能遮擋冬季陽光的原則。盡可能在現(xiàn)有的遮陽模式中, 選擇較為合理的遮陽方式, 如永久性可控式遮陽、中懸窗、落葉喬木等遮陽形式, 對(duì)其加以分析改造, 形成具有鮮明地域特色的遮陽手法。
(2)平面布局原則。在平面布局中, 為防止夏季受強(qiáng)烈的太陽輻射的影響, 房間應(yīng)避免東西向, 至少西向不大面積開窗。在總體布局時(shí), 可利用建筑物之間相互遮擋的方法, 盡量減少遮陽構(gòu)配件的使用。建筑物的縱軸盡可能為東西向或接近東西向, 把大多數(shù)房間安排為南北向。如陽臺(tái)、外廊、凹廊等, 利用其自身的凹凸變化可形成自遮陽。這些功能性空間, 不僅可解決正常使用需要, 還借助自身的空間特點(diǎn)取得了良好的遮陽功效,一舉兩得。這些處理手法在建筑設(shè)計(jì)時(shí)都有很大的設(shè)計(jì)空間。
(3)房間功能的差異性。性質(zhì)不同的房間, 衛(wèi)生、光線攝入標(biāo)準(zhǔn)不一樣, 對(duì)遮陽要求也不同, 不能一概而論。例如陳列室、展覽館、醫(yī)院手術(shù)室、實(shí)驗(yàn)室、書庫及其他特殊車間, 直射陽光中的紫外線對(duì)書籍、文物、藝術(shù)品、藥品等有褪色、變質(zhì)作用, 因此往往不允許直射光射入室內(nèi)。在一般情況下, 應(yīng)根據(jù)最不利的日照角度設(shè)計(jì)遮陽。而學(xué)校教室、閱覽室等地方, 一方面要求防治夏季室內(nèi)過熱, 又要防止強(qiáng)光照在工作面上產(chǎn)生眩光, 刺激眼睛造成眩目現(xiàn)象, 妨礙視覺正常工作, 同時(shí)要求有良好的自然采光。這時(shí)的遮陽設(shè)計(jì)主要是將直射光變成柔和的反射光照在天棚上再折射進(jìn)入室內(nèi)。
(4)遮陽對(duì)建筑外觀的影響。一般人都認(rèn)為窗戶的設(shè)計(jì)只能平板化, 但由國外的許多優(yōu)秀案例我們不難發(fā)現(xiàn)以輕巧的金屬板設(shè)計(jì)成優(yōu)美的遮陽形式并成為建筑造型有趣的一部分。遮陽系統(tǒng)在玻璃上形成光影效果, 體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑藝術(shù)的美學(xué)效果。
總之,全面的建筑節(jié)能有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用,緩解我國能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾;有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展;有利于長遠(yuǎn)的保障國家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。
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中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、房屋外墻體節(jié)能施工技術(shù)
1、普通墻體施工
外墻體的磚承重墻一般采用整磚平砌,孔洞垂直方向且長圓孔順墻長方向設(shè)置,空心磚不宜砍鑿,不夠整磚時(shí)用實(shí)心磚外砌,墻中洞口預(yù)埋件和管道處,應(yīng)用實(shí)心磚砌筑,并在砌筑時(shí)留出或預(yù)埋,不得隨意鑿孔和用水泥砂漿填孔,避免外墻體出現(xiàn)通縫、不密實(shí)、冷熱橋的現(xiàn)象。在空心砌塊墻體中,施工技術(shù)部門根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖和工程的具體要求及施工條件繪制砌塊排列圖。要針對(duì)砌塊建筑的墻體熱阻值低、砌體和粉刷易開裂、灰縫和裂縫處易滲漏等不利因素,從施工角度采取技術(shù)措施予以確保。
2、墻體保溫施工
墻體保溫系統(tǒng)的施工是墻體節(jié)能措施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。墻體的保溫層通常設(shè)置在墻體的內(nèi)側(cè)或外側(cè),設(shè)在內(nèi)側(cè)技術(shù)措施簡單,但保溫效果不如外側(cè),設(shè)在外側(cè)可節(jié)省使用面積,但粘結(jié)性差,措施不當(dāng)易產(chǎn)生開裂、滲水、脫落、耐久性減弱等問題,造價(jià)一般也高于內(nèi)設(shè)置。施工工藝一般采用抹灰、噴涂、干掛、粘貼、復(fù)合等方式。施工中應(yīng)注意:
基層作清潔、修平、濕潤處理,表面不易粘結(jié)的混凝土墻、梁、柱等部位打毛或刷粘結(jié)劑。
按設(shè)計(jì)要求彈標(biāo)準(zhǔn)水平線、踢腳線或墻裙線,門窗洞四周宜用水泥砂漿抹寬50mm護(hù)角。為保證保溫層厚度墻面應(yīng)做標(biāo)準(zhǔn)灰餅、沖筋。每次抹灰厚度以10mm左右為宜,當(dāng)?shù)讓禹g凝且表面有一定強(qiáng)度后再繼續(xù)下一層。應(yīng)注意保濕養(yǎng)護(hù)但不能水沖。砂漿硬化期間嚴(yán)禁撞擊和振動(dòng)。
為防止首層墻面受到撞擊后在抹灰面層與保溫材料內(nèi)造成孔洞,在首層窗臺(tái)以下墻面加貼一層玻璃纖維網(wǎng)格布。底層墻外表面在墻體防潮以下,要做防潮處理,以防止地面水分通過毛細(xì)作用被吸到保溫層中影響保溫層的使用壽命,防潮處理采用涂刷氯丁型的防水涂料,待涂料表面干燥后再在其表面上噴涂一層界面劑即可做保溫施工。
二、門窗節(jié)能技術(shù)
1、采用新型玻璃
低輻射玻璃是在表面鍍上一層半導(dǎo)體氧化物、一錫氧化物等涂層薄膜制成,主要特點(diǎn)是反射率低。這種玻璃對(duì)可見光和近紅外的透光率較高,反射率較低,可大量獲得太陽輻射能,但對(duì)常溫下的長波紅外熱的透光率很低,反射率較高,因而保溫性能很好。如制成中空玻璃,傳熱系數(shù)可低至普通單層玻璃的1/3~1/4,特別適于以采暖為主的北方地區(qū)使用,夏天也有一定的隔熱效果。
2、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,JGJ26-1955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作了嚴(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20%,30%,35%”。
3、提高住宅外窗的氣密性
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、彈性密閉型材料、密封膏以及邊框設(shè)灰口密封;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。
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)有中間層次,這一中間層次像熱閘一樣可阻止室外冷風(fēng)的直接滲透,減少外墻、外窗的熱損耗。在住宅中,將北陽臺(tái)的外門、窗全部用密封陽臺(tái)封閉起來,外門設(shè)防風(fēng)門斗,防止冷風(fēng)倒灌,樓梯間設(shè)置成封閉式的,對(duì)屋頂上入孔進(jìn)行封閉處理等措施均能收到良好的節(jié)能效果。
三、屋面節(jié)能技術(shù)
1、合理選擇保溫材料
通常屋面節(jié)能是將容重低、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率低、有一定強(qiáng)度的保溫材料設(shè)置在防水層和屋面板之間??蛇x擇的保溫材料很多,板塊狀有加氣混凝土塊、水泥或?yàn)r青珍珠巖板、水泥聚苯板、水泥蛭石板、聚苯乙烯板、各種輕骨料混凝土板等;散料加水泥等膠結(jié)料現(xiàn)場(chǎng)澆筑的有珍珠巖、蛭石、陶粒、浮石、廢聚苯粒、爐渣等。屋面保溫隔熱材料選用時(shí),一定要按設(shè)計(jì)和有關(guān)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范,在容重、導(dǎo)熱系數(shù)、吸水率、外觀等性能參數(shù)上重點(diǎn)把關(guān),貯存時(shí)要注意防水防潮,施工時(shí)嚴(yán)格按配合比和施工工藝操作,必要時(shí)要進(jìn)行試配
2、實(shí)行倒置式屋面
所謂倒置式屋面,就是將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層與防水層顛倒,把保溫層放在防水層的上面。工程中常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛭石、礦棉巖棉等都是非憎水性的,這類保溫材料如果吸濕后,其導(dǎo)熱系數(shù)將陡增,所以才出現(xiàn)了普通保溫屋面中需在保溫層上做防水層,在保溫層下做隔汽層,從而增加了造價(jià),使構(gòu)造復(fù)雜化。同時(shí)防水材料暴露于最上層,加速其老化,縮短了防水層的使用壽命,故應(yīng)在防水層上加做保護(hù)層,這又將增加額外的投資。
3、屋面綠化房
屋建筑實(shí)行屋面綠化,可以大幅度降低建筑能耗、減少溫室氣體的排放。有研究顯示,夏季綠化屋面與普通隔熱屋面比較,表面溫度平均要低6.3℃,屋面下的室內(nèi)溫度相比要低2.6℃;同時(shí)明顯降低了建筑物周圍環(huán)境溫度,而建筑物周圍環(huán)境的溫度每降低1℃,建筑物內(nèi)部空調(diào)的容量可降低6%;種植屋面保溫效果很明顯。
4、其他節(jié)能技術(shù)
現(xiàn)在,不少樓盤越來越怪異,建筑表面積增大,造成夏季太陽輻射也就越多,由于缺乏有效的立體化、綜合化的措施,達(dá)不到有效的“調(diào)溫”作用,導(dǎo)致能耗增加。因此,建筑節(jié)能設(shè)計(jì),首先,應(yīng)根據(jù)地形、環(huán)境條件、氣候資料等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì),這也是最根本的前提。
其次,建筑單體設(shè)計(jì)要避免單純追求造型而不考慮使用功能,合理設(shè)計(jì)建筑體型,減少體型系數(shù),盡量選用自然采光、自然通風(fēng)的形式,避免黑房、黑廁、黑廚房等??傊?jié)能建筑的墻體、門窗、屋面的保溫隔熱施工是節(jié)能效果的關(guān)鍵,所以務(wù)必要施工單位各部門、各工序嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和材料施工工藝的技術(shù)措施執(zhí)行,做好各質(zhì)量控制點(diǎn)的驗(yàn)收。
中圖分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1、概述
1.1、我國建筑能耗狀況
目前我國房屋建筑總量達(dá)到400億,其中建筑規(guī)模占世界領(lǐng)先位置。2011年我國建筑能耗約占全國商品能源消費(fèi)總量的20%,2013年我國建筑能耗所占比例迅速上升至29%。近年來空調(diào)建筑總量迅速增加致使建筑能耗增長速度比能源生產(chǎn)增長速度高出許多。據(jù)2003年新聞報(bào)道資料顯示,我國未來20年的建筑用能比例必定較2000年提高約10%,甚至隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提高至35~40%。1986年我國建筑節(jié)能工作正式啟動(dòng),截至2013年,我國節(jié)能建筑總面積達(dá)10億,但與我國房屋建筑總量相比,我國高能耗建筑所占比例依然相當(dāng)大??傮w而言,我國建筑能耗現(xiàn)狀包括:建筑能耗所占比例越來越大、人均常規(guī)能源資源越來越少、高耗能建筑對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的阻礙作用越來越明顯。若想實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,必須全面推行建筑節(jié)能。
1.2、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性
建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)是我國的基本方略,社會(huì)的快速發(fā)展一方面能夠?yàn)槿祟悗斫?jīng)濟(jì)、物質(zhì)的享受,同時(shí)也要注意的是世界能源是有限的,浪費(fèi)資源會(huì)使得人類在將來面臨更多的問題和困境。基于建筑設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能方法的探討是十分有必要的,節(jié)能設(shè)計(jì)是生態(tài)發(fā)展的根本,也是驅(qū)動(dòng)社會(huì)朝著更加文明、友好、和諧發(fā)展的原動(dòng)力。所以,只有提高節(jié)能的策略和方法,才能夠讓人類更好地前行。
2、建筑設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原則和出發(fā)點(diǎn)
2.1、與氣候條件相適應(yīng)的基本原則
