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论文摘要:从环保节能设计角度出发,反思了我国目前室内设计中存在的问题,提出了构建环保节能设计新理念的思路,并对环保节能设计方法进行了初步探讨。
一、环保节能设计概念的提出
设计为人类创造了巨大的社会财富,推动了文明的发展,但同时也加速了资源、能源的消耗,并对生态平衡造成了极大的破坏。20世纪60年代末,美国设计理论家维克多·巴巴纳克出版了一本引起极大争议的专著《为真实世界而设计》。他认为,设计的最大作用不是创造商业价值也不是包装和风格方面的竞争,而是一种适当的社会变革过程中的元素。同时设计应该认真研究有限的地球资源的使用问题,并为保护地球环境服务。70年代“能源危机”的爆发使巴巴纳克的“有限资源论”得到普遍的认可,由此环保节能设计概念得以提出,并得到越来越多的关注和认同。
环保节能设计又叫生态设计,是指在对产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。其基本思想是:在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响降为最小。环保节能设计不仅是一种技术层面的考量,更重要的是一种观念上的变革,要求设计师放弃那种过分强调产品在外观上标新立异的做法,而将重点放在真正意义的创新上面,以一种更为负责的方法去创造产品的形态,用更简洁、长久的造型使产品尽可能地延长其使用寿命。
对室内设计而言,环保节能设计就是要按照简洁、实用的原则进行设计,减少无谓的材料和能源的消耗,减少有害物质的排放。尽量利用绿色自然、生态环保的资源确保室内的自然采光和通风,使环境安全舒适、洁净宜人。当前,人们空前地意识到保护环境、节约能源的重要性。在党的十七大报告中,主席明确提出要“加强能源资源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力。坚持节约资源和保护环境的基本国策,关系人民群众切身利益和中华民族生存发展”Lzl。室内设计作为一门与人们生活环境密切相关的学科,除了为人们营造健康、舒适、适用的室内环境,也应该责无旁贷地担当起环保节能的社会职责。
二、当前我国室内设计中的环保节能现状
我国目前的室内设计主要在以下三方面与环保节能设计理念存在着较大偏差:
一是设计观念上的偏差。一提起室内设计或装修,人们就会习惯性地想到墙面的粉刷装饰、地板的铺设、天花造型吊顶的安装等,仿佛不在围合空间的界面上增添一些东西就不足以称之为设计或装修,人们观念上已将设计等同于加法设计。诚然,加法设计为人们提供了美观的界面,实用的物品存放空间,然而,从环保节能角度来看,加法设计必然伴随资源的消耗和浪费,而且加法做得越多,对资源的消耗和浪费也越多。此外,加法设计所用的装修材料越多,挥发出来的各种有害气体也越多,对室内环境的污染也越重,有些材料比如天然石材还具有辐射性等,如此看来,加法设计在一定程度上来说既不节能也不环保。
二是设计行为上的偏差。当前我国的室内设计日趋高档化,甚至奢糜化,人们把对高品质生活的追求演变为对奢华环境的追求,这些室内环境不仅装饰奢华,用材名贵,而且一年四季以能源的动力维系着春天般的感觉,甚至为争夺客源不惜代价,人工营造异域风情,极尽装饰设计之奢华手段。从设计角度来说,这些奢华的手段无可厚非,但从环保节能的角度来看,却是非常值得人们深思的。名贵材料的无度使用,背后必然是对自然资源和自然生态环境的破坏,造成能源的枯竭。人工营造的气候环境又使人们远离自然,背离春夏秋冬四季交替的自然规律,直接导致人体免疫力、抵抗力的下降,引发健康问题。
三是设计过程中的偏差。设计过程中不注重软设计,忽视设计技能方法的应用,强调硬设计,以物性设计为主;不注重本地资源的有效利用,舍近求远,以稀为贵,以新为奇;不注重开发常规材料的设计潜质,强调珍、稀、贵材料的使用;不注重自然材料的应用,强调工业材料的表现效果;不注重自然光源的合理利用,强调人工照明;不注重室内环境的通风、保温、散热性能,以人造气候代替自然气候等等,这些都有悖于环保节能设计的理念。
三、构建室内设计中的环保节能设计新理念
针对存在的问题,笔者以为,可以从以下几方面建树环保节能设计新理念:
1.改变人们的认识观念,还设计内涵以真本性
现在是更正人们对“设计”认识误区的时候了。设计的真本意绝不仅仅是为了好看、美观而增添某些东西,也不是为了艺术而艺术的载体,更不是精英意识的彰显,或高贵奢华之类的代名词。设计的真本意是为百姓大众服务,解决人们的实际困难,使人类生活更美好,使人与社会、自然更和谐。设计应该反映一种最自然、灵活、随意的生活方式,流于平民百姓之间,使之体现百姓情坏,使人平易相对。设计的意义在于实用、在于节约、在于发展,更在于和谐。脱离了服务大众这一目的,所有的设计都只能是缘木求鱼,舍本求末。设计师们应该担当起设计的社会责任,以环保节能设计理念调整人们的认识价值观,提倡节制、适度和限制的设计价值观。
2.去浮华,求简朴,倡导本源性简朴设计
历尽繁华之后的人们总觉身心疲惫,而简朴、宁静的环境有益于人们保持清晰的头脑,集中精力在那些首要的、提高生活质量的、行之有益的、快乐的事物上。从这一点上来说,设计的过于雕饰和浮华是一种生活方式的过渡放纵和精神污染,特别是对于现代充满紧张和压力的工作生活环境,这样的设计更是一种精神折磨。现代人们内心渴望一种淡定的平静和安宁,因此提倡简朴设计符合社会发展的需求。应当明确,简朴设计不是“简单设计”或“不设计”,简朴设计是省略多余物和保留必需物的取舍设计,以够用和实用为原则,是对有限资源和材料有节制地充分利用,是通过材料的质地、完美的工艺和结构及细节的处理来获得美感。简洁的线条、简单柔和的造型、纯净的材质、灵动的空间感是其主要特点,显现出一种明显的质朴格调。由此可见,简朴设计不同于装饰设计或加法设计,简朴设计讲究的是实效性,彰显的是材料物质和结构工艺所固有的本色的美,不追求名贵,不依靠装饰。
3.倡导本土化设计理念
从环保节能角度来看,倡议本土化的设计不仅仅是指外在表现形式的本土化,而应将其内涵扩展到设计的方方面面,比如用材的本土化、陈设装饰的本土化、空间处理的本土化、室内环境的本土化等等。本土化设计突显的是纯朴的地域特色美,讲究就地取材、因地制宜,最大限度地利用和发挥本地资源的特色营造适合本土人生活的室内环境,没有附加外来的装饰,也不刻意寻求新、奇、贵,保持自然本色而又舒适宜人,其环保节能性不言而喻。
四、室内设计环保节能方法初探
1.硬空间软设计
所谓硬空间是指围合空间的界面都具有物质性。所谓软设计是指技巧性、艺术性的设计手法,是相对于应用物质手段的硬设计而言。比如在改变空间形象上,硬设计主要是依靠造型和陈设装饰,而软设计可以利用不同光、色、材质肌理给人不同的生理心理感受来改变空间形象,使小空间显大,低空间显高,窄空间显宽;也可应用对比设计手法改变空间形象,如欲高先低、欲宽先窄、欲明先暗等;还可通过改变陈设布局方式来改变空间形象等等。再比如对空间的分隔,硬设计主要通过墙体、隔断、家具等有形的物质手段来分隔,而软设计可利用色彩、肌理、灯光的变化来划分限定空间,使空间不经有形分隔而形成区域感,同时又保持了空间的通透性。探究和开发常规材料的潜质,使其材质肌理具有特殊的表现效果,从而达到丰富空间效果的目的,这也是常用的软设计方法。软设计方法很多,相对于硬设计而言,它注重设计技巧应用,注重挖掘设计要素的潜质和特色,使用材料少,对资源的消耗也少,其环保节能性是显而易见的。