氣候適應(yīng)性原則是建筑設(shè)計(jì)節(jié)能的重要出發(fā)點(diǎn)和原則,對(duì)于不同地區(qū)來說,氣候因素往往會(huì)存在著較大差異,這也正是為什么不同地區(qū)的建筑有著不同的特色。在建筑設(shè)計(jì)過程中,要想能夠最大限度地節(jié)省能源,就要充分地利用本地現(xiàn)有的自然資源,例如氣候要素:太陽能、風(fēng)能、水等等。同時(shí)更要能夠消除惡劣的氣候環(huán)境影響。在“趨利避害”的基礎(chǔ)之上,結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu),善于使用材質(zhì)較好的材料,為室內(nèi)的環(huán)境營造良好的氣氛,提高室內(nèi)的舒適感。氣候條件能夠?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)充分地節(jié)能,從客觀的自然環(huán)境出發(fā)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì),能夠節(jié)省資源和能源,同時(shí)也能夠提高建筑效率,促進(jìn)建筑行業(yè)的快速發(fā)展。
2.2、從整體出發(fā)進(jìn)行規(guī)劃
在建筑設(shè)計(jì)過程中往往不能缺少整體規(guī)劃,所謂整體規(guī)劃就是要在建筑工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐的整個(gè)過程中,進(jìn)行節(jié)能方面的思考和認(rèn)識(shí),進(jìn)而在以后系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的各個(gè)步驟進(jìn)行有效的節(jié)能。從整體出發(fā)進(jìn)行建筑節(jié)能的規(guī)劃和實(shí)踐,說到底就是一種宏觀層面的管理,它更加側(cè)重對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的規(guī)劃、整體結(jié)構(gòu)的設(shè)想和反思,是整個(gè)設(shè)計(jì)過程不可缺少的環(huán)節(jié)。只有在宏觀層面對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行節(jié)能方法的探索,才能夠有效地促進(jìn)接下來的具體工作順利地實(shí)施下去。
2.3、綜合分析,多手段配合
對(duì)建筑節(jié)能問題的探討除了宏觀層面的控制和管理,還需要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的管理,即深入建筑設(shè)計(jì)的具體工作之中去,進(jìn)行綜合性地分析,不能夠只是從某個(gè)環(huán)節(jié)入手,重視其中的一個(gè)環(huán)節(jié),忽視了各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接和系統(tǒng)性。建筑的選址、規(guī)劃、布局、建造等環(huán)節(jié)的實(shí)踐過程中,可以通過使用相關(guān)的新型材料、設(shè)備和產(chǎn)品進(jìn)行節(jié)能,嚴(yán)格相關(guān)的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)更要積極地加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)的管理和監(jiān)督。能夠采用多種手段進(jìn)行建筑節(jié)能的設(shè)計(jì),比如整個(gè)建筑過程中的排水、照明、通風(fēng)、采暖等問題,也需要進(jìn)行充分地分析,讓這些工作成為一個(gè)綜合的系統(tǒng)來節(jié)能,往往會(huì)產(chǎn)生良好的效果。
3、建筑設(shè)計(jì)的建筑節(jié)能方法的探討
3.1、整體布局
整體布局的關(guān)鍵在于建筑本身與周圍環(huán)境的有機(jī)平衡。以節(jié)能為出發(fā)點(diǎn),就要求我們?cè)谝?guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)盡可能因地制宜,采用當(dāng)?shù)氐脑牧?,尊重?dāng)?shù)貧v史文化,同時(shí)當(dāng)?shù)氐淖匀缓蜌夂蚯闆r也是影響建筑設(shè)計(jì)的重要因素。只有尊重建筑與人文環(huán)境的這種動(dòng)態(tài)平衡,才可能使得建筑成為更加節(jié)能化又不失美感的地域特色。
3.2、建筑材料的選取
建筑施工材料的選取是綠色環(huán)保理念的最重要體現(xiàn)。如果一處建筑物擁有科學(xué)、合理的節(jié)能構(gòu)造規(guī)劃設(shè)計(jì),再配以環(huán)保節(jié)能的材料選擇,必定會(huì)收到事半功倍的效果。建筑節(jié)能材料的選擇和使用必須按照綠色、環(huán)保、健康、高效的規(guī)則來進(jìn)行?,F(xiàn)階段,科學(xué)技術(shù)日新月異,已經(jīng)出現(xiàn)了許多新型節(jié)能環(huán)保材料,這些新興節(jié)能環(huán)保材料的研制和開發(fā)也是遵循綠色、環(huán)保、健康、高效的原則來生產(chǎn)的。因此,選取這些新型節(jié)能的環(huán)保材料,并將其投入進(jìn)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中,可以收到良好的節(jié)能、環(huán)保效果。諸如新型玻璃、新型保溫隔熱材料、防水降溫墻體等等。
3.3、建筑物整體形狀與外部環(huán)境的環(huán)保設(shè)計(jì)
太陽輻射與空氣流動(dòng)是決定城市居民住宅內(nèi)氣候環(huán)境和舒適性的兩大主要因素。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)太陽高度角、太陽輻射量來合理、科學(xué)地選擇和規(guī)劃建筑物的朝向,通過降低太陽輻射達(dá)到節(jié)能減排、自然通風(fēng)的效果。因此在設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)要根據(jù)我國的大陸性季風(fēng)氣候?yàn)橹鞯臍夂蛱卣鳎x取夏季主導(dǎo)風(fēng)向,以便于通風(fēng),增加居民居住的舒適度。建筑物整體形狀與外部環(huán)境的環(huán)保設(shè)計(jì)主要是根據(jù)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)者立足在整體綜合設(shè)計(jì)概念,要求要與環(huán)境分析家、能源分析家、結(jié)構(gòu)搭配師等的緊密配合。在對(duì)建筑物實(shí)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮周圍自然環(huán)境和人工環(huán)境,堅(jiān)持“以人為本,尊重自然”的原則。此外,必須要分析建筑物所處的環(huán)境氣候特征,盡量選擇自然環(huán)境優(yōu)良,能帶動(dòng)室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)的地理位置。其次,建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的環(huán)保設(shè)計(jì)必須充分考慮建筑物與外部環(huán)境的相互影響關(guān)系,堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的低碳節(jié)能環(huán)保的綠色之路。
3.4、建筑朝向設(shè)計(jì)
在進(jìn)行朝向選擇時(shí),要全面考慮當(dāng)?shù)貧庀髼l件、建筑用地、地理環(huán)境等,以節(jié)約用地為宗旨,優(yōu)先采用本地區(qū)最佳或接近最佳的朝向,滿足冬季能爭(zhēng)取更多的日照,從長期實(shí)踐證明,我國各地區(qū)較為適宜的建筑朝向就是南向,但是在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)時(shí),會(huì)有很多因素制約,全都采用南向那是不可能的,因此,合理確定朝向應(yīng)因地制宜,從而能夠使得節(jié)能和舒適性要求得到滿足。
3.5、建筑各部分構(gòu)造設(shè)計(jì)
屋頂節(jié)能設(shè)計(jì),屋頂作為建筑物與大氣直接接觸的構(gòu)造,屋頂?shù)墓?jié)能方法主要有采用斜坡屋頂或者增加屋頂?shù)谋?,根?jù)實(shí)際需求,可以在屋頂設(shè)置隔熱層;樓板層節(jié)能設(shè)計(jì),對(duì)樓板層的利用主要是由于樓板具有中空特性,對(duì)樓板的吊頂造型要進(jìn)行設(shè)計(jì),比如可以把循環(huán)水管穿入其中,夏季通入冷水可以降低室溫,冬季通入熱水,可以取暖;墻體節(jié)能設(shè)計(jì),建筑外墻墻體采用新型節(jié)能材料的效果還是十分明顯的,我國建筑外墻所采用的混凝土砌塊、空心磚、加氣混凝土、多種利廢磚等新材料的生產(chǎn)能耗比傳統(tǒng)的實(shí)心磚能耗降低將近一半,因此外墻設(shè)計(jì)中采用新材料進(jìn)行施工是節(jié)能建筑的必然趨勢(shì);門窗節(jié)能設(shè)計(jì),建筑的,門窗的隔熱保溫能力相對(duì)較差,冷風(fēng)也容易從門縫中進(jìn)入室內(nèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì),通過門窗流失的能量占建筑耗能的百分之四十左右。因此改善門窗的隔熱保溫性能對(duì)于節(jié)能建筑十分必要。
總言之,現(xiàn)在,在建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用節(jié)能技術(shù)已經(jīng)受到了人們的關(guān)注和認(rèn)可,而其所突出的環(huán)保這一特點(diǎn)也得到了國家有關(guān)部門的大力支持和重視,節(jié)能技術(shù)的發(fā)展前景具有較大的潛力。與此同時(shí),節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中,也有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義,不但能夠進(jìn)一步地促進(jìn)建筑工程技術(shù)的不斷革新和發(fā)展,同時(shí)也使建筑技術(shù)實(shí)施水平得到大幅提高。所以在以后的具體工作中一定要得到重視和發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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外墻作為建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,我們常??梢杂闷鰤K墻體儲(chǔ)熱能力強(qiáng)、保溫性能好、強(qiáng)度低等特點(diǎn)來節(jié)能,如陶?;炷量招钠鰤K、加頁巖多空磚、氣混凝土砌塊、外保溫復(fù)合墻體、內(nèi)保溫復(fù)合墻體等。但內(nèi)保溫復(fù)合墻體由于受熱橋的影響,節(jié)能效果并不是很理想。所以國家已經(jīng)開始限制使用內(nèi)保溫復(fù)合墻體,可采用保溫效果更好的外墻外保溫。另外,居住建筑的外墻和屋面還可以采用一些隔熱措施。1)反射隔熱外飾面采用淺色飾面材料(如淺色粉刷、涂層和面磚等)的屋頂外表面和外墻面,在夏季能反射和阻擋較多的太陽輻射熱,達(dá)到降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的目的。同時(shí),能降低室內(nèi)的太陽輻射的能量。當(dāng)夜幕降臨的時(shí)候,淺色圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面又能吸收圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量。并向外界輻射,使降低內(nèi)溫度。2)屋頂內(nèi)設(shè)置貼鋁箔的封閉空氣層采用帶鋁箔的空氣間層其主要目的在于提高其熱阻,實(shí)驗(yàn)證明貼敷單面鋁箔的封閉空氣間層的熱阻值較沒貼敷的提高3.6倍,節(jié)能效果顯而易見。3)屋面蓄水用孔隙率大的材料做屋面,這種屋面是適合本氣候區(qū)多雨的氣候特點(diǎn)設(shè)計(jì)出的節(jié)能措施。4)屋面遮陽現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中使用最多的遮陽方式之一,往往可采用百葉板遮陽棚和采用爬藤植物遮陽棚來遮擋屋面。測(cè)試結(jié)果表明,夏季頂層空調(diào)房間屋面做有效的遮陽構(gòu)架,屋頂熱流強(qiáng)度可以降低約50%。5)屋面種植種植屋面是目前隔熱效果最好的屋面,采用種植屋面,種植層下方的溫度變化很小,表明太陽輻射基本被種植層隔絕。6)東、西外墻采用花格構(gòu)件或植物遮陽。
(2)門窗節(jié)能
大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱占用耗熱量約73%~77%,空氣滲透熱損失占23%~27%。由此我們可以看出,護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的主體。在傳熱耗熱量所占的比例中,外墻約23%~34%;窗戶約23%~25%;樓梯間隔墻約占6%~11%;屋頂約7%~8%;陽臺(tái)門下約2%~3%;門約2%~3%;地面約2%的地面;窗口的熱傳輸和空氣滲透耗熱量總和約占所有建筑耗熱量的50%。由此可以得到以下的結(jié)論,一棟很好的節(jié)能建筑,保溫性能和門窗密封性能的優(yōu)良是至關(guān)重要的。大量資料表明,每增加10%的窗戶面積,相當(dāng)于是保護(hù)絕緣系統(tǒng)的K值,降低整個(gè)0.08w2(M/K)。在設(shè)計(jì)時(shí),滿足在陽光、照明、通風(fēng)、觀賞性要求的條件下,減少住宅和門窗的面積,能量損失顯得尤為重要。同時(shí),選擇合適的門窗材料以及合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是節(jié)能的良好保證。
2.采用節(jié)能材料
隨著社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步與發(fā)展,健康和安全已經(jīng)成為現(xiàn)代人的兩大主題。
(1)給水材料的應(yīng)用。為什么水公司生產(chǎn)的飲用水符合標(biāo)準(zhǔn),但終端飲用水質(zhì)量難以保證呢?這個(gè)生活中常見的問題,原因主要出現(xiàn)在管道系統(tǒng)的材料上。金屬管材是傳統(tǒng)的管道系統(tǒng)中最常使用的材料,但是它易生銹、易腐蝕、易滲漏、易結(jié)垢的特點(diǎn)使二次污染問題長期未得到解決。受污染的自來水時(shí)時(shí)刻刻在危害著人的健康,尋找新的耐腐蝕、對(duì)人體無害、導(dǎo)熱系數(shù)小的環(huán)保塑料給水管材已經(jīng)刻不容緩。優(yōu)質(zhì)的綠色管材,不但能從根本上解決水管理系統(tǒng)二次污染的問題。而且使用相應(yīng)的綠色金屬管可以節(jié)約成本,實(shí)現(xiàn)環(huán)保與節(jié)能。另外,生活用水設(shè)備器具及構(gòu)配件應(yīng)選用節(jié)水型生活用水器具,其產(chǎn)品技術(shù)、性能應(yīng)符合中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《節(jié)水型生活用水器具》CJ164-2002的要求。選用節(jié)水型潔具及配水件,坐便器沖洗水量為6L,閥門為陶瓷閥門。
(2)裝飾材料的應(yīng)用。目前,市場(chǎng)上環(huán)保裝飾材料的主要類型有這樣幾種。1)基本無毒無害型主要是指天然的,本身沒有或有毒有害物質(zhì)極少,污染小,只有經(jīng)過簡單處理的毒性低的裝飾材料。2)低毒、低排放型經(jīng)過處理,控制其有毒積聚,并且能讓有害物質(zhì)緩慢釋放的裝飾材料。毒性輕微,對(duì)人體健康基本不構(gòu)成危害的裝飾材料。如甲醛釋放量較低,達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的膠合板、大芯板、纖維板等。當(dāng)然,不同的裝飾材料在能量的消耗上也有差異。一個(gè)黑暗壁紙吸熱多,它的房間的照明用電大,相當(dāng)于兩個(gè)大小相同的淺色壁紙房間照明用電量,這是一種節(jié)約能源的有效途徑。因此,應(yīng)鼓勵(lì)用戶使用環(huán)保的照明系統(tǒng)。不同的材料對(duì)能量的消耗是不同的,通過科學(xué)的照明設(shè)計(jì),合理利用高效、安全、優(yōu)質(zhì)的照明電器產(chǎn)品,能夠創(chuàng)造一個(gè)舒適的照明環(huán)境,不但節(jié)能而且環(huán)保。因此,應(yīng)盡量選擇綠色環(huán)保節(jié)能材料來建造人類家園。
(3)在中國,民用建筑外墻熱損失量是發(fā)達(dá)國家的幾倍,甚至超過十倍。數(shù)據(jù)表明,我國每年建成的城鎮(zhèn)住房總面積超過5億m2。作為外墻面積的1/1.2計(jì)算,這就要求建筑護(hù)結(jié)構(gòu)面積達(dá)到6億m2。所以,解決外墻熱損失問題迫在眉睫?,F(xiàn)在,環(huán)保節(jié)能的新型建筑材料有保溫砂漿、倒置式隔熱保溫屋面、中空玻璃、外墻擠塑板等新產(chǎn)品,它們都可大大提高建筑物的隔熱性能,改善建筑熱環(huán)境,我們應(yīng)大力推廣使用。
(4)使用節(jié)能燈,緩解電力短缺的現(xiàn)象。在夏天,電力短缺仍然是我國南方地區(qū)存在的重大問題。如果在住宅建設(shè)的初級(jí)階段的將天然氣設(shè)計(jì)作為輔助能源,這將節(jié)省大量的電力。液化天然氣價(jià)格相對(duì)便宜,而且有安全、干凈的特點(diǎn),已經(jīng)成為燃?xì)饪照{(diào)的首選能源。隨著液化天然氣項(xiàng)目的引進(jìn),我國許多地方都將滿足這種環(huán)保能源使用的條件。
隨著全球環(huán)境的日益惡劣,我國城市中出現(xiàn)了沙塵暴、霧霾等天氣,對(duì)人們的健康產(chǎn)生了嚴(yán)重影響,給人們的日常生活和生產(chǎn)蒙上陰影。建筑行業(yè)是消耗能源和資源較大的行業(yè),并且各種大型、大規(guī)模的建筑工程得到了建設(shè)和發(fā)展,對(duì)周圍環(huán)境有著更大的危害。為了能夠在保障經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保,我們應(yīng)探索有效方法,實(shí)現(xiàn)建筑工程的節(jié)能、減排,從而提高建筑工程的環(huán)保職能。
一、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的概念及內(nèi)涵
建筑節(jié)能,在發(fā)達(dá)國家最初為減少建筑中能量的散失,普遍稱為“提高建筑中的能源利用率”,在保證提高建筑舒適性的條件下,合理使用能源,不斷提高能源利用效率。具體來說,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是指在建筑工程進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建、改造和使用的過程中,嚴(yán)格落實(shí)國家有關(guān)節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,采用具有節(jié)能效果的施工技術(shù)、施工工藝和施工材料,提高建筑物的保溫、隔熱性能,提高空調(diào)和照明等系統(tǒng)的效率,多多利用可再生資源和清潔能源,減少整個(gè)建筑物在施工和使用過程中的能源和資源消耗。
中國是一個(gè)發(fā)展中的大國,人口眾多,對(duì)于建筑工程的需求也較多。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展,建筑行業(yè)的能源消耗也不斷增長,尤其是在電力資源和水資源、煤炭資源等方面,都有著較大的消耗,目前我國眾多建筑工程當(dāng)中,只有百分之一是節(jié)能建筑,其他建筑工程都屬于高耗能建筑。由此可見,我國對(duì)于節(jié)能建筑的需求是很大的,作為建筑施工企業(yè),應(yīng)積極探索、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的施工技術(shù)、施工工藝和施工材料,突破傳統(tǒng)建筑行業(yè)的束縛,創(chuàng)造適合人們生活、工作和學(xué)習(xí)的綠色、健康場(chǎng)所。
二、現(xiàn)階段我國建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問題
1、建筑設(shè)計(jì)能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重
很多建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的時(shí)候,都存在著較為嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因在于,當(dāng)前人們的生活水平都得到了提升,人們希望住宅不僅僅是提供溫暖、舒適的場(chǎng)所,也是具有較強(qiáng)意識(shí)審美的藝術(shù)品,為了能夠滿足人們對(duì)于建筑物美觀的需求,很多設(shè)計(jì)師放棄了節(jié)能和環(huán)保的需求,而是過分重視對(duì)建筑物外部裝飾和內(nèi)部舒適度的提升,就會(huì)造成大規(guī)模的能源浪費(fèi)。同時(shí),設(shè)計(jì)師和使用者對(duì)于節(jié)能環(huán)保沒有明確的概念,也沒有主動(dòng)采用節(jié)能技術(shù)和材料的意識(shí),忽略了環(huán)境保護(hù)措施。
2、對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)不充分
在傳統(tǒng)的城市建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中,主要考慮的是建筑結(jié)構(gòu)、容積率、建筑與周圍環(huán)境等方面的問題,很少會(huì)從節(jié)能的角度來進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。因此,很多建筑設(shè)計(jì)師們對(duì)于建筑節(jié)能認(rèn)識(shí)不足。并且,很多房地產(chǎn)開發(fā)商為了獲取更大的經(jīng)濟(jì)利潤,要求設(shè)計(jì)人員采用最高容積率進(jìn)行設(shè)計(jì),甚至?xí)霈F(xiàn)超值設(shè)計(jì)的情況,這會(huì)導(dǎo)致很多戶型的通風(fēng)效果較差,尤其是在夏季的時(shí)候,住戶為了降低室內(nèi)溫度,就會(huì)采用空調(diào)進(jìn)行降溫,從而使整體住宅能源消耗增加。
3、我國建筑節(jié)能技術(shù)較為落后
由于我國的建筑節(jié)能技術(shù)與國外發(fā)達(dá)國家相比還有著較大的差距,因此有的建筑工程雖然在設(shè)計(jì)師的建議下采用了節(jié)能技術(shù),但是缺乏相關(guān)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和管理經(jīng)驗(yàn),在設(shè)計(jì)和運(yùn)營過程中需要解決的問題較多,很多節(jié)能技術(shù)無法應(yīng)用在我國建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中,使建筑物達(dá)不到預(yù)期的效果,從而使其實(shí)用性下降。
三、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則和方法
1、建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)
在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的時(shí)候,室內(nèi)通風(fēng)是其重要環(huán)節(jié),為了能夠達(dá)到良好的通風(fēng)效果,應(yīng)主要采用自然通風(fēng),使室內(nèi)舒適度得到提升,有效降低室內(nèi)溫度,減少居住者對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的依賴,有效防止因通風(fēng)不暢導(dǎo)致的疾病。在通風(fēng)設(shè)計(jì)的過程中,首先應(yīng)選用自由式或錯(cuò)列式來達(dá)到良好的通風(fēng)效果,一些高度不一的建筑群體,可以采用錯(cuò)列布置的方法,實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng),設(shè)計(jì)的基本原則是低層建筑布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的迎風(fēng)面、多層建筑布置在中間位置、高層建筑在最后位置。其次,為了能夠使室內(nèi)通風(fēng)效果達(dá)到最佳,應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)厝甑娘L(fēng)向圖進(jìn)行研究,使主要房間避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向,盡可能讓夏季涼風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)。最后,不僅要注重對(duì)主臥、客廳的通風(fēng)設(shè)計(jì),還應(yīng)重視對(duì)浴室、廚房、廁所的通風(fēng)設(shè)計(jì)。
2、合理運(yùn)用建筑外遮陽