2.减法设计
加法设计是最直接的装修手法,在加法思维中,往往会因为陷入太多的元素而失去设计分寸,平添了多余的结构和装饰。而减法设计是经过取舍的判断,减掉多余的装饰和不必要物件,使空间环境变得纯净、轻松而舒适。减法设计的环保节能性体现在:对空间界面处理用材少而单一,甚至直接用建筑结构而不附加额外装饰作为空间界面;空间处理常采用软设计手法,避免非功能性的结构和装饰,用色纯粹,线形简洁;室内家具陈设讲究功能的多样组合和实效性,注意空间的留白和纯净。由此可以看出,减法设计是使用最少的材料和资源来实现实用和美观的统一。
3.零材料费装饰设计
关键词: 住宅 室内采暖 节能 分户计量 控制 计量
1、引言 节能是我国一项长远的战略方针。我国政府对节能工作高度重视,特别是改革开放以后节能工作出现了欣欣向荣的局面。节能对于供热行业来说潜力是相当大的。供热行业是能耗大户,能耗支出占据其大部分成本。由于以往的住宅供暖按面积收取热费,存在很大的不合理性,且不便于用户进行局部调节,造成供热用热浪费很大。随着人们生活水平的提高和供暖事业的不断发展,对供暖系统实现用热量的分户计量和独立控制的呼声越来越高。
近年来节能问题在供暖系统设计中越来越被人们重视。因此有必要在新建住宅中采用更合适的供暖系统形式来满足热费按户计量的需要。在节能问题上,尤其要特别重视能源利用过程前的处理,即在规划设计整个供暖系统时,应该考虑该系统的节能前景及经济效益。建设部《建筑节能“九五”计划和2010年规划》明确指出,“对集中供暖的民用建筑安装热表及有关调节设备并按户计量收费的工作,1998年通过试点取得成效,开始推广,2000年在重点城市新建小区中推行,2010年全面推广”。因此,在进行住宅室内采暖系统设计时,设计人员应考虑热用户分户及分室控制温度的需要。据初步测算,采取供暖分户计量,可以实现采暖节能20%以上。本文就几种适宜分户计量的采暖系统做一浅析。
2、 旧式采暖系统的基本形式及其优缺点 长期以来,我国城市住宅室内采暖系统设计基本上都采用单管垂直系统的方案进行设计。(如图1)这种设计方案有许多优点:1系统简单;2施工方便;3造价低等,但是也存在一定缺陷,主要是不便于用户进行局部调节,因而造成能源的浪费。随着能源结构的变化及节能和物业管理的要求,这一缺陷越来越明显,使得此种供暖系统不得不被逐步替代。
随着我国社会主义市场经济的发展,“热”也是商品的观点逐步被人们所认识和接受。传统的落后的按建筑面积结算收费的方法,既不科学又不合理。已不能适应社会主义市场经济体制的要求,必须进行按热量计量收费的改革。供热收费由计划经济时期的福利制向社会主义市场经济体制转变,即热用户向供热企业缴纳热费。因而用户对供热系统节能越来越关注。单管垂直采暖系统的弊病越来越明显,其弊端具体表现在以下几方面:
2.1 系统不具有个体调节的能力
单管垂直采暖系统的主要缺点是不利于进行局部调节,无法改善和满足热用户的热舒适性要求。而且由于该系统是将热水先供到住宅楼的顶层,然后依次向下分至各用户,这就在理论上造成了各不同楼层的热用户的散热器的传热系数K值也不相等。因此造成顶层过热,底层过冷,冷热不均现象。顶层用户过热时只能通过打开门窗的方式来放走热量以降低室内温度,这就造成了能源的浪费。如果采用调节热水流量来降低室温,就会造成以下各层过冷的现象。其次,该系统也无法对各房间的室温进行单独调节,从而导致能源的浪费。
2.2 系统维修时浪费能源
由于单管垂直采暖系统是一个整体的热水循环系统。如果该系统有一处设施漏水或堵塞,整个系统将会受到影响。严重时可能导致整个住宅楼停供;而且在维修时会造成大量热水的浪费,在寒冷地区可能会出现供水管冻裂等严重问题,造成不必要的事故,影响居民的正常生活。
2.3 不利于供热部门的管理
对于拖欠热费的用户处理困难,如果要停止个别用户的供暖,可能影响到整个住宅楼停供。常此下去,致使供热企业入不敷出,连年亏损。
2.4 闲置住宅的能源浪费
由于室内采暖系统是单管串联式,所以每层、每户住宅必须用热,否则该系统就无法正常运行。如出现有些用户不想用热或者有些住宅长期闲置,这就必然导致能源的浪费。目前在一些非采暖且又在发展小区采暖的地区,此种现象十分突出。
3、分户计量的发展前景及控制原理 目前,在我国,这种分户式计量系统的研究刚刚起步,大部分都处在尝试阶段。原有的室内供暖系统多为单管垂直系统,缺乏独立调节能力,热用户对热是商品没有深刻的认识,缺乏节能意识,仅此使我国住宅采暖单位面积能耗高出先进国家2倍左右,且不便于供热部门管理。供热系统的按户计量是供热发展的方向,是解决收费难和实现节能的唯一出路。随着人民生活水平的提高人们不再满足于吃饱、穿暖,而是不断追求高质量、高品位的生活。在江苏淮安市,每年新建住宅近百万平方米,这些新建住宅大部分都在申请室内采暖,而淮安市目前仅市政府西大院有采暖系统。由于本市住宅室内采暖刚刚起步,所以在采暖形式推广中应该走在前列,实施单户控制的采暖形式推广前景十分可观。
分户计量采暖系统的特点是对每个采暖用户进行单独控制,即每户独立采用一个供回水系统,一户一表制,可以单独对用户进行调节、关断、计量,不会影响其他用户。达到分户计量目的的根本方法是对用户独立系统的控制,具体做法是在每户供水入口处设置热表及散热器上安设调节阀。通过调节散热器使采暖房间的室温满足人体热舒适性的要求。实现散热器调节的方法,主要是通过对散热器散热量进行控制,以达到室温要求。目前散热器个体调节主要依靠改变进流散热器热水流量的方法来实现,但是在进行散热器调节时必须不影响整个供热系统的水力稳定性,所以供热系统要有完善的调节控制措施和高水平的运行管理办法。否则,很难实现真正意义上的分户计量。
4、适宜分户计量的采暖系统 4.1 单管制采暖系统
4.1.1 单管水平串联系统
单管水平串联系统是一种比较常见的采暖系统。其做法是在每个住宅单元设置一个总的供回水系统(称为大系统),每层用户为一个独立的小系统。总供回水立管管井设在靠楼梯的橱卫处,每层供回水接在大系统上(每层只装一户),在小系统出入口管道上加调节关断阀门及热计量表,以便分户计量热费。此系统的优点是:竖向无穿楼层的立管,不影响墙面装修;缺点是:不能分室控制温度;每组散热器均须设冷风阀;管线过门、阳台须处理。(见图2)
4.1.2 单管水平跨越系统
图3为此系统的原理图,同单管水平串联式系统相同,采用一个大系统,可将该系统的供、回水立管设置在管道井内。此设计方案中须增设与散热器组数相对应数量三通调节阀,控制进入散热器的最大流量为循环流量的30%。该方案的优点是:可实现分室控制温度;竖向无立管,不影响墙面装修;缺点是:管路中的附属设备(三通调节阀)增加;管线过门、阳台须处理;每组散热器须设冷风阀。
4.2 双管制采暖系统
4.2.1 双立管并联式系统
对于双立管并联式系统,任何一层的用户只要在散热器支管上加调节阀就可以达到调节介质流量,从而满足用户对热舒适性的要求,并实现节能。但这种调节方式在使用时,应该考虑到以下问题:(a)此系统在楼层数过多时易出现严重的垂直失调现象,其系统垂直高度以不超过三层为宜,实用性受到限制。(b)穿越楼层的立管数增多。(c)仅适用于安装热量分配表的系统。(见图4)
4.2.2 水平双管系统
采用水平双管设计方案,可以避免双立管并联式系统的垂直失调问题,而且该系统可以实现每户一个独立系统,有利于热量表的安装,能实现散热器个体调节。任何一层的用户都可以通过室内调节阀方便的调节介质流量,从而达到舒适的室温,并实现节能的目的,又不影响其他用户采暖,但该系统须增设与散热器组数相对应数量三通调节阀。该方案的优点是:能够使不易解决的供热系统垂直失调的难题得到极大的改善;可分室控制温度,调节性能优于单管系统;墙面竖向无立管,不影响装修;缺点是:室内散热器下部的供回水管隐蔽困难;管线过门、阳台不好处理;每组散热器须安装冷风阀。(见图5)
4.2.3章鱼式系统
图6为此系统的原理图,做法是在每户设置一分水器,供水进入分水器后分出若干并联的支管,末端连接至散热器,再经回水集中到集水器。在制作安装时应将管线埋地敷设(一般采用聚丁烯管或PB管),要防止地面因热应力造成龟裂和破损,要妥善处理好管道热膨胀时产生的推力传递给地板。该方案的优点是:可分室控制温度,调节性能优于单管系统;管线埋地敷设,墙面竖向无立管,不影响墙面、地面装修;缺点是:管线埋地须设隔热措施,造价偏高;每组散热器须设冷风阀。
5、供暖系统设计中应注意的问题 虽然分户式计量在新建住宅小区得到有力推广,但其在推行过程中必然会在采暖系统设计、建筑物设计、仪表选用、管理等方面存在一些问题。
5.1 供暖系统热负荷计算及户内散热器布置
热负荷计算是供暖系统设计的基础,以往的设计由于害怕暖气不热而盲目加大热负荷值,致使散热器安装面积过大,将不利于散热器支管上温控阀的调节,应该选择合理的热指标估算办法。室内散热器位置要布置合理,室内水平管线会增加,存在管线明装占用空间,影响室内装修、家具布置及过门、阳台难处理等问题。
5.2 对建筑材料传热性能的要求
新的建筑材料能否满足现代节能房间的要求,即建筑材料的传热性能是否理想。采暖建筑的耗热量主要是通过围护结构的传热耗热量构成,约占73%~77%,其次为通过门窗缝隙的空气渗透热量,约占23%~27%,在传热耗热量中外墙占23%~34%,由此可见,提高建筑物的保温性能将会达到很好的节能效果。另外,计算表明,对于一间不采暖的房间从周围房间获取传热量可维持12~14℃室温,其他用户有近1/4~1/5的热量传给了该房间,其他用户将多支付这部分热费,很不合理。所以,有必要增强户间建筑结构的隔热性能。
5.3 热表参数修正及表计校核问题
由于住户所处楼层、围护结构不同,保持相同室温的耗热量肯定存在差异,所以应该选择合理的热表参数。我单位在同用户进行计量仪表校核、热费结算中就发生过纠纷。而且,应该组织专门人员定期对计量表计进行校核。
5.4 供热系统变流量问题
由于实现分户计量,系统的热负荷变化会很频繁,所以,供热系统应该能自动调节供热量,使其跟踪所需热负荷的变化。应该在换热站设置有压差控制的装置。
5.5 住宅小区设置分户计量装置后,要加强节能宣传;提高节能意识。
5.6 对供热企业的管理提出更高的要求。
6、结束语 综上所述,对于住宅小区的供暖系统设计,如果规划和设计合理,不仅能够实现较好的系统控制和计量功能,同时可以降低能源的浪费,极大的提高供热的社会效益并获得相当的经济效益。
参考文献 [1] 贺平,孙刚. 供热工程[M] . 中国建筑工业出版社,1993.
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本文建立与教学楼空调课室相一致的三维实际模型,用ANSYS CFX仿真软件数值计算其室内温度场的分布变化情况,通过仿真模拟分析结果为教学楼空调课室的节能改造提供依据和参考。
从多个角度出发仿真课室的温度场变化并作对比研究,研究各个因素对空调室内温度场变化分布的影响,分析研究力图找出影响空调课室温度场变化的各个影响因子及其所占比重,为空调制冷节能改造提供参考。
运用ANSYS12.0应用仿真软件进行数值模拟仿真研究[2][3],运用其子模块ANSYS ICEM网格划分工具进行网格生成与处理[4]。运用ANSYS CFX进行数值运算[5]。建立了与校园教学楼空调课室相一致的三维实际模型。
1.1物理模型
模型课室尺寸为14.40m×12.00m×5m,课室中就座54人,选定身高为1.73m,体重为60kg,根据公式计算可得人体表面积为1.74231m,与物理模型中单个人体表面积1.74 m2基本符合。
1.2数学模型
本文采用用ANSYS CFX 数值模拟课室内温度场变化时采用标准
k-ε模型。
标准k-ε模型的湍动能k和耗散率ε方程为如下形式:
在上述方程中,Gk表示由于平均速度梯度引起的湍动能产生,Gb是用于浮力影响引起的湍动能产生;YM可压速湍流脉动膨胀对总的耗散率的影响。湍流粘性系数 。
1.3网格划分
本文运用ANSYS12.0应用仿真软件进行数值模拟仿真研究,运用其子模块ANSYS ICEM网格划分工具进行网格生成与处理。Tetra Meshing四面体网格适合对结构复杂的几何模型进行快速高效的网格划分,网格划分时,勾选smooth mesh 即对网格进行即光顺操作。是在气流入口、气流出口和窗玻璃面进行加密网格划分。模型网格生成完毕之后统计网格数量为455495个。
1.4边界条件的设定
设定合适的流体域Fluiddomain、Soliddomain参数以及合适的砖墙材料、窗户玻璃材料、入口边界条件、出口边界条件、玻璃窗加热面边界条件、人体表面散热边界、流固交界面的边界条件。
1.5仿真计算
使用ANSYS仿真软件对模型进行仿真计算。
主要研究结论如下:
1)研究结果表明,在北纬25度的广州地区高校教学楼课室,对于窗墙比数值较大的建筑物,当夏季太阳辐射强烈,室外温度达到30℃以上时,由于中午12:00后为中午休息空调停机。在下午第一节课上课(13:30)之前必须提前15分钟开启空调冷气给课室预冷才能保证课室大部分空间温度保持在28℃以下。分析课室内温度场、气流场结果表明,提前开启空调机组有利于冷风迅速均匀地布满整个课室。
2)广州地区校园建筑窗户大部分为南北朝向,只有极少数房间为东西朝向,太阳辐射强烈室外温度达30℃以上时,窗户东西朝向的建筑比窗户南北朝向的建筑冷负荷要大的多,特别是大窗墙比的建筑,在中午13:30-14:15这段时间,提前15分钟开启空调窗户东西朝向的房间现有的常规的制冷设备也无法负担室内人员正常教学和工作,若增加冷气设备,设备及冷气费用投资都不低;窗户东西朝向的房间通过装贴玻璃隔热贴膜可以有效地阻挡太阳辐射,降低室内温度,在中午13:30-14:15时间段可容纳54人的贴膜课室上课前15分钟提前开启空调使用原有常规的冷气设施可以提供20-30人正常教学;
关键词:建筑;室内设计; 节能
Abstract: interior design as an important part of the architectural design, the positive discussion of interior design energy saving measures has the very vital significance. This article for building indoor energy-saving design with pertinence put forward some opinions.