當(dāng)前,很多建筑設(shè)計(jì)師為了實(shí)現(xiàn)外表美觀,而增加了外墻裝飾,但是這些外墻裝飾并不具備遮陽功能,因此在進(jìn)行立面設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)將其與外遮陽設(shè)計(jì)相互結(jié)合起來。首先,應(yīng)明確每種外遮陽的適用范圍,考慮到建筑物的朝向和太陽的位置等因素。對(duì)于窗戶遮陽來說,,水平遮陽能夠遮擋角度比較大的陽光,較適用于朝南的窗戶;垂直遮陽能夠遮擋側(cè)面斜入射的陽光,較適應(yīng)于正北向、北向及東北向的窗戶;綜合遮陽融合了水平遮陽和垂直遮陽的有點(diǎn),適應(yīng)范圍較廣,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,已向著自動(dòng)化、高效化、智能化發(fā)展。同時(shí),在運(yùn)用外遮陽時(shí),應(yīng)妥善處理遮陽和隔熱之間的 關(guān)系,采用恰當(dāng)?shù)臉?gòu)件,對(duì)于水平遮陽構(gòu)件可以采用通透性較好的構(gòu)件,比如混凝土柵格板、金屬百葉等,上升的熱空氣可以很快地散失,對(duì)室內(nèi)的影響較小。
3、減少熱橋的產(chǎn)生
熱橋是指處在外墻和屋面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的鋼筋混凝土或金屬梁、柱、肋等部位。因這些部位傳熱能力強(qiáng),熱流較密集,內(nèi)表面溫度較低,故稱為熱橋。熱橋的產(chǎn)生主要有兩個(gè)方面的原因,首先,建筑某些部位的傳熱系數(shù)比相鄰部位大很多,而熱阻較小,使得保溫性能較差,其次是因?yàn)榻ㄖ承┎课坏纳崦娣e比受熱面積大很多,因此造成失熱過多的現(xiàn)象,使得建筑物的內(nèi)表面溫度較低。在冬天的時(shí)候,尤其是在我國吧北方,室內(nèi)的熱量會(huì)以熱橋?yàn)闃蛄海丛床粩嗟剡\(yùn)送到室外,如果無法妥善解決熱橋問題,就無法進(jìn)行建筑節(jié)能,因此,對(duì)于建筑中使用較為廣泛的鋁合金門窗,應(yīng)選擇新型的斷熱橋型鋁合金門窗或者鋁塑復(fù)合門窗,同時(shí)應(yīng)該還要配置三玻璃中空玻璃或者是Low―E 中空玻璃,如此一來便可以使門窗滿足節(jié)能的要求.對(duì)于建筑其它部位,諸如外墻角、屋面、外挑構(gòu)件和墻體連接處的熱橋部位等,應(yīng)該嚴(yán)格遵循國家有關(guān)規(guī)范要求,做好建筑局部保溫隔熱措施,防止大量的熱散失。
4、創(chuàng)新節(jié)能建筑材料的應(yīng)用
當(dāng)前,有很多新型的節(jié)能環(huán)保材料,能夠基本滿足建筑施工中節(jié)能環(huán)保的需求。因此,在建筑施工中,應(yīng)加大對(duì)節(jié)能建筑材料的應(yīng)用。例如,當(dāng)前的外墻保溫技術(shù)主要有聚氨酯泡沫塑料、玻璃棉氈、擠塑聚苯乙烯泡沫塑料等,但是當(dāng)前常用的主要為高分子保濕漿料。除此之外,外墻保溫材料的發(fā)展新趨勢(shì)是復(fù)合保溫隔熱面板,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了保溫層與飾面層的工廠一體化生產(chǎn)。這種復(fù)合保溫隔熱墻面板的突出優(yōu)勢(shì)是施工速度快且便捷、定位準(zhǔn)確、不易松動(dòng)等,可以有效降低墻體本身對(duì)保溫效果的影響,并實(shí)現(xiàn)材料的生產(chǎn)工廠化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)化、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化等,是我國建筑節(jié)能技術(shù)中外墻保溫技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì),極大的簡化了外墻保溫施工程序。
參考文獻(xiàn):
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引言:
十七屆五中全會(huì)提出堅(jiān)持把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要著力點(diǎn)。節(jié)約資源已上升到和人口控制、保護(hù)環(huán)境同等重要的位置。作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基本國策,國務(wù)院明確提出經(jīng)濟(jì)工作要“堅(jiān)持實(shí)行開發(fā)和節(jié)約并舉,把節(jié)約放在首位的方針”,要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),建設(shè)節(jié)約型社會(huì)。建筑節(jié)能工作作為國家節(jié)能工作的重要組成部分,不僅是一項(xiàng)重要的技術(shù)政策,更是一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略政策。
二、目前節(jié)能現(xiàn)狀及存在的問題
我國還是能源嚴(yán)重缺乏的國家,“無油、少電、缺煤”是我國能源的基本現(xiàn)狀,加強(qiáng)建筑節(jié)能,對(duì)于緩解我國能源緊缺局面,保護(hù)環(huán)境,改善居住環(huán)境,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變,建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì),實(shí)現(xiàn)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。建筑節(jié)能工作目前存在的主要問題有:(1)公眾建筑節(jié)能意識(shí)弱,專業(yè)知識(shí)和技能推廣普及不夠;(2)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)體系尚未完善,技術(shù)支撐體系薄弱;(3)既有建筑節(jié)能改造任務(wù)繁重;(4)大部分建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能很差,室內(nèi)熱環(huán)境惡劣。據(jù)專家測(cè)算,與氣候條件相近的發(fā)達(dá)國家相比,我國多層住宅的單位能耗為發(fā)達(dá)國家的4-5倍,屋頂為2.5-5.5倍,外窗1.5-2.5倍,門窗空氣滲透3-6倍:由此造成巨大的供電壓力和能源的高消耗低產(chǎn)出。 (5)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)人員選用節(jié)能計(jì)算參數(shù)時(shí)所選用的材料參數(shù)與實(shí)際使用的材料性能不符。這種現(xiàn)象普遍發(fā)生在公共建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中,由于公建節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高,很多實(shí)際使用的墻體材料和保溫材料不能符合規(guī)范要求,為了符合圖審要求,設(shè)計(jì)人員不得不換用導(dǎo)熱系數(shù)低的材料,但是在實(shí)際施工中施工單位所選材料并不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(6)一些工程項(xiàng)目未按照相關(guān)要求,建立相應(yīng)的質(zhì)量證明文件.很多竣工工程的材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、復(fù)驗(yàn)報(bào)告、節(jié)能隱蔽工程監(jiān)理影像資料及保溫工程施工方案等均沒有。(7)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量有待提高,如不按正確配比調(diào)制保溫砂漿、偷工減料、保溫層施工厚度不夠等情況普遍存在,建筑節(jié)能的效果往往因此被打“折扣”。
三、目前建筑節(jié)能技術(shù)措施
目前采用的民用建筑節(jié)能技術(shù)措施主要體現(xiàn)在建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能等方面,譬如適當(dāng)控制建筑體形系數(shù)和建筑朝向;采用保溫性能良好的輕質(zhì)砌塊等新型墻體材料;采用墻體保溫、屋面保溫、中空雙層玻璃窗、保溫門和合理供暖方式等,既節(jié)約了能源,又降低了房屋的使用成本。
1.建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)方面:
在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征,重視利用自然環(huán)境,如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等,創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)微氣候,以盡量減少對(duì)建筑設(shè)備的依賴。具體措施可歸納為以下三個(gè)方面:合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì),如在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻等;合理設(shè)計(jì)建筑形體(包括建筑整體體形和建筑朝向),充分利用建筑室外微環(huán)境來改善建筑室內(nèi)微環(huán)境;合理設(shè)計(jì)建筑各部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和建筑內(nèi)部空間的分隔,以改善既有的微氣候。
2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能方面:
對(duì)建筑物整體熱工性能均衡影響較大的是外墻、外窗及屋面三大圍護(hù)結(jié)構(gòu),這三部分的節(jié)能技術(shù)是各國建筑界都非常關(guān)注的。
2.1外墻節(jié)能技術(shù)
一般外墻在建筑的護(hù)結(jié)構(gòu)中所占的比例最大(全玻璃幕墻除外),由墻體傳熱造成的熱損失占整個(gè)建筑的熱損失的比例也最大,大約為30%~40%。因此,墻體的保溫隔熱是建筑節(jié)能的非常重要的組成部分。目前,在建筑中常使用的外墻保溫主要有內(nèi)保溫、外保溫、內(nèi)外混合保溫、自保溫等方法;材料主要選用擠塑聚苯板、保溫砂漿等保溫材料。外墻外保溫,是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè),使建筑達(dá)到保溫的施工方法。由于外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè),從而使主體結(jié)構(gòu)所受溫差作用大幅度下降,溫度變形減小,對(duì)結(jié)構(gòu)墻體起到保護(hù)作用并可有效阻斷冷(熱)橋,有利于結(jié)構(gòu)壽命的延長。因此從有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面來說,外保溫隔熱具有明顯的優(yōu)勢(shì),在可選擇的情況下應(yīng)首選外保溫隔熱。
2.2門窗節(jié)能技術(shù)
整個(gè)建筑的熱損失中,由門窗引起的熱損失占20%~30%。所以,門窗也是圍護(hù)結(jié)構(gòu)中節(jié)能的重點(diǎn)部位。門窗節(jié)能主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽能輻射三個(gè)方面進(jìn)行。減少滲透量可以減少因室內(nèi)外冷熱氣流的直接交換而增加設(shè)備負(fù)荷,可通過采用密封材料增加窗戶的氣密性;減少傳熱量是防止室內(nèi)外溫差的存在而引起的熱量傳遞,需加強(qiáng)節(jié)能型窗框(如塑性窗框、隔熱鋁型窗框等)和節(jié)能玻璃(如中空玻璃、熱反射玻璃等) 等技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
2.3屋面節(jié)能技術(shù)
整個(gè)建筑的熱損失中,由屋面引起的熱損失占10%~20%。屋面的保溫隔熱同樣也是圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點(diǎn)。屋面在整個(gè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積中所占的比例遠(yuǎn)低于外墻,但對(duì)于一般頂層房間來說,卻是護(hù)結(jié)構(gòu)所占面積最大的。在冬季嚴(yán)酷的風(fēng)雪侵蝕和夏季強(qiáng)烈的太陽輻射下,如果屋面的保溫隔熱性能太差,對(duì)頂層房間的室內(nèi)熱環(huán)境和建筑的采暖空調(diào)能耗的影響將是比較嚴(yán)重的。為提高屋面的保溫隔熱性能,屋面應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)小,蓄熱系數(shù)大的保溫隔熱材料,不宜選用吸水率高的材料(如膨脹珍珠巖),以防止屋面濕作業(yè)時(shí),保溫隔熱層大量吸水,降低熱工性能。提倡選用擠塑型聚苯板(XPS板)、現(xiàn)場(chǎng)噴涂硬泡聚氨酯或聚氨酯板、高密度聚苯板(EPS板)等保溫材料,強(qiáng)度高,施工方便,成本低,工藝簡單,經(jīng)濟(jì)效益明顯,是建筑屋面中一種理想的節(jié)能材料。另外,還可以設(shè)置架空通風(fēng)屋面、坡屋面、綠化屋面等,綠化屋面不僅有利于屋頂?shù)谋嘏c隔熱,而且賞心悅目,美化環(huán)境。