Keywords: architecture; Interior design; Energy saving
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
一、绪论
随着世界资源危机的日益严重,节能减排成为人们缓解能源危机的普遍共识。进入新世纪,随着绿色建筑和建筑智能化的不断深入推广,设计人员在进行建筑设计越来越注重节能减排。而室内设计作为建筑设计的重要组成部分,室内节能的好坏直接关系到整个建筑节能计划的实施,积极探讨建筑室内设计的节能措施具有十分重要的意义。
二、从材料和技术方面实现节能
(一)在可能的情况下,我们尽可能选择装饰材料施工场地现场制作,现场安装。据统计装饰材料占整个装修成本的60%左右,由于装饰材料提前定制的不合理场装修时损耗率常在10%左右,但是如果采取“边制作,边安装”,可将材料的损耗降低2%一3%。在厨房的装修过程中,厨房的橱柜,可把后备板省略,后面直接就是瓷砖。除了节约材料外,也考虑到后备板受潮就很难处理的情况。减少建筑陶瓷使用量,使用陶瓷装修虽然能使住宅更美观,不过,浪费也就此产生。部分家庭甚至存在奢侈装修的现象;另外尽可能使用轻钢龙骨、石膏板等轻质隔墙材料、塑钢门窗、节能灯等节能材料。尽量少用黏土实心砖、铝合金门窗等。
(二)节能需要技术的支持
建筑的能耗约占全社会总能耗的30%,在建造能耗、生活能耗、采暖空调耗能中最主要的是采暖和空调,差不多占到20%。而要解决采暖和空调能耗做好的办法就是保温、增效、降耗。室内采暖系统可以采用低温地板辐射采暖系统,该系统同传统的采暖系统相比较,可以节能20%左右。
三、门窗、屋面节能
(一)门窗节能
(1)合理控制窗墙比例。在室内设计阶段,应严格遵守《民用建筑节能设计标准》中对窗墙比面积控制在20%左右的规定,并且结合实际情况合理控制开窗面积。
(2)使用节能门窗。节能门窗的保温性和气密性必须达到《民用建筑节能设计标准》的要求,并且要提高门窗与围护结的密封性能,在安装时门窗时,入户门可在门腔内填充玻璃棉或矿棉等防火保温材料,安装密闭效果好的防盗门,或者在外门窗口加装密封条。
(3)对于门窗玻璃的处理是门窗节能的重要步骤,对于普通住户来讲,在不更换门窗的前提下,采用贴热反射膜或纳米透明隔热涂料对玻璃进行处理,均能达到降低透过门窗玻璃太阳辐射得热的效果。
(二)外窗遮阳节能
南方地区的建筑,夏季太阳辐射强度大,在室内设计阶段,可以考虑在窗口上设计活动遮阳板、垂直百叶板或者活动的遮阳窗扇等,这些措施可以降低室温2℃以上,从而缩短了室内开空调的时间,节能效果明显。遮阳效果除取决于遮阳形式外,还与遮阳设施的构造处理、安装位置、材料与颜色等因素有关,比如西向窗户最好安装可调控的外遮阳装置,并选择隔热保暖效果好的窗帘。现在已把遮阳做成产品,供不同的设计需求选用。
(三)屋面、楼地面节能
屋面从室内角度考虑,对于顶层房间应做吊顶处理,在吊顶内加入保温隔热层,减缓夏季屋面传热。楼地面装饰材料宜选用导热系数小的材料,如硬木地板或厚层塑料地板,以加强其保温性,并且给人以温暖舒适的感觉,还可以在地面构造层中铺保温板或采用低温辐射地板,更有利于提高室内舒适度以及改善楼板保温性能。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始应用于屋面,一些建筑的屋面保温,采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。
四、室内环境设计节能措施
(一)室内功能布局及空间设计的合理性主要体现在合理布局室内功能区域,尽量将热环境要求相同或相似的房间与区域相对集中布置,良好的朝向优先考虑主要功能房间,比如经常使用的起居室、主卧室等,保证其良好的采光通风条件,尽量利用自然采光,减少灯具照明时间,通过自然通风减少利用电器采暖制冷而达到节能效果。一般连接房间的阳台,尽可能对阳台进行封闭,使阳台形成一个冷暖变化的缓冲区,即夏天热空气、冬天冷空气不会直接作用于房间,起到一个过渡区域的作用,减少室外空气直接作用于室内,另外阳台与内室连通时要在阳台的墙面加装保温层,从而减少室内能耗。对厨房和卫生间进行设计时,考虑到厨卫对热环境要求不高的实际,最好避免黑房间,只要做到有良好采光,即可节省大量的照明用电。
要尽可能保留建筑的原来结构,少做隔墙、隔断。保证每个空间都有良好的通风采光。如果一定要通过隔墙、隔断来表达设计效果、设计理念,则必须要从气流组织和空间体量的角度进行考虑。设置隔断时要在了解自然风在室内的流通情况地基础上考虑将气流引导至所需的位置,隔断最好采用下通上实或上通下实的活动隔断,便于调整。同时也可以增加室内空间的趣味性,一举两得。隔墙、隔断是一把双刃剑,如果没有把握好尺寸,它不仅没有实现节能的目的,反而增加了耗能。一般的居住空间并不需要过高的顶面,吊顶高度应稍矮些,将有利于降低空调的能耗。
(二)家具陈设布置围隔及室内材料选用的合理性
室内布置与陈设应同环境气候的变化相适应,便于调整。这种调整可以通过家具的重新组合、覆面布料的更换来实现。对于有东西向开窗的房间来讲,除了做活动外遮阳进行有效阻挡太阳辐射外,最好再选择窗帘进行阻隔。将颜浅质薄的纱质窗帘置于外侧,反射大量的辐射,将颜色较深的厚质布艺窗帘置于内侧,吸收强烈的阳光,在节省能源的同时室内舒适度也大大提高。在室内装饰材料选用方面,结合采暖、隔热需求,应选用热容量、热传导系数较小的装饰材料,如木材,可以减少供暖设备的负荷。
(三)室内照明节能
在照明设计中,根据房间的功能要求和视觉特性.选取合理的照度值,采用低照度的环境照明与保证工作的重点照明相结合的光源布置方式,并使用分区控制灯光和照度,适当增加照明灯的开关点,充分利用天然光的照度变化,尽量减少不必要的人工照明从而减少不必要的电能耗费。推广使用高光效、寿命长的光源,如细管径荧光灯、紧凑型荧光灯等。另外,在居室的照明设计中应尽可能采取综合重点式的照明,少采用满天星式的布灯方式。
(四)空调系统的节能
现如今,空调已经进入了千家万户,同时技术发展越来越快,是否选择正确的空调是住宅空调节能的一个重要因素。国家的相关数据表明,分体式空调系统比较适合我国的住宅建筑节能使用。这种空调方式可以方便地适应不同居民的空调需求,可充分发挥居民的行为节能潜力,因此空调器通常是短期间歇运行的,通过各住户的自适应调控,可以自动实现住宅楼部分时间和局部空间的空调行为。而采用集中空调方式,则系统只能按照需求最大的情况来运行,难以发挥出住户行为节能的潜力。空调的安装高度对空调节能也有重要影响,冷热气流的运行状况要同室内人体活动的实际状态相适宜,普通挂机空调的安装高度要略高于一般人体高度,一般为1.8米左右。人体在室内的活动状态多以坐姿为主,高于1.8m的空间基本不处于活动范围之内,夏季,封闭的室内一般没有气体对流,最热的空气就一直聚集在天花板附近,而我们制冷只要解决了人体周围的环境温度就可以了,没有必要考虑头部以上的热空气。采用这样的高度可以使空调制冷迅速,有效增大受益面积,从而达到节能的目的。
五、结语
随着绿色建筑和建筑智能化的不断深入推广,节能在建筑设计中的地位越来越重要。设计人员做好建筑室内设计节能工作,实现社会经济的可持续发展。
参考文献:
[1]姚建中 《浅谈居住建筑节能设计》,《城市建设》,2010年21期。
[2]王超 周冰 徐兰兰等《浅析建筑及室内设计中节能技术的应用》,《山西建筑》,2008年7期。
[3]张仲军 尹涛《住宅室内设计中的节能研究》,《安阳工学院学报》,2009年2期。
关键词:住宅;节能化;室内装饰;设计措施
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
0.引言:现阶段,我国建筑能耗占总能耗近三成,而且还呈现出逐年递增趋势。建筑节能工作是节能减排的重要组成部分,对于落实科学发展观及促进可持续发展有着重大意义。居住建筑使用过程中的室内节能环节在整个建筑节能工作中占有很大比重,也直接关系到整个建筑节能计划的实施。根据现下的状况以及新的发展要求,加快推进住宅室内装饰设计的节能化工作很有必要,同时也是室内设计及装饰业发展的必然趋势。
1. 当前住宅室内装饰节能工作存在的问题
当前,我国住宅室内装饰的节能工作推进仍然相对滞后,主要存在着以下几方面的障碍:
1.1 规范和制度相对滞后
近年来,建筑节能工作在全国各地都得到高度重视,也取得了一定的成绩。但当前的建筑节能工作主要着重在建筑设计和施工环节,重点在于建筑外部维护结构的建筑节能,并出台了一系列相关的政策措施和标准规范。但与此同时对室内装饰的节能工作尚缺乏足够的重视,相关的制度建设相对滞后。目前,装修装饰行业中都没有这方面的标准和规范,缺少指导性的图集和导引,相关的监管和激励措施都比较缺乏。
1.2 社会大众对室内装饰节能缺乏认识
由于缺乏广泛的宣传,民众对于节能装修意识薄弱,对于节能装修的理解也比较模糊,对于节能装修的经济效果没有直观的认识,难以形成节能装修的自觉意识和主动意识。另外,由于节能装修前期资金投入比普通装修多,节能设施比普通设施价格贵,加之节能装修的短期效果不突出,成为阻碍节能装修普及的一个重要因素。
1.3 装饰行业内部不重视节能问题
设计人员和家装公司作为室内装饰设计和施工的实践主体,是节能工作的推动者之一。由于普遍对室内装饰节能缺乏足够重视,也缺乏相关的系统培训,且家装设计人员节能理念和设计能力参差不齐,使得装修队伍缺乏专业指导,以及相应的示范效应和激励机制的缺失,这些因素都阻碍了室内装饰节能工作的推广。
在具体的室内装饰设计工作中,节能方面出现较多偏差,比如追求奢侈装修,滥用材料和设备,无谓装饰、浪费装饰大量出现;过分强调通过人工设备实现微环境舒适度,忽视对自然因素的利用;对室内门窗、墙体的保温问题缺乏认识,投入不足等等。
2. 节能化的设计措施
据文献介绍:在美国的建筑中,应用现有技术的气候敏感设计可以削弱采暖和供冷能耗的60% 以及照明能量需求的 50% 以上。由此可见,通过优化室内装饰设计方法,采取有效的工程措施,住宅室内使用能耗还有很大的下降空间。
2.1 室内平面布局节能设计
要在确保使用功能和室内环境品质的前提下,通过优化平面布置、功能区划分和空间隔断设置,进一步提高住宅内部的保温能力、通风能力及空调的使用效率。
在对室内平面的设计时,要首先对住宅户型平面进行充分分析研究,尽量利用和保留原有设计特点和优势。原户型平面具有南北通透的结构,应尽量保持,避免因人为改变或增加固定隔断而影响通透性。如果原户型平面不是直接的南北通透空间,要合理组织穿堂风,从空间结构上最大限度地保持通风和空气的流通。
以上叙述,对住宅平面布局节能化方面的设计要求,不仅仅只是在室内装饰设计阶段要予以考虑,更重要的是要充分落实到到房产项目前期户型设计阶段,即要从优化平面布局、提高使用过程中节能水平的角度来重新认真审视户型设计。
2.2 门窗的节能设计。
在建筑维护构件中,门窗的绝热性能最差,是降低住宅节能能力的重要因素之一。由于住宅使用中各部分的热环境要求不同,除了要重视建筑物外立面窗体的保温要求之外,也要重视提高住宅内部的门窗保温强度。首先,要选用符合所在地区标准的节能门窗,使气密、水密、隔声、保温、隔热等主要物理指标达到规定的要求。
除了要处理好门窗保温问题,还要做好遮阳,因为阳光直射,会大大影响节能效果。外墙窗户需要安装活动外遮阳装置,比如遮阳篷、活动遮阳板等,可以大范围减少进入住宅的热辐射量,尤其是住宅西向、东向外墙窗户。室内尽量选择布质厚密、隔热保暖效果好的窗帘,也可选择窗帘加上一层遮光布。
2.3 内部墙体、地面和吊顶节能设计
建筑墙面保温层对保证室内外热交换的稳定具有重要作用。在需要进行隔断处理的房间,为了防止热量从一个房间传导至另一个不需进行温度控制的房间,应该采用隔温性好的墙体材质,从而减少户内热能的损失。装修时宜在室内墙面实施内保温施工措施,保温材料可采用矿(岩)棉毡,3 cm 厚木筋,间距取 60 cm,面板可以采用纸面石膏板,厚度为 9.5 cm 或 12 cm;或采用水泥纤维加压板,厚度为 0.6 cm。
在铺设木地板时,可在板下搁栅间放置保温材料,如矿(岩)棉板阻燃型泡沫塑料等。另外一种地面节能设计是通过在地板下面铺设地暖管的采暖装修法,地板采暖的原理是通过低温热水在地板下的循环,将热量均匀传给地板,再由地板向地面辐射,辐射传播比对流传播效率高,可有效节能 30%~50% 。
吊顶的设计对室内通风效能有一定影响,能够合理地引导自然风入内,可以起到通风散热的效果。另外,吊顶后的净空高度也直接对室内节能效果产生影响,所以吊顶的高度设计应结合实际空间感受和节能需要来制定。顶层住宅吊顶布置时,建议在吊顶纸面石膏板上铺设保温材料,可提高保温隔热性。
2.4 内部光环境节能设计
室内采光优先选择自然光,把自然光作为一个重要元素进行设计,在空间布置划分或改造过程中,应尽量引进自然光源进入室内,尽量避免使用额外人工光源来满足照明需要,巧妙利用光和影的关系为使用者提供精彩的空间体验。在设计人工照明方面,要有节约化、节能化的设计理念。以高品质节能灯代替白炽灯,不仅减少耗电还能提高照明效果。倡导简约的灯光设计,减少不必要的或者使用频率过低的灯光布置,如减少灯带、射灯等用量。要充分认识和运用室内照明设计的一些特点,要根据空间的使用功能和使用情境来确定照明灯具的安装方式和照明度,多采用低照度的环境照明与重点照明相结合的光源布置方式。比如在保持同样照度的条件下,单只高瓦数的日光灯管较多只低瓦数的灯管更为省电,因此在居室的照明设计中应尽可能采取综合重点式的照明,尽量减少采用满天星式的布灯方式。
2.5 家具及软装饰布置
从节能化的要求来看,首要考虑的是室内自然通风的需要,应保持南北面房间空气流通顺畅,接近窗的布置物不能高于窗台高度,家具布置尽量有利于穿堂风,适于夏季散热,保持室内空气清新。家具宜距墙 5~8 cm 摆放,保证墙体的“呼吸”功能。考虑冬季保暖需求,在住宅入口可适当设置移动式隔断或者使用鞋柜等。此外,随环境气候的变化,室内布置与陈设可以相应调整。这种调整可以通过家具的重新组合、覆面布料的更换来实现。另外,建议尽量采用订制家具,减少现场施工。
参考文献:
[1] 李胜才,刘建荣. 建筑节能与室内装饰 [J]. 建筑学报,2001,11:25.
[2] 张仲军,尹涛.住宅室内设计中的节能研究[J].安阳工学院学报,2009,2:96.
关键词:建筑装饰;工程设计;节能
随着我过房地产业的迅速发展,建筑能耗已占社会总能耗比例越来越大。国家标准、行业标准的颁布和实施,对新建居住及公共建筑的能耗有了新要求,这就要求包括建筑装饰装修在内的建筑装修设计必须充分考虑到节能问题,并且通过各种有效的途径和措施达到这一目的。
一、节能装饰
建筑节能,指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗。
节能装饰,指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗,可以极大增强节能效果。
二、节能装饰主要方式
当前,在我国建筑装饰领域,节能方法和途径主要有如下几方面:
(1)制定相关的建材法规,从立法层面来促进环保建材和环保设备的研制和使用,为建筑节能提供良好法律环境。
(2)通过对维护结构进行改造,以及先进技术和设备的研发,促进建筑室内环境控制体系的成套节能。
(3)研制低能耗的高强度轻质材料以及塑料建材。
三、建筑外装饰节能设计
建筑的外装饰包括建筑大楼主体外立面,主要水电和建筑物附近的绿化包括道路等。通常在装饰设计中,由于专业细分,建筑外装饰节能设计,主要侧重于外立面的装饰设计,重点是保温材料的合理选用。
保温效能是检验建筑外墙保温施工的重要指标,因此为了符合建筑所在地的要求,我们在架设维护结构前,必须充分了解所选用材料的具体保温热工效能,并根据保温标准来确定保温层的厚度。同时,为了防止墙体局部的热桥现象,我们必须采用恰当的施工构造方法。
保温有两种方式,一种是直接使用加气混凝土墙体等单一构造的砖砌墙体;第二种是墙体与外围保温材料相结合的方式。为了不增加墙体的重量,我们一般选用一些轻盈的新型材料,如泡沫聚苯乙烯以及岩棉等。对于第二种方式来说,按照轻质保温材料与墙体的相对位置的差异,可分为三种类型:室内保温、室外保温以及墙中保温。
(一)外墙涂漆及外墙贴面砖节能设计
在过去的施工和材料工艺中,外墙漆料一般只有装饰的效用,或者可以提升墙体的防水效能,但在保温节能方面却没有作用。在现今的环保理念的倡导下,外墙漆料的选用需要满足以下要求:如果建筑外墙体进行了围护层保温处理,那么外墙漆料可以不具保温功能;如果外墙体没有进行保温处理,那么外墙漆料必须具有保温功能,或者可以使用具有防紫外线且导热值低的外墙贴面砖。
(二)金属幕墙和石材幕墙节能设计
在隔热、节能方面,金属幕墙和石材幕墙的设置需要分两种情况进行分析:第一种情况是墙体已经进行了维护结构的保温措施,幕墙的外挂仅是处于装饰效果的考虑;第二种情况是建筑外墙体没有保温功能,那么我们在挂设金属幕墙或石材幕墙时,就需要进行保温处理,一般的做法是在幕墙和墙体之间填充保温棉等材料。
四、建筑内装饰节能设计