四、建筑節(jié)能發(fā)展方向探討
通過上述對(duì)民用建筑節(jié)能現(xiàn)狀的分析,為了節(jié)能建筑工作的更好開展,建議從以下幾個(gè)方面拓寬建筑節(jié)能發(fā)展之路:
1. 進(jìn)一步完善建筑節(jié)能政策法規(guī)。要繼續(xù)貫徹執(zhí)行國家關(guān)于《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、《民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)程,使建筑能耗滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求,并配套制定各省相應(yīng)的規(guī)章、規(guī)范性文件和相關(guān)政策。嚴(yán)格實(shí)施建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),通過行政立法,把推廣建筑節(jié)能從一種號(hào)召轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N強(qiáng)制,變成習(xí)慣,以全面啟動(dòng)建筑節(jié)能工作。
2. 加強(qiáng)實(shí)施過程監(jiān)管,嚴(yán)格執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。各有關(guān)行政主管部門應(yīng)在項(xiàng)目立項(xiàng)、可行性研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、竣工驗(yàn)收和備案等環(huán)節(jié)依據(jù)法律、法規(guī)和工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)對(duì)建筑節(jié)能的實(shí)施和監(jiān)管。
3.積極尋求廣泛合作,充分吸收國外先進(jìn)技術(shù)和資金資源。積極開展建筑節(jié)能的國內(nèi)外合作,要引進(jìn)和消化吸收關(guān)于綠色生態(tài)建設(shè)的新理論、新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新材料和新工藝,從規(guī)劃入手,實(shí)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì),充分利用可再生能源,運(yùn)用先進(jìn)理念、關(guān)鍵技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn),實(shí)施跨越式發(fā)展戰(zhàn)略。合作的內(nèi)容、規(guī)模與方式可以靈活多樣,可在不同城市、不同范圍內(nèi)廣泛開展國際合作,以跟蹤世界科技發(fā)展動(dòng)向。
4、開展建筑節(jié)能的科學(xué)研究,鼓勵(lì)節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。一是應(yīng)有計(jì)劃地開展對(duì)不同層高的節(jié)能住宅建筑與新型墻體材料應(yīng)用項(xiàng)目、混凝土多孔磚和加氣混凝土砌塊的復(fù)合墻體節(jié)能應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目、不同建筑結(jié)構(gòu)體系與圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅建筑項(xiàng)目,以及對(duì)既有住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造等應(yīng)用項(xiàng)目的試點(diǎn)研究和工程示范;二是對(duì)建筑節(jié)能及其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能產(chǎn)品實(shí)施認(rèn)定和標(biāo)識(shí)制度,培育和認(rèn)定相應(yīng)的建筑節(jié)能專業(yè)技術(shù)評(píng)定機(jī)構(gòu);三是應(yīng)根據(jù)不同的建筑節(jié)能材料、不同的建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,提出建筑節(jié)能技術(shù)的指導(dǎo)目錄等,及時(shí)總結(jié)科學(xué)的、具有可操作性的建筑節(jié)能推廣應(yīng)用新經(jīng)驗(yàn),為促進(jìn)建筑節(jié)能的市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)要建立筑節(jié)能的專家?guī)熨Y料,匯集一批建筑節(jié)能的學(xué)術(shù)帶頭人、資深技術(shù)和管理專家,為提高建筑節(jié)能技術(shù)和管理水平出謀劃策。
5. 建立建筑能耗評(píng)估體系。目前缺乏建筑能源消耗量的基本數(shù)據(jù),建立起建筑能耗評(píng)估體系。要求所有的商品房在售房時(shí)必須出具評(píng)估機(jī)構(gòu)給出的能耗及性能指標(biāo),開發(fā)商也會(huì)利用這些指標(biāo)作為推銷和競(jìng)爭(zhēng)的手段,建筑節(jié)能這場(chǎng)大的比賽就會(huì)蓬蓬勃勃開展起來。
6. 積極推廣和使用新能源,新材料。因地制宜利用自然和再生能源,如太陽能、地?zé)?、地道風(fēng)、沼氣,重視回收應(yīng)用廢熱余熱,提高能源的利用率;大力推廣采用節(jié)能建材、重視建筑節(jié)能設(shè)備的研究與開發(fā)應(yīng)用,尤其應(yīng)重視高新技術(shù)與建筑技術(shù)結(jié)合的研究,采用智能化控制,使節(jié)能技術(shù)成果得到最廣泛的推廣應(yīng)用。對(duì)氣密性、水密性、保溫性、抗風(fēng)性、抗變形性好和環(huán)保、隔音、防污、保溫、隔熱的特殊建筑節(jié)能材料應(yīng)大力推廣使用。
結(jié)束語
為了實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,建筑節(jié)能勢(shì)在必行。只要結(jié)合我國國情和實(shí)際情況,綜合利用各種節(jié)能技術(shù)措施,趨利避害,選擇經(jīng)濟(jì)合理的節(jié)能方案,必定可以獲得顯著的節(jié)能效果。
參考文獻(xiàn)
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摘要:本文在了解前人以及當(dāng)代的建筑師的設(shè)計(jì)過程中涉及的節(jié)能生態(tài)手法的基礎(chǔ)上,結(jié)合課堂上的思考和理解,試圖對(duì)建筑節(jié)能的低技術(shù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行一些初步的總結(jié)和探討。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能 低技術(shù) 可持續(xù) 設(shè)計(jì)
一.兩個(gè)前提:
其一,對(duì)于節(jié)能建筑的低技術(shù)設(shè)計(jì)方法的探究并非建立于對(duì)高技術(shù)手段的排斥之上。建筑節(jié)能的手段不可拘泥于分類與框架,其根本原則是因地制宜,靈活變通,在合理科學(xué)的評(píng)價(jià)體系下選擇綜合價(jià)值最高的符合建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)的節(jié)能手段。
其二,人工環(huán)境的舒適度與人工環(huán)境的能耗存在辯證的關(guān)系,一方面不能為節(jié)能就完全犧牲人居的舒適度,這樣就本末倒置,另一方面,不能為了無休止地提高舒適度和居住體驗(yàn)的質(zhì)量而消耗大量能源造成浪費(fèi)。凡事有度,要在滿足人合理的居住要求的基礎(chǔ)上,倡導(dǎo)適度耗能,節(jié)能綠色,尋求節(jié)能與耗能的均衡點(diǎn)。
基于對(duì)自然環(huán)境的尊重以創(chuàng)造宜人的人工環(huán)境,對(duì)局部環(huán)境以及微氣候的被動(dòng)式調(diào)節(jié)是一個(gè)被廣泛應(yīng)用的思路。這并非一個(gè)新課題,在相關(guān)理論方面,1963年,美國普林斯頓大學(xué)出版社出版了《設(shè)計(jì)結(jié)合氣候》,直到20世紀(jì)90年代一系列生態(tài)建筑設(shè)計(jì)名著誕生,在這段時(shí)間里,西方建筑師就此問題進(jìn)行了理論探討。而建筑上的實(shí)踐,可以追溯工業(yè)文明之前的傳統(tǒng)鄉(xiāng)土建筑;近則有諾曼.福斯特、查爾斯.柯里亞、楊經(jīng)文等著名建筑大師的相關(guān)作品。
二.設(shè)計(jì)思路分類:
常見的建筑節(jié)能的低技術(shù)設(shè)計(jì)思路大致可分為兩大類:
太陽輻射控制和自然通風(fēng)控制。并相應(yīng)地在總體和單體設(shè)計(jì)中不同方面進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)探索,如下表:
總體設(shè)計(jì)思路
單體設(shè)計(jì)思路
選址
外部環(huán)境
外部空間
形體組合
方位朝向
體型
平面
立面
剖面
太陽輻 射
考慮在區(qū)域不同地點(diǎn)的太陽輻射差異
水體、綠化與基地地形
規(guī)劃、公共空間以及構(gòu)造物的布置
建行組組合方式與陰影關(guān)系
南向喜陽與北向喜陰
建筑體型系數(shù)
平面熱交換與隔離
遮陽與立面集熱
垂直方向熱環(huán)境
通風(fēng)與空氣質(zhì)量
考慮周邊建筑物或坡地的遮擋
地形與綠化調(diào)節(jié)局部空氣質(zhì)量
利用規(guī)劃組團(tuán)劃分局部氣候
利用建筑形體組合與圍合調(diào)節(jié)局部風(fēng)壓風(fēng)勢(shì)
朝向夏季主風(fēng)向,規(guī)避冬季寒流
房屋進(jìn)深、高度等組織通風(fēng)
平面風(fēng)路
立面通風(fēng)
剖面導(dǎo)風(fēng)
三.總體設(shè)計(jì)(布局與規(guī)劃)
1.選址。
嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的建筑不宜布置在山谷、洼地、溝底等凹地里,因冬季冷氣流在凹地里形成對(duì)建筑物的霜洞效應(yīng)。對(duì)于炎熱地區(qū),建筑應(yīng)趨向溪水、河流或者湖泊等水體以及綠地,利用生態(tài)環(huán)境的熱交換和遮蔽效果。
2.利用綠化進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
在確定的基地中,通過對(duì)自然綠化的利用以及人工綠化的營造,可以降低城市密集結(jié)構(gòu)和高能量交換所帶來的負(fù)面影響,改善“小氣候”,建筑師可將綠化、水面結(jié)合設(shè)計(jì)概念和規(guī)范要求,布置在住宅夏季主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向,以降低進(jìn)入室內(nèi)的空氣溫度和空氣濕度,力圖創(chuàng)造可以不用空調(diào)等耗能裝置進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié),以達(dá)到綠色節(jié)能的目的。
3.外部空間:選擇良好的朝向;尺度合適的間距;適宜的組合方式。
方位朝向?qū)ㄖ锏奶柲芾煤妥匀煌L(fēng)效果具有決定性的影響。
對(duì)于寒冷地區(qū),太陽照射建筑物外表面使其溫度提高,經(jīng)結(jié)構(gòu)透熱再使建筑物內(nèi)表面溫度提高,然后再由表面以長波輻射的形式向室內(nèi)傳遞熱量;太陽輻射也可直接透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)使室溫提高。這樣至少在白晝可以有效提高室內(nèi)溫度,減小主動(dòng)加熱系統(tǒng)(如空調(diào)和暖爐)的負(fù)荷。
在炎熱地區(qū),在滿足了城市規(guī)劃、建筑防火間距和日照間距的前提下,在住宅之間設(shè)計(jì)有價(jià)值的陰影遮擋,從而有效降低區(qū)域環(huán)境溫度,提供涼爽的內(nèi)部街道環(huán)境。另外在其它建筑物的陰影下,房屋外表面避免了強(qiáng)烈的陽光暴曬,通過外墻和窗戶傳入室內(nèi)的熱量大大減少,這將有利于用較少的能耗改善室內(nèi)熱環(huán)境。
在這樣的情況下,在設(shè)計(jì)中按照日照規(guī)律來規(guī)劃建筑群體是節(jié)約建筑采暖制冷能耗的有效措施。
4.外部環(huán)境散熱。