广义的建筑内部的设计指装修完毕之后,利用那些易更换、易变动位置的饰物与家具,如窗帘、沙发套、靠垫、工艺台布及装饰工艺品、装饰铁艺等,对室内的二度陈设与布置,展示设计是门综合艺术设计,它的主体为商品比如商品的堆放,排列次序。本文主要探讨门窗、室内墙面、地面及吊顶等节能装修的设计。
(一)门窗工程节能设计
在建筑物的维护体系中,窗体是建筑热量散失最大的部件,其散热方式及途径如下:第一,窗体框架间隙的热量传导;第二,窗体玻璃热量传导。基于以上分析和总结,我们在进行窗户安装工程时,尽可能选用树脂塑料、APVC塑料、PVC钙塑等导热效能较低的窗框材料,还要采用有效的措施防止热桥效应的产生。
(二)室内墙面节能设计
室内墙面的工艺处理是建筑节能其中一个重要的环节。出于对户内使用功能的考虑,内墙面不宜存在明显的凹凸,在兼顾户内材料耐火等级的前提下,我们应该采用隔温性好的材质,从而减少户内热能的损失。在需要进行隔断处理的房间,为了防止热量从一个房间传导至另外一个不需进行温度控制的房间,那么我们就需要在隔断材料内填充隔温材质,从而最大程度的防止热能的室内传递。
(三)地面工程节能设计
与室内墙面一样,出于对室内地面使用功能的考虑,不宜有过多的凹凸,因此不会对户内的通风产生过多影响,但是户内地面会通过与人体脚板的接触而传导热能。由于户内地面的热工舒适性因地面外层材料的吸热系数有密切关系,所以就算室内用不同材料铺设的地面的温度完全相同,但人站在上面也会有不同的感觉。因此,地面工程也是室内装饰要考虑的重要环节。
(四)吊顶工程节能设计
在建筑户内4面墙体、地面以及吊顶等6个面体中,只有天花棚架可以采用凹凸的设计形式。建筑天花棚架的设计对建筑室内的通风效能有直接影响,有效合理地引导自然风入内,这样就可以起到通风散热的效果,这对炎热地区的室内节能有重要的意义。另外,进行吊顶处理后的净空高度也直接对室内节能效果产生影响,所以我们在进行室内装修时,吊顶的高度也是需要考虑的重要要素。
五、结语
如何通过建筑室内装修,使建筑本体达到既美观舒适又环保节能的目的,这需要建筑设计师和装修设计师的共同努力和不断研究。随着时代的发展,建筑师和室内设计师的专业范围和知识都需要得到更大的拓展,希望建筑和装修的节能方法、措施随着科学技术等的不断进步,会有更多的改良、创新,也希望有更多施工工艺和新材料能发掘和利用在节约能耗上来。
参考文献:
[1]王宗成.外墙干挂埃特板施工技术[J].福建建设科技.2010(02).
[2]钟生平,陈燕生,李鸿飞,成秋芳.外墙抗倍特板施工技术[J].施工技术.2007(11).
关键词:民用建筑;内装饰;外装饰;节能角度;装修设计;途径
1.前 言
我国是一个能源资源短缺的发展中国家,民用建筑能耗占社会总能耗的30%左右,随着社会的经济发展和人民生活质量、居住环境的提高,这个比例每年在以5%的速度增加。建筑节能成为全社会节约能源的重要组成部分。
我国《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分()JGJ26-95)》、《公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)》《、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ 134-2001)》等一系列标准、政策、管理规定、技术规程明确要求新建居住及公共建筑的能耗节约50%,其中30%靠提高建筑围护结构的保温性能来达到,另外20%靠提高采暖锅炉和室外供热管网的效率来达到,这就要求包括建筑装饰装修在内的建筑装修设计必须充分考虑到节能问题,并且通过各种有效的途径和措施达到这一目的。
2.民用建筑装饰装修设计节能的主要途径
我国目前实施民用建筑节能的主要途径中,与建筑装饰装修相关的有如下几个方面:
⑴积极发展能满足建筑所需要的材料和设备的生产。
⑵大力发展生产和运输能耗低的轻质、高强材料及建筑装饰用塑料制品。
⑶努力改进生产技术,提高管理水平,大幅度降低材料和设备生产的单位能耗。
⑷改进建筑装饰设计和施工技术、方法,制订推动节能的建筑法规,建立健全促进节能材料、设备生产和应用的法规体系,为建筑及建筑装饰节能工作的推进提供良好的法律环境。
⑸加大投入,加强建材设备的生产、施工技术及产品应用技术的研究开发。其发展的重点应针对外墙装饰(幕墙)和室内装饰的特点,研究新型低能耗的围护结构(包括墙体、地面、顶棚、门窗)体系成套节能技术及产品。
⑹室内环境控制成套节能技术的研究和设备开发,特别是围护结构的改造。为满足人们日益增长的物质和文化需求,符合的室内外装饰装修设计与建筑设计已密切结合,不可分割,并作为建筑设计的进一步深化、补充和完善,因此节能在装饰装修设计中也应予以充分考虑。
3.建筑内装饰的节能设计
3.1门窗工程
窗是建筑围护结构中散热量最大的构件,其传热的途径主要包括两个方面:①窗户(包括窗框和玻璃)的传热耗热量;②窗户缝隙的冷(热)量消耗。因此,①要选用传热系数较小的框料(如PVC钙塑门窗、APVC塑料门窗、其它树脂塑料门窗等)并采取阻断热桥等措施,减小窗户的传热系数,增强保温性能。②应采取改善窗户制作安装精度(如选用节能型五金配件,控制安装偏差等)、单层玻璃改用双层或中空玻璃、加密封条等方法,减少空气渗透,降低耗能等。
3.2墙面(轻质隔断)
墙面受室内功能制约,不能存在明显的凹凸,考虑墙面造型时,在充分满足室内防火等级的条件下,应选用保温性能较好的材料,以防止室内热量的散失。在采用轻质隔断的部分,特别是在要求控制热量传导的房间(例如办公室与普通仓库之间),防止热量从一间传导到另一间不需要控温的房间时,轻质隔断内应加入保温材料,最大限度地减小热量的传导,例如在轻钢龙骨纸面石膏板隔墙中加入保温材料或在需保温的房间墙面进行保温(图1)。
图1轻钢龙骨纸面石膏板隔墙内加保温材料详图
注:(a)为隔墙中加入保温层(b)为装饰面层加入保温层
3.3地面工程
地面与墙面一样受功能制约,不能存在明显的凹凸,不致对室内通风造成什么影响,但地面与人脚直接接触传热。在室内各种不同材料的地面,即使其温度完全相同,但人体站在上面的感觉也会不一样,这是因为地面的热舒适性取决于地面的面层吸热指数。根据吸热指数值,我国将地面划分为3类(表1)。木地面、塑料地面、地毯地面及架空地面等属于Ⅰ类,水泥沙浆为黏结的地砖地面等属于Ⅱ类,水磨石地面则属于Ⅲ类。
表1地面热工性能分类
高级居住建筑、托儿所、幼儿园、医疗建筑等宜采用Ⅰ类地面;一般居住建筑和公共建筑(包括中小学教室)宜采用吸热指数不低于Ⅱ类的地面;至于仅供人们短时间逗留的房间以及室温高于23℃的采暖房间,则允许采用Ⅲ类地面。
3.4吊顶工程
在室内六个面体中只有顶棚设计可以采用凹凸的形式,一方面顶棚的设计直接影响到建筑的通风问题。建筑内部良好的通风通过空气的更新及气流的作用对人体产生直接影响,并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而间接对人体产生作用。合理组织自然的通风,引风入室争取“穿堂风”,也就是利用舒适通风与降温通风,是炎热地区对自然通风的主要要求。另一方面吊顶后空间高度也直接影响到节能的问题。第三方面,吊顶分为死顶和活顶两种。其中死顶空间加排气装置,能最有效达到节能目的。活顶的热量散失往往很难控制,那么在建筑的本体围护(或建筑外装修)保温措施就更加需要考虑周到。
4.建筑外装饰的节能设计
建筑的保温层设置方式取决于围护结构,围护结构一般都需要满足承重和保温两方面的要求。一种是单一构造的砖砌体,如加气混凝土墙体或屋面等;另一种是在承重墙体的基础上增加专门的围护材料来达到建筑物的保温效果,这些保温材料一般是一些轻质材料,以免增加建筑结构的承重负担,例如珍珠岩棉、泡沫聚苯乙烯等材料。这种保温的形式按保温材料所处的部位不同分为3种类型,分别为外保温、中间保温和内保温(图2)。
图2 保温层设置方式
其中中间保温方式必须在建筑设计时就应考虑执行,而外保温和内保温单面围护则可以在建筑本体完成后进行或者在尔后的室内外装修时再进行。
在建筑外墙外保温基层上增设0.1~0.15m厚的保温层,将房顶和地下都“裹”上。保温性能是外墙保温质量的一个关键性指标。为此,应按所用材料的实际热工性能,经过热工计算得出足够的厚度,以满足节能设计标准对当地建筑的要求。与此同时,还应采取适当的建筑构造措施,避免某些局部产生热桥问题。一般来说,永久性的机械锚固、临时性的固定以至于穿墙管道,或者外墙上的附着物的固定,往往会造成局部热桥。在设计和施工中,应力求使此种热桥对外墙的保温性能不会产生明显的影响,也不致尔后产生影响墙面外观的痕迹(如锈斑)。下面以墙体装饰材料的不同来谈谈装饰装修的外墙节能问题。
4.1外墙涂料(漆)
传统的外墙涂料(漆)只起到装饰效果,可增强防水功能,基本无节能作用。现如今,在进行装饰设计中,外墙涂料(漆)的选用,应遵循建筑节能的原则,即:如若原建筑外墙采取了外墙外保温措施,则可选用不具保温节能功效的外墙涂料(漆);否则,必须考虑选用具有保温或节能作用的外墙涂料(漆),或选用隔热或导热比值低、防紫外线方面的涂料(漆)。
4.2外墙贴面砖
在建筑外墙基础上另外增加一层围护结构,使建筑本体导热比值更低,无意中达到了节能的效果。
4.3金属幕墙和石材幕墙
这要从两种情况分析涉及到的节能问题:一种情况是原建筑本体已设计了外墙保温措施,在进行外装饰设计时只需单纯考虑装饰的效果;另外一种情况是原建筑并无外保温墙体,这就要求在外装饰设计中,幕墙和建筑外墙体间增加保温棉等外保温材料,但作好围护保温的同时还要注意处理好连接件的保温,以此避免热桥的产生。
4.4玻璃幕墙采用大面积玻璃幕墙(门窗)是现代建筑的一种潮流,它所具有的豪华、挺拔、超群的外观以及不同玻璃色彩所呈现出色彩缤纷的艺术效果,是其它外墙、门窗材料无法比拟的。但是建筑门窗和建筑幕墙作为建筑围护结构的组成部分,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,是墙体热损失的5~6倍。门窗和幕墙约占建筑节能的40%左右,具有极其重要的地位。目前采用的几种节能玻璃材料主要有镀膜玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃。值得一提的是建筑门窗和建筑幕墙要改变保温隔热单一节能的技术观念,更应该把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来,开发节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。
关键词:室内施工质量控制;建筑设计;节能环保;实践探索;具体措施
中图分类号:TU2文献标识码: A 文章编号:
在现阶段城市民众的节能环保意识逐渐增强以及其对居住环境提出更高要求的态势背景下,绿色装修、节能建筑、生态城市的概念也随之深入人心,从而也使得一系列蕴含节能环保、健康低碳、灵活多元的新型居住建筑系统迅速崛起、并形成一股标榜时尚的潮流。随着当下节能建筑发展概念模式也逐渐付诸实践,室内装修施工作业的绿色低碳、稳定舒适、质量牢靠的建筑理念也适时地衔接了城市民众生活模式的快速转变,针对性地缓解了城市居住系统集中出现的室内装修污染后果严重、节能建筑设计空间匮乏、重工业材料肆意堆砌构筑等显著问题所带来的集中释放的压力。
发散城市人居建筑再造改善的艺术思维,结合城市系统发展的实际状况,切实有效地将绿色节能、低碳环保的设计理念付诸于城市建筑室内装修的设计施工实践作业中,不仅是契合生态节能城市构筑的核心价值理念的最直接的实现方式,也是推动城市建筑人居系统生态、科学、集约发展的重要助力。
建筑节能的内涵属性与价值要求
室内装修施工设计作业的节能低碳化模式是一种基于生态环保理念而衍生出的城市人居环境系统构建形式的理念,其倡导从室内装修材料选择、物质载体创设模式、居住环境配套设施架设等一系列组件环节上融入生态环保、绿色节能的理念。而在具体实际的室内装修施工建造的系列进程中,其秉承坚持的核心理念就是合理有效地降低对传统材料能源的依赖度和消耗量,通过减少其有害化学气体的排放量,最大限度地减少降低由于传统能源的使用所附带产生的有害化学气体的排放、污染,从而达到保护环境、节约能源的目的,从而构筑营造低能耗、低碳量的环保节能型的人居建筑系统。
首先,节能建筑的理念始于整体设计。在室内装修施工设计初期,我们就需要秉持可持续发展观和遵循非扩张性开发的原则,从室内装修施工作业的设计规划伊始就坚持贯穿绿色环保、清洁节能的整体性的设计策略,侧重加强清洁节能的新能源、新技术设备的实践应用,稳步提高土地资源的使用效率,最大限度地减少室内装修工程开发建设所带来的对既存生态环境的冲击与破坏,从而为节能建筑的稳定协调实施运营打下生态环保的架构基础。
其次,环境分析与设计施工的契合统一。节能建筑的室内装修设计主要涉及室内环境设计施工,其中室内环境的细节分析则主要涉及室内的声环境、光环境、空气质量等因素要件,要求在施工建造中最大限度地维护既存生态系统原始自然的状态。同时也要附带对室外环境涉及的公共用地设计、配套设施集约化设计等进行兼顾改善。
第三,可再生清洁能源的深层次应用。基于室内装修施工作业所需要的大量消耗性能源以及品类众多的建筑材料,笔者认为可以另辟蹊径,充分挖掘可再生的非化石清洁能源的经济效用和生态环保价值,借助当下全新集约的科技技术的整合改进,深层开发诸如太阳能、风能、地热能以及基于生物能源提炼而成的轻质建筑装饰材料等等一系列可再生的清洁能源作为节能建筑室内装修作业实体的主要原材料,这样不仅节省投资成本、减低环境污染,也增添了别样的室内环境构筑之趣。
二、节能建筑的可行性探索以及具体化实施
2.1 绿色新型材料的进一步应用
装修材料以及设备管材向来是节能建筑室内装修施工作业中的“耗能大户”和“排污主力”。由于传统能源材料在建筑实体室内装修环节上的大规模应用,其产生的诸如氡气,甲醛等大量具有挥发性、传递性的有害气体,不仅加速了建筑实体的老化程度,而且也极大地污染了城市环境。
在节能建筑室内装修工程构筑推进的背景下,则可以合理切实地选择使用可再生、可循环利用的装修材料,譬如在小型室内亭台楼榭、栏柱篱落等主要建筑实体的装修上可以选取基于生物能源提炼而成的轻质干挂式外墙挂板,这种建材的加工制作过程无需煅烧,污染很小,而且可以循环利用;而在置于内部的窗棂、桌椅、床榻的装修材料的选用上,可以将一些简便有效、能耗较少的清洁型材料投入使用,诸如在欧美日韩比较流行的生态型液体染料等,此类材料不仅具有生态环保的基本属性,而且可以通过释放氧气调节改善区域小环境。
2.2 建筑形式与区域气候的契合统一
合理适宜的室内装修节能模式不仅可以有效节约能源,减少有害气体的排放量,而且可以通过区域气候的湿度和降水等因素营造循环再生的环境系统。光和热是气候的两大基本要素,而窗户的采光效用则是对以上两个基本要素的直接反映。实际的建筑施工中,在满足标准的采光的前提下,适宜采用较小的窗墙和橱架,并适配隔热玻璃、铝制窗框等材料设备,从而有效地降低能耗和废气释放量。
另一方面,选择合理适度的遮阳散热方式,不仅可以改善建筑表体对外部气候资源的利用,从而为建筑实体的内部空间提供良性畅通的气候回流循环环境。遮阳散热的具体应用模式相对较多,也比较开放化,比如可以利用建筑体的阳台、外廊等形体的凹凸变化形成的遮阳状态进行细化改造;利用植物、建筑物之间相互遮挡、透光的散热遮阳立体面进一步设计安置人工型遮阳构件等等。
2.3 能源材料的集约化应用
首先,实现建筑表体与室内设计的统一协调,这样可以减少建筑构建系统的组件要素,从而减少赘余无用的原材料,最终降低建筑物的使用能耗;其次,充分利用新型材料的科技属性,合理有效地将材料性能与建造施工无缝衔接起来。比如轻量型、可再生的钛铝合金结构构件,此类建材不仅便于拼装搭建,减少施工环节与施工周期,节约施工成本,而且由于其高利用度,也可以最大限度地减少施工建设过程中的材料浪费,从而进一步降低废弃材料形成的环境污染。
2.4 底部空间的低碳化布局
底部空间作为室内空间的有机组成部分,如果充分挖掘其潜在的效用,不仅可以起到进一步点缀装饰的感官作用,同时也会有效节约室内装修施工作业的整体能源消耗和预算成本。
在具体实际的室内装修设计施工之中,注重建筑室内底部空间的多层次、多元化设计利用,控制室内主要空间面积的铺展,从而为底部空间腾出更为宽泛独立的空间。基于底部空间自身的衔接过渡性,我们可以通过层次叠加的设计方式进一步使得室内空间与空间、建筑与建筑之间的关系更为协调,同时将一些环保低碳、节能清洁的物质元素诸如太湖石、水藻群、盆景花树引入这个过渡空间,从而最终实现建筑室内底部空间的低碳节能装修操作与城市建筑环境系统的环保生态化的相相互融合。
三、结语
节能建筑的营造模式是一项细致复杂的实施工程,一方面不仅需要从构建理念上进行低碳、节能的初期设计,而且也需要在具体的工程实施之中去坚持贯彻,而不是构筑一座空中花园;另一方面,在具体应用尖端科技技术设备上,必须秉承经济、契合的原则,真正去将低碳节能的理念融入建筑构筑上,营造实用集约的生态建筑环境,从而最终实现社会经济效益与节能建筑设计理念的协调统一。
参考文献:
[1]刘玉.建筑装饰节能减排的绿色征途[J].城市建设,2011(13).