現(xiàn)代城市中,隨著人口增多、建筑密度增大,環(huán)境結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,城市中心地區(qū),建筑外環(huán)境的散熱速度和散熱能力不斷下降。如果只考慮增強(qiáng)建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱能力,不考慮環(huán)境的散熱狀況,是沒有辦法從根本上解決節(jié)能的問題的。
這說明建筑隔熱應(yīng)該與環(huán)境規(guī)劃結(jié)合起來才能創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的建筑環(huán)境:綜合考慮天空、空氣與風(fēng)等環(huán)境散熱的重要因素、考慮城市水體對(duì)環(huán)境散熱的作用、考慮植物的分布及城市新生態(tài)系統(tǒng)的建立,提升外環(huán)境的散熱性能,才是解決城市熱島效應(yīng)的方向。
四.單體設(shè)計(jì)思路。
1.平面節(jié)能設(shè)計(jì):
(1)熱環(huán)境的合理分區(qū)。
即結(jié)合人們對(duì)不同房間的使用差異,對(duì)室內(nèi)溫度區(qū)域進(jìn)行劃分,避免均質(zhì)溫度造成的低效率。楊經(jīng)文常采用外置交通核來減弱熱濕氣候區(qū)灼人的太陽輻射對(duì)建筑主要使用空間的劇烈影響;厄斯金設(shè)計(jì)的位于寒冷地區(qū)的Gadelius別墅則把北向不利地帶作為車庫及貯藏空間,成為其起居室北向緩沖空間。
(2)設(shè)置溫度阻尼區(qū)。
即在室內(nèi)與室外空間等有溫度差異需要的空間之間設(shè)置過渡空間。
(3)減少陽臺(tái)對(duì)冬季日輻射的遮擋:
即對(duì)陽臺(tái)朝向、進(jìn)深、形式進(jìn)行節(jié)能控制。
(4)有效的外墻保溫。
朝向不同方向的墻面如果均按照相同的傳熱系數(shù)配置保溫層就沒有充分發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)效益,所以
(5)平面風(fēng)路設(shè)計(jì)。
建筑內(nèi)部的通風(fēng)條件是決定人們健康、舒暢的重要因素之一。它通過空氣更新和氣流的生理作用對(duì)人體的生物感受起到直接的影響作用,并通過對(duì)室內(nèi)氣溫、濕度及內(nèi)表面溫度的影響而起到間接的影響作用。
2.立面節(jié)能設(shè)計(jì)
(1)確定合適的窗墻比。
窗墻面積比對(duì)建筑能耗的影響,主要取決于窗與外墻之間熱工性能的差異,相差越大,影響越顯著。
(2)建筑遮陽的設(shè)計(jì):
1) 固定遮陽板:水平遮陽、垂直遮陽等
2)活動(dòng)遮陽板與通風(fēng)——可控遮陽
可控遮陽是一種嶄新的日照調(diào)節(jié)系統(tǒng),其主要特點(diǎn)是在一般遮陽基礎(chǔ)上,對(duì)遮陽裝
置進(jìn)行靈活調(diào)整,使其既能滿足冬季室內(nèi)對(duì)陽光的需要,又可達(dá)到夏季有效遮擋陽光的
效果,同時(shí)改善了室內(nèi)通風(fēng)條件??煽卣陉栿w系有以下幾種類型:
a.可調(diào)節(jié)型。
外觀和固定遮陽相似,但芯板是可調(diào)節(jié)的水平百葉,可調(diào)整傾角以滿足對(duì)日照的不同需要,調(diào)控方式包括手控機(jī)械和自動(dòng)化控制等,且利用百葉可以造就豐富的立面效果。
b.活動(dòng)型。
遮陽系統(tǒng)是可伸縮的活動(dòng)型裝置,按照不同季節(jié)改變遮陽深度,夏季可有效防熱,又不影響冬季日照。
c.墻面綠化體。
沿外墻面生長的攀藤植物是天然可控遮陽體系,應(yīng)該提倡在住宅受照面廣植攀藤植物,以達(dá)到夏季降溫的目的,同時(shí)也形成親近自然的柔和外立面。但要考慮植物生長對(duì)墻體可能造成的負(fù)擔(dān)和破壞。
可控遮陽體系可有效解決夏熱冬冷地區(qū)的熱穩(wěn)定和舒適性問題,有明顯的節(jié)能作用,對(duì)于夏熱冬冷地區(qū)實(shí)施節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展有重大意義,對(duì)全年綜合節(jié)能有顯著作用。如下表:
3.剖面節(jié)能設(shè)計(jì)
如同科里亞與楊經(jīng)文等東南亞等地區(qū)的建筑師的實(shí)踐和探索,利用對(duì)剖面的設(shè)計(jì),產(chǎn)生對(duì)風(fēng)壓和氣流控制,以達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)氣候,減少空調(diào)能耗的思路是比較常見的,這也是十分貼近建筑師的設(shè)計(jì)過程的方法。
結(jié)語:
通過國外生態(tài)建筑的環(huán)境設(shè)計(jì)策略的解讀,可以知道研究低技術(shù)適應(yīng)生態(tài)建筑的代表有提出“形式追隨氣候”設(shè)計(jì)原則的印度建筑師查爾斯.柯里亞以及埃及新鄉(xiāng)土主義建筑師哈桑.法西等;而研究高技術(shù)適應(yīng)生態(tài)建筑的則有以諾曼.福斯特、倫佐.皮阿諾等,他們的設(shè)計(jì)技術(shù)包含了從被動(dòng)式氣候適應(yīng)等中間技術(shù)到利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制建筑護(hù)結(jié)構(gòu)與外界的能量與物質(zhì)交換等現(xiàn)代建筑新技術(shù)。
需要注意的是,中國作為一個(gè)發(fā)展中國家,照搬西方現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)方式是無法與地方氣候、生活方式不適應(yīng),與地方文化產(chǎn)生聯(lián)系的,是與我國國情不符的。建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合結(jié)合我國的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平,客觀地分析特定地區(qū)環(huán)境(包括自然環(huán)境與人文環(huán)境),創(chuàng)造出符合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的中國現(xiàn)代綠色建筑。
參考文獻(xiàn):
[1]蔡君馥等合著,《住宅節(jié)能設(shè)計(jì)》,中國建筑工業(yè)出版社,1991。
[2]林京,《楊經(jīng)文及其生物氣候?qū)W在高層建筑中的運(yùn)用》,世界建筑,1996。
中圖分類號(hào):S210.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
我國建筑能耗約占全國社會(huì)總能耗的40%,并呈繼續(xù)上升趨勢(shì)。但在城鄉(xiāng)建設(shè)過程中,由于節(jié)能意識(shí)不強(qiáng),執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不力,我國建筑能耗高、利用率低的問題十分突出,建筑節(jié)能工作整體水平比較低,因此,開展建筑節(jié)能已是一項(xiàng)刻不容緩的工作。
一、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原則
1、在建筑的規(guī)劃中,一般根據(jù)夏季主導(dǎo)風(fēng)向進(jìn)行規(guī)劃,采用合理的布局、間距和適當(dāng)?shù)慕ㄖw形以及路網(wǎng)的合理布局、綠化的分布等等,這些都會(huì)影響建筑的日照和通風(fēng),影響建筑的能耗。
2、在建筑單體節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)踐中,對(duì)夏熱冬冷、寒冷和嚴(yán)寒地區(qū),通常采用增加房屋進(jìn)深、控制其體形系數(shù)的辦法來減少建筑外表面與室外空氣的接觸,減少散熱、降低建筑物采暖能耗。
3、在建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)和施工中,通過采用外保溫技術(shù)進(jìn)行保溫隔熱的外墻節(jié)能設(shè)計(jì); 通過阻斷熱橋的方式達(dá)到保溫節(jié)能的效果; 通過采用高效保溫隔熱屋面或者不同的屋面形式進(jìn)行屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì); 通過提高門窗的氣密性,采用適當(dāng)?shù)拇皦γ娣e比、加窗玻璃層數(shù),采用百葉窗等措施來提高門窗的保溫隔熱性能; 通過建筑遮陽設(shè)施的設(shè)計(jì)降低太陽輻射過熱和眩光,從而改善室內(nèi)環(huán)境氣候,提高室內(nèi)熱舒適性和視覺舒適性,最終達(dá)到節(jié)能目的。
二、建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)方法措施
1、建筑整體的節(jié)能設(shè)計(jì)
(1)建筑選址
節(jié)能建筑對(duì)基地有選址性,不是任何位置、任何微氣候條件下均可誕生合理的節(jié)能建筑。建筑基地條件主要是從滿足建筑冬季采暖和夏季致涼兩個(gè)工況要求來進(jìn)行研究和討論的。建筑選址時(shí)應(yīng)滿足以下三個(gè)原則即向陽原則-采暖目的;通風(fēng)原則-致涼目的;減少能量需求原則-綜合目的。尊重氣候條件,使未來建筑避免一些外來因素干擾而增加冷(熱)負(fù)荷,盡量少受自然的“不良”干擾,并通過設(shè)計(jì)、改造,以降低建筑對(duì)能量的需求。
(2)建筑物平面形式
設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量使建筑物的平面形式平整、簡潔,應(yīng)權(quán)衡利弊,兼顧不同類型的建筑造型,盡可能的減少房間的護(hù)面積,使體形不要太復(fù)雜,凹凸面不要太多,避免因體形復(fù)雜和凹凸過多形成外墻面積大而提高體形系數(shù)。常見的建筑物平面形式有長方形、正方形、L型、U形等四種。設(shè)計(jì)者還需綜合考慮本地區(qū)氣候條件、冬、夏季太陽輻射強(qiáng)度、風(fēng)環(huán)境、圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式等各方面因素。
(3)建筑物面寬與幢深
僅從冬季得熱最多的角度考慮,應(yīng)盡量增大南向得熱面積,往往要求棟深小,即建筑的長寬比大。但如建筑朝向偏離正南方向,長寬比對(duì)日輻射得熱的影響就逐漸減少。據(jù)資料表明對(duì)正南朝向建筑長寬比為5∶1 時(shí),其各向墻面的輻射總得熱量為正方形的1.87 倍。但隨著朝向的改變,這個(gè)比例也就逐漸減少。至偏東或偏西45°時(shí)成為1.56倍。至偏東(西)67.5°時(shí),各種長寬比體型的得熱已相差不多,至東西向時(shí),正方形的得熱還比長方形得熱稍多,顯然,由于各朝向日輻射得熱的變化給最優(yōu)體型選擇增加了復(fù)雜性。最優(yōu)節(jié)能體型是以各面護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱特性的比例關(guān)系為準(zhǔn)的,只有當(dāng)建筑各面的有效傳熱系數(shù)相等時(shí),則正方形為最優(yōu)體型。但在具體建筑設(shè)計(jì)中,還應(yīng)綜合考慮體型系數(shù)及建筑各面的平均有效傳熱系數(shù),平均有效傳熱系數(shù)大的一面,其面積應(yīng)相對(duì)較小,平均有效傳熱系數(shù)小的一面,其面積應(yīng)相對(duì)較大。據(jù)資料表明,加大棟深由8m 增大到14m,可建筑耗熱指標(biāo)降低11%~33%,因此,對(duì)于1000m2~8000m2的南向住宅建筑棟深設(shè)計(jì)為12m~14m,對(duì)建筑節(jié)能是比較適宜的。
(4)建筑物層數(shù)
加多層數(shù)一般可加大體量,降低耗熱指標(biāo)。當(dāng)建筑面積在2000m2以下時(shí),層數(shù)以3~5 層為宜;當(dāng)建筑面積為3000m2~5000m2時(shí),層數(shù)以5~6 層為宜,當(dāng)建筑面積為5000m2~8000m2 時(shí),層數(shù)以6~8 層為宜。
(5)室外風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)
完善意義上的節(jié)能建筑在滿足冬季采暖要求同時(shí)必須兼顧夏季致涼問題,即盡量不用常規(guī)能源消耗而利用自然提供的條件達(dá)到室內(nèi)創(chuàng)造涼爽目的的方法。建筑致涼最合理的方法是爭(zhēng)取良好通風(fēng),即利用夜間涼爽的通風(fēng)使室內(nèi)熱惰性材料降溫,致使白天時(shí)散失“涼氣”而降溫,因此建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)選擇基地環(huán)境條件應(yīng)不影響夏季主導(dǎo)風(fēng)吹響未來建筑,并考慮冬季主導(dǎo)風(fēng)盡量少地影響建筑;運(yùn)用植被、構(gòu)筑物等永久地貌對(duì)導(dǎo)風(fēng)的作用;對(duì)一些基地內(nèi)的物質(zhì)因素加以組織、利用,以最簡潔、最廉價(jià)的方式改造室外環(huán)境,以創(chuàng)造良好的風(fēng)環(huán)境,為建筑內(nèi)部通風(fēng)提供條件。