[2]王文龙.浅谈园林工程建设对城市发展的价值[J].家园, 2011(34).
本文设计了一款办公室灯光自动控制器,实现办公室灯光的实时控制,自动判断是否开灯,最大程度的节电,避免人工控制中因管理不到位而造成电能的浪费。系统能自动感知人体以及外界照明情况的变化,由热释电红外传感器和光敏晶体管探测,信号传输到单片机,以控制和调节灯光。
1.控制系统结构
如图1所示,系统包括控制器主控芯片、电源模块、手动调节、灯光驱动电路、热释电红外传感器、数码管显示和光敏原件等模块。
热释电红外传感器感知办公室内是否有人类活动,然后针对这两种情况进行不同的灯光控制。在特殊情况下的用电要求的时候,光传感器连接主控单片机,对室内光线强度进行监控,手动控制灯光,可使灯保持一直开启或是一直关闭的状态。
数码管模块显示室内光线强度,并按照设定的时间进行无人倒计时。灯光驱动模块:光电耦合器实现光电之间的相互转化。220V交流电由电源模块输出后,又经过变压器、全桥整流、稳压、7805稳压,得到5V直流电。这个电流就是为单片机、传感器以及其他元器件提供电能的。
2.单元模块电路设计
2.1 电源电路设计
输入为220V交流电,输出为稳定的5V直流电。可以看出,这个电路的设计十分方便,并且能够输出稳定的电压,最大输出电流为1A,电路能带动一定的负载,具有实用性。具体电路如图2所示。
变压器的输入端连接到电源插头,变压器后接到桥式整流电路。由于整流后电压波动较大,所以连接一个330μF/25V的电解电容。三端稳压器LM7805输出5V的电压,其最大输出电流为1A,内部有限流式短路保护。为了滤波和阻尼,三端稳压器后连接一个10μF的电容。在最后,C2两端接了一个输出电源的插针,这使得它可以与用电端口连接。
2.2 数码管显示电路设计
当某一字段的阴极置高时,该字段不发光。把发光二极管的阴极全部连在一起,形成共阴极数码管。把公共极COM连接到地线GND,如果把某个发光二极管的阳极置高,对应的字段就被点亮;如果置低,该字段就不亮。数码管显示电路如图3所示。
2.3 感光电路设计
光敏器件采集环境光照信息,经过A/D转换后直接发送给主控单片机。感光电路如图4所示。
2.4 人体感应电路设计
人的体表温度通常为37℃左右,发出的红外线波长为10μm左右。人体发射的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。本系统采用CS9803GP热释电红外控制电路。电路通过连接了热释电红外传感器和少量外接元器件,可以起到开关的作用。
2.5 复位电路设计
本系统采用上电按钮复位方式,按下复位按钮前,第9管脚接地,输入低电平,按下复位按钮后,第9引脚点位提升到+5V,输入高电平,复位生效,单片机执行复位命令。复位电路的具体电路如图5所示。
2.6 时钟电路设计
由于在室内使用,所以该系统还受时间的控制,因此需要加入硬件时钟电路来确保系统的智能化运行。采用具有充电功能的时钟芯片DS1302作为RAM寄存器临时性存放数据,在停电时为时钟电路提供电源。
单片机和DS1302的连接电路如图6所示。在这里VCC2外接3.6V可充电的锂电池,作为DS1302的备用电源。VCC1外接+5V稳定电压,这是DS1302的主要电能来源。DS1302由VCC1和VCC2两者中较大者供电。系统正常运行时,VCC1是大于VCC2的,此时由VCC1给DS1302供电;主电源意外关闭的情况时,VCC2向DS1302供电,这是为了确保时钟的持续运行。X1和X2作为振荡源,外接32.768kHz的晶振。RST是复位片选线,如果把RST输入驱动置高,就会启动所数据传送。RST与单片机的复位信号相连。时钟输入端SCLK接单片机的P1.5引脚,实现时钟控制。
由于51单片机内部没有晶振源,所以需要外加晶振为单片机供应时钟信号。晶振两端接上负载电容构成三点式电容振荡是为了帮助晶振起振,C1,C2两个负载电容为30pF。当晶振提供的时钟信号稳定后,单片机就可以随着晶振的频率一步一步地从ROM中读取指令来执行程序。时钟电路如图7所示。
2.7 灯光驱动电路设计
光电耦合器由发光源和受光器构成灯光驱动电路如图8所示。
3.系统控制模块的软件设计
系统软件采用自上至下的设计,首先设计好主程序,然后将各部分展开形成子程序,最后对各个小模块分别进行设计和编程。
如图9所示,程序在运行之初,先进行系统初始化;然后光强度采集子程序读取数据,显示当前光线强度,判断是否到达极值,若高于极值则直接关灯,若低于极值则转入人体存在子程序进行判断,若有人则再次循环,若无人则开始倒计时;倒计时期间依然运行人体存在子程序判断,若有人则重新开始倒计时,若无人则一直倒计时到零,关灯,运行结束。
光敏电阻采集的光照度的模拟信号经A/D转换器将变换成数字位流以进行处理、传输等,并根据是否有人执行动作。单片机把实时监控检测采集的两路数据分别与设定值进行比较,然后根据结果判断是否有人启动相关开关。光照检测程序的流程图如图10所示。
结论
本系统以环境的光照强度、人体是否存在等外界环境为参数输入控制器,设计了室内灯光控制系统。实验证明,该系统大大降低了办公室灯所需电能,添加的时间控制参数,使办公室灯光的控制更加科学合理。系统采用AT89C52作为单片机主控单元,经过有关电路的驱动,实现了系统对照明设施的控制。感光元件选择光敏电阻,通过A/D转换,完成了系统对信息的采集。以CS9803GP作为热释电红外控制电路,增加了少量外接元器件共同形成了热释电红外开关,完成了对人体感应信息的采集。以MOC3023为光电耦合器,完成系统对灯光的驱动。整个系统通过数码管不停闪烁把工作状态显示出来,完成了系统对室内灯光的自动开与关的操作。本系统便于功能扩展,可移植性较好,有一定的市场广泛应用前景。
参考文献
[1]胡琥,陈彬,韩利红,等.基于人行为习惯的图书馆照明节能控制系统设计[J].建筑節能, 2015(3):96-98.