(6)綠化環(huán)境設(shè)計(jì)。綠化對(duì)建筑的節(jié)能起著十分重要的作用,它可以調(diào)節(jié)改善氣溫、調(diào)節(jié)碳氧平衡,減少溫室效應(yīng),減輕城市的大氣污染,降低噪音,遮陽隔熱,可以有效地改善居住區(qū)的外部微氣候以及建筑室內(nèi)熱環(huán)境,降低建筑能耗。小區(qū)綠化要綜合考慮綠化率、人均公共綠化率、植被的生態(tài)效應(yīng)等諸多因素。
2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑節(jié)能的重點(diǎn)
建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括屋面、墻體(包括金屬、石材等非透明的幕墻)和門窗(包括玻璃幕墻)。建筑師應(yīng)根據(jù)建筑的功能和美觀要求,綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素,采取有效的手段,滿足建筑節(jié)能的要求。不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能不同,達(dá)到相應(yīng)的要求所付出的代價(jià)也不一樣。對(duì)于高層建筑,屋面所占的比例很小,圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)主要著眼于墻體和門窗。而墻體和外窗中,墻體達(dá)到較高的性能比較容易,窗戶則是薄弱環(huán)節(jié)。所以,建筑的開窗面積一般不可過大,過大則使得窗戶的設(shè)計(jì)非常困難。對(duì)于采用建筑幕墻的建筑而言,玻璃幕墻要達(dá)到比較好的保溫性能或隔熱性能是比較困難的,而金屬幕墻、石材幕墻等非透明幕墻則只要在幕墻面板后面加設(shè)保溫層就很容易滿足保溫隔熱要求。再如,對(duì)于大跨度的建筑,屋面所占比例較大,屋面保溫的節(jié)能效果是比較好的,而且造價(jià)也相應(yīng)比較低,玻璃幕墻或窗戶要達(dá)到同樣的性能則非常困難。所以,建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到各個(gè)方面技術(shù)的可行性,經(jīng)濟(jì)的合理性,進(jìn)行綜合衡量,優(yōu)化選擇。
建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是整體建筑節(jié)能的一部分,建筑外窗或幕墻又是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分,所以建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該進(jìn)行綜合衡量,對(duì)各個(gè)部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能指標(biāo)提出明確的要求,而不能將整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)交給門窗、幕墻企業(yè),因?yàn)檫@樣做不利于圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)與合理。
3、選用建筑節(jié)能材料
合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的一個(gè)重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的原則。一方面, 隨著科技的發(fā)展, 大量的新型高效材料不斷被研制并應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中去, 更好地起到節(jié)能效果。如新型保溫材料、防水材料在墻體屋頂中的應(yīng)用, 達(dá)到了更好的保溫防潮效果; 新型透光隔熱玻璃在門窗中的應(yīng)用, 起到了更好的透光隔熱效果; 采用可調(diào)節(jié)的鋁材遮陽板, 達(dá)到遮陽的目的。另一方面, 要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況, 發(fā)掘出一些地方節(jié)能材料, 更好地應(yīng)用到建筑節(jié)能中去。
綜上所述,在建筑工程設(shè)計(jì)中全面推行建筑節(jié)能有利于我國的能源資源節(jié)約和合理利用,緩解我國的能源緊張,有利于我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,更有利于保障我國的國家能源安全。
參考文獻(xiàn):
1 引言
在建筑業(yè)實(shí)際工程設(shè)計(jì)與工程建設(shè)過程中,人們往往只關(guān)心建筑外形的優(yōu)劣以及建筑內(nèi)部空間是否符合使用要求,而忽略了從節(jié)能環(huán)保方面考慮改善建筑的外形以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 [1]其中大型公用建筑耗能占有很大比重,一些規(guī)模較大的公共建筑一天的耗能支出即可達(dá)到幾十萬至上百萬元人民幣。大型建筑耗能較大,除建筑物本身規(guī)模較大,照明等耗能設(shè)備使用量較大等客觀因素外,使用者本身節(jié)能意識(shí)薄弱也是一個(gè)主要因素。作為工程設(shè)計(jì)人員或設(shè)計(jì)管理人員,我們所需要考慮的則是從工程實(shí)際情況出發(fā),從建筑外形,建筑材料、設(shè)備以及結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等方面尋找建筑節(jié)能的突破口,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中自覺考慮節(jié)能環(huán)保的因素,使建筑物能夠在較低的能耗情況下實(shí)現(xiàn)自身功能。
1. 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)作為建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)方面本身應(yīng)遵循一定的原則以使其能夠更好地配合建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì),以使建筑物達(dá)到舒適與節(jié)能的雙重效果。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則有四點(diǎn):一是氣候適應(yīng)性原則。建筑物所處地域不同則其所處的氣候環(huán)境會(huì)有很大差異。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)最大限度的攝取自然界中的能源,充分利用氣候環(huán)境中的有利因素,并消除、消弱惡劣氣候的影響,同時(shí)在建筑物上添加附屬結(jié)構(gòu)以減少室內(nèi)能量的耗散以及外部有害能量的進(jìn)入,保障室內(nèi)環(huán)境的舒適度。二是整體性原則,即將建筑節(jié)能的理念滲透到工程建設(shè)的整個(gè)過程中去,從項(xiàng)目規(guī)劃、立項(xiàng)開始整體考慮建筑節(jié)能的因素,以便在以后的項(xiàng)目設(shè)計(jì)建設(shè)中更為方便地解決節(jié)能的問題。三是綜合性原則,即對(duì)建筑物耗能及用能的特點(diǎn)的進(jìn)行綜合性地分析,采用多種手段進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì),而不是僅僅對(duì)一些細(xì)節(jié)進(jìn)行單項(xiàng)的節(jié)能措施,式建筑結(jié)構(gòu)能夠綜合實(shí)現(xiàn)多方面的節(jié)能目標(biāo)。
2. 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的具體設(shè)施
2.1 建筑措施
合理的建筑設(shè)計(jì)對(duì)于建筑物節(jié)能所起的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是建筑物外形及內(nèi)部空間格局對(duì)于自然能源的利用程度,二是使用建筑附加構(gòu)造減少能量的耗散。
對(duì)于提高對(duì)自然資源利用率的這一方面,人們?cè)陂L期的生產(chǎn)實(shí)踐過程中已經(jīng)摸索出了一套運(yùn)用生態(tài)技術(shù)改善室內(nèi)以及建筑周邊環(huán)境的方法,自然通風(fēng)、采光等是最基本的利用建筑外形利用自然資源的方法。如在我國南方地區(qū),建筑底層一般做成接待大廳并且不加封閉,這對(duì)于處于南方濕熱氣候的人們來說,既有利于氣流穿過建筑形成穿堂風(fēng)以降低室內(nèi)溫度,又有利于氣流帶走建筑底部過于潮濕的空氣,以避免建筑相關(guān)設(shè)備受到嚴(yán)重侵蝕,可謂一舉兩得。 [2]然而,隨著技術(shù)的發(fā)展,,建筑形態(tài)變得多種多樣,人們逐漸忽視了如自然通風(fēng),自然采光等這些傳統(tǒng)的做法,而是更多地依賴于空調(diào)等現(xiàn)代技術(shù)來調(diào)劑室內(nèi)空氣,甚至于在白天時(shí)間都要依賴燈光照明,這些都會(huì)產(chǎn)生大量的能源消耗及資源浪費(fèi)。近年來隨著節(jié)能環(huán)保的觀念深入人心,建筑師們已經(jīng)開始重新審視利用自然界“免費(fèi)能源”的重要性。當(dāng)代一些優(yōu)秀的建筑師能夠巧妙地安排室內(nèi)房間的組合排列格局來調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流的走向以達(dá)到良好的自然通風(fēng)效果。常見的很多層數(shù)不多的公共建筑屋頂一般都設(shè)置有天窗。例如深圳火車站,候車廳頂部的凹面處設(shè)置有玻璃天窗,將自然光引入室內(nèi),并且候車廳下層屋面間隔布置高強(qiáng)度的半透明漫射玻璃,將日光均勻擴(kuò)散到室內(nèi)各部,設(shè)計(jì)非常巧妙。另外,太陽能技術(shù)的發(fā)展也為節(jié)能做出了大量貢獻(xiàn),一些建筑外掛大量太陽能板,吸收的太陽能甚至能維持建筑物的照明使用要求。這些利用建筑外形及室內(nèi)格局而不用機(jī)械裝置來改善室內(nèi)空氣、光線環(huán)境的方法非常值得推廣。
對(duì)于使用建筑附加構(gòu)造減少能量的耗散這一方面,今年來國家以強(qiáng)制規(guī)定新建工程都必須在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)置保溫隔熱層,這對(duì)我國北方冬冷夏熱地區(qū)的建筑來說尤為重要。設(shè)置保溫隔熱層能有有效阻止夏日濕熱空氣進(jìn)入室內(nèi),又能有效減少冬天室內(nèi)暖空氣的外流,不僅降低了能耗(減少居民使用空氣暖氣的時(shí)間),且使室內(nèi)環(huán)境更加適合人們的居住。例如位于杭州武林CBD的坤和中心,德國GMP設(shè)計(jì)經(jīng)典理性建筑,其玻璃幕墻采用6+12A+6mm中空鋼化LOW-E玻璃,外墻砌體材料采用多孔粘土磚(KP1型),外墻外保溫材料采用50mm保溫巖棉,屋面保溫材料為30~40聚苯乙烯擠塑保溫板,是浙江省首個(gè)獲美國綠色建筑LEED認(rèn)證的國際甲級(jí)寫字樓。
2.2 材料創(chuàng)新
建筑材料是建筑業(yè)發(fā)展的一個(gè)非常重要的方向,也是前景最好的一個(gè)方向之一。新型材料不僅可以以較小的資源耗費(fèi)為代價(jià)滿足承載力等基本功能要求,又具有一些新的特質(zhì),因而能夠發(fā)揮更大的作用。墻體材料在房屋建材中約占70%,是建筑材料的重要組成部分,建筑物能量的損耗約50%來自墻體。傳統(tǒng)墻體使用實(shí)心粘土磚耗費(fèi)了大量土地資源,且對(duì)于框架結(jié)構(gòu)來說,墻體僅僅起維護(hù)作用,使用如此大自重的實(shí)心磚塊兒給起支撐作用的框架體系增加了更多負(fù)擔(dān)。目前,國家已經(jīng)禁止實(shí)心粘土磚的使用,而粘土空心磚,摻廢料的粘土磚,非粘土磚,建筑砌塊,加氣混凝土,輕質(zhì)板材,復(fù)合板材等新型墻體材料已經(jīng)在我國的到了廣泛推廣,一些科技含量更高的材料如自保溫砌塊 植物維條板(FCC板)等也已投入市場(chǎng)。新型混凝土材料也取得了較大發(fā)展,具有更優(yōu)良性質(zhì)的混凝土具有更高的承載能力以及更好的延性。除墻體材料、新型混凝土材料以外,具有優(yōu)良的保溫、隔熱和降噪性能,能夠防結(jié)露的中空玻璃、真空玻璃、熱反射鍍膜玻璃等玻璃材料也發(fā)展迅速。新型材料的發(fā)展與應(yīng)用極大地降低我建筑業(yè)的資源與能源耗費(fèi)量,是建筑節(jié)能的一個(gè)十分具有活力的突破口。
3.3實(shí)例分析:夏熱冬暖南區(qū)墻體結(jié)構(gòu)自保溫技術(shù)
(1)輕集料混凝土是用輕粗集料、輕砂(或普通砂)、水泥和水配制而成的混凝土,其干表觀密度不大于1950kg/m3。其通過界面效應(yīng)、微泵效應(yīng)、機(jī)械齒合效應(yīng)提高界面強(qiáng)度。
其產(chǎn)品為:蒸壓多孔混凝土砌塊、陶?;炷疗鰤K、硅藻土砌塊、自隔熱混凝土砌塊、混凝土EPS砌塊。混凝土砌塊是非燒結(jié)性塊材,屬免土、節(jié)能、環(huán)保的墻體材料產(chǎn)品;但其抗?jié)B性能和抗裂性能相對(duì)較差的問題,一定程度影響和制約混凝土砌塊的使用與推廣。適用于多層、三層以下磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)墻體。
(2)大孔混凝土是以粗集料、水泥和水配制而成的輕質(zhì)混凝土,(又稱無砂混凝土)?;咎卣鳛橛纱罅康牧ig孔隙形成的大孔。其導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫性好、吸濕性較小。收宿一般比普通混凝土小30%~50%。表觀密度為1800—1900kg/m3。雙面抹灰200mm厚大孔混凝土墻體的平均熱阻值為0.293m3 k/w,熱惰性指標(biāo)D≥3.0,適用于框架結(jié)構(gòu)、框剪、剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。
(3)多孔混凝土是一種不用粗骨料,內(nèi)部均勻分布著大量微小氣泡的輕質(zhì)混凝土??紫堵士蛇_(dá)85%,表觀密度為300~1200kg/m3之間,導(dǎo)熱系數(shù)0.081-0.29W/(m2 k),具有結(jié)構(gòu)與保溫隔熱功能。分為加氣混凝土與泡沫混凝土。
3. 結(jié)論
目前我國正在施行建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),建筑行業(yè)耗能巨大的產(chǎn)業(yè),降低能耗,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)節(jié)能,建筑業(yè)首當(dāng)其沖。而發(fā)展建筑節(jié)能設(shè)計(jì),利用我們的智慧降低建筑建設(shè)及使用過程中的資源能源消耗是我們建筑設(shè)計(jì)人員義不容辭的責(zé)任。
建筑耗能數(shù)值對(duì)我國而言是非常龐大的,甚至已經(jīng)占到了我國能耗總額的三分之一,我國與同緯度的國家相比能耗是別國的三倍以上,跟發(fā)達(dá)國家相比我們建筑平均能耗是他們的四倍以上,可見我國的建筑能耗不僅僅存在數(shù)量大的問題,還存在著平均耗能多的問題,近二十年來我們可以明顯感覺到能耗緊張給生活帶來的影響,所以我們必須要高度重視建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì),通過多年的工作經(jīng)驗(yàn)我們摸索出來一些節(jié)能設(shè)計(jì)措施,在此簡要論述以供工行參考。
一、減少變壓器的有功功率損耗
PK是一種有損傳輸功率的變壓器,即變壓器的線路損耗,通過繞組電流的阻力和流量取決于變壓器線圈的尺寸,這與負(fù)荷率的平方成正比。因此,應(yīng)選擇繞組電阻小的變壓器,可采用銅芯變壓器。從PKβ2的求值計(jì)算中我們可以得出,在β=每千瓦變壓器負(fù)荷的50%的時(shí)候是最低的能源消耗點(diǎn)。因此,在80年代中期,民用建筑設(shè)計(jì),大部分負(fù)載率都是設(shè)定在50%左右,變壓器的負(fù)載率中只有一半的變壓器在實(shí)際使用中投入運(yùn)行,這種方法被很多設(shè)計(jì)人員一直沿用到目前為止。然而,這僅僅是節(jié)約能源,不考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
事實(shí)上50%負(fù)載率僅減少了變壓器的線損,并沒有減少變壓器的鐵損,因此也不是最節(jié)能的措施。計(jì)及初裝費(fèi)、變壓器、低壓柜、土建的投資及各項(xiàng)運(yùn)行費(fèi)用,又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)娜萘?,變壓器的?fù)載率應(yīng)在75%~85%為宜。這樣也可以做到物盡其用,因?yàn)樽儔浩鹘^緣的使用年限滿負(fù)荷計(jì)為20年,20年后可能有更好的變壓器問世,這樣就可以有機(jī)會(huì)更換新的設(shè)備,才能使該建筑總趨技術(shù)領(lǐng)先地位。
一、電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則
建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅(jiān)持以下四個(gè)原則:(1)可用性。應(yīng)滿足建筑物的使用功能,即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù);滿足舒適衛(wèi)生;滿足上下左右的運(yùn)輸通道通暢無阻;滿足特殊工藝要求。(2)經(jīng)濟(jì)性。建筑電氣設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性就是節(jié)能應(yīng)按國情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益,不能因?yàn)楣?jié)能而過高地消耗投資,增加運(yùn)行費(fèi)用。而是讓該部分增加的投資,能在幾年甚至更短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。(3)可靠性。根據(jù)用電負(fù)荷的等級(jí),保證在各種運(yùn)行方式下提高供電的連續(xù)性,力求可靠供電。滿足建筑物的功能,即滿足照明的亮度、色溫、顯色指數(shù);舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量,也就是舒適衛(wèi)生;滿足上下、左右的運(yùn)輸通道暢通無阻。(4)安全性。保證在進(jìn)行一切操作切換時(shí)工作人員和設(shè)備的安全,以及能在安全條件下進(jìn)行維護(hù)檢修工作。
二、建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施
1、供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。根據(jù)工程供電容量及負(fù)荷的具體使用情況,合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng),做到盡量簡單可靠,這對(duì)于有效地實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能可以起到很好的作用。首先,變配電所或箱式變電站位置的設(shè)置?,F(xiàn)代高層建筑的用電量相當(dāng)大,在確定變配電所或箱式變電站位置時(shí),應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,這樣可以減小配電半徑,有利于減少線路損耗。其次,合理選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù)。在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)時(shí),應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況,綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用,對(duì)負(fù)荷進(jìn)行合理分配,選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器,使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)變壓器的投入臺(tái)數(shù)可以隨季節(jié)性負(fù)荷的變化靈活投切,減少部分變壓器輕載而引起的不必要的電能浪費(fèi)。最后,優(yōu)化變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。同一變電站的變壓器應(yīng)盡量并列運(yùn)行,并聯(lián)后其負(fù)荷可以合理地分配,總損耗可以降至最低限度,同時(shí)根據(jù)負(fù)荷的變化調(diào)整并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù),也是降低變壓器損耗的有效措施。
2、電纜線路的合理設(shè)計(jì)。在一個(gè)工程中,線路左右上下縱橫交錯(cuò),小工程線路全長不下萬米,大工程更是不計(jì)其數(shù),所以線路上的總有功損耗是相當(dāng)可觀的,減少線路上的能耗必須引起設(shè)計(jì)重視。在建筑中,低壓配電室應(yīng)靠近豎井,而且由低壓配電室提供給每個(gè)豎井的干線,不至于產(chǎn)生支線沿著干線倒送的現(xiàn)象。亦即低壓配電室與豎井位置的布局上應(yīng)使線路都分向前送,盡可能減少回頭輸送電能的支線。另外,還可利用某些季節(jié)性負(fù)荷的線路,這些用戶不用時(shí),可提供給常期用戶作供電線路使用,以減少線路和電阻。
3、風(fēng)機(jī)水泵的節(jié)能。(1)采用高效風(fēng)機(jī)水泵。近年來,我國研制出多種高效率風(fēng)機(jī)和水泵,有的產(chǎn)品效率已接近國外同類產(chǎn)品,應(yīng)該大力推廣。(2)設(shè)計(jì)時(shí)注意選型和配套。選擇風(fēng)機(jī)水泵的型號(hào)和額定值時(shí),應(yīng)盡量與工況吻合,使設(shè)備運(yùn)行在高效率區(qū)間。(3)調(diào)速控制流量,減少節(jié)流損失。生產(chǎn)工藝上經(jīng)常要求變更流量,現(xiàn)場(chǎng)多使用擋板或閥門來調(diào)節(jié)流量,即采用人為增大阻力的方法來減小流量,這是很不經(jīng)濟(jì)的。比較經(jīng)濟(jì)的方法是調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量。(4)合理設(shè)計(jì)管網(wǎng),降低管道阻力。設(shè)計(jì)輸送管網(wǎng)時(shí),對(duì)走向和管徑都要仔細(xì)計(jì)算,并要求管道內(nèi)壁具有較高的光潔度,以降低阻力、減小功率損失。(5)在管網(wǎng)或葉輪上涂敷復(fù)合材料。其具有高彈性、高強(qiáng)度并易與金屬粘接的特點(diǎn),將其涂敷在管道內(nèi)部和葉輪上,可以降低葉輪、管道與流體的摩擦系數(shù),從而減小阻力、降低損耗。(6)減小葉輪直徑。當(dāng)所需流量與揚(yáng)程(風(fēng)壓) 遠(yuǎn)小于泵或風(fēng)機(jī)的額定值時(shí),可以通過切削葉輪、減小直徑來降低風(fēng)機(jī)水泵的輸入功率實(shí)現(xiàn)節(jié)能,但不適用于揚(yáng)程經(jīng)常變化的運(yùn)行環(huán)境。(7)調(diào)節(jié)入口導(dǎo)向葉片。這是離心式風(fēng)機(jī)、水泵流量調(diào)節(jié)的基本方法,軸流式也可采用。調(diào)節(jié)入口側(cè)可調(diào)導(dǎo)向葉片,可以改變壓力和流量特征曲線,使同流量的軸功率比用閥門或擋板調(diào)節(jié)時(shí)低得多。
4、照明系統(tǒng)的節(jié)能。照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì),一方面照度、色溫、顯色指數(shù)要達(dá)標(biāo),另一方面又要達(dá)到節(jié)能的目的。由于電氣照明設(shè)備的耗電量與照明設(shè)備用電使用時(shí)間、照明設(shè)備的損耗、房間面積、照明器數(shù)量等因素成正比關(guān)系,與照明電氣的發(fā)光效率成反比關(guān)系。因此,照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)可從以下方面來考慮。
(1)減少設(shè)備使用時(shí)間。在設(shè)計(jì)的時(shí)候,樓梯間、走廊這樣的公共場(chǎng)所可采用自動(dòng)控制的方式,做到人來燈亮,人走燈滅。考慮到線路損耗,對(duì)于面積小的房間可采用一燈一控或二燈一控;面積較大的房間采用多燈一控的方式。同時(shí),設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分利用天然光。建筑物靠近室外的部分,在建筑物結(jié)構(gòu)允許的情況下,門窗盡可能開的大些,門窗的玻璃采用選用透光率高的,以充分利用自然光的。非靠近室外的部分,可用導(dǎo)光管、反射高窗或棱鏡窗將光線引入需要陽光的地方。以最大限度地減少照明設(shè)備的使用時(shí)間。
(2)提高光源的利用效率。首先要改善環(huán)境的反射條件,即建筑物內(nèi)的墻壁、天頂、地面以及家具的表面盡量光滑、色彩盡量選用淺色。當(dāng)然考慮到健康因素,屋頂和墻面的光反射系數(shù)宜在55%~60%之間,地面宜為15%~35%。其次用高效光源,首選發(fā)光率高的光源,這些光源節(jié)能效果及光效都非常顯著,因此能夠在照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)達(dá)到節(jié)能的目的。