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关键词:建筑设计;节能建筑;设计方案
中图分类号:TU2文献标识码: A
一、节能建筑设计必要性分析
能源问题是一直困扰着我国国民经济发展的重要因素。尤其是近几年,我国建筑行业发展速度极快,建筑所消耗的能源资源以及水资源也是越来越大,为了进一步与国家低碳环保以及能源资源节约政策相结合,在实际的建筑设计中,建筑设计单位以及设计人员应该尽量的做到保护环境以及节约资源,更好地满足现实需求。因此,进行节能建筑设计是必要的,是社会发展以及时展的需要。首先,社会主义发展需要,我国处于并长期处于社会主义初级阶段,这是我国的基本国情,加上我国又是世界第一人口大国,社会以及经济发展对于能源资源的利用是十分巨大的,在这种情况下建筑行业进行节能建筑设计的必要性也就可以想而知,进行节能建筑设计可以更好地处理经济发展与环境保护以及资源能源利用,实现人与自然的和谐相处,其次,时展的需要。随着时代的发展和科技的进步人们,对于发展方式的概念越来越清晰,目前世界各国的发展已经不再是一味的向自然索取,粗放型的发展模式,人们已经意识到节约资源与能源的重要性了,因此,新形势下我国进行节能建筑的设计是适应潮流的体现,更是造福子孙后代的创举。建筑工程的根本宗旨是,不断推进城市化进程,在满足基本建筑要求的情况下,尽量节约建筑资源,减少对环境的破坏,以最少的资源消耗,最低的环境污染,建设最好的城市建筑,构建和谐城市、和谐自然和谐社会。
二、节能建筑设计现状分析
随着人们观念意识的提高,我国对节能建筑设计越来越重视,相关的设计标准也在逐渐完善,但是,在实际的工作中,节能建筑设计的现状并不容乐观。随着城市化进程的加快,我国建筑行业得到了较快的发展,在发展过程中对能源的消耗量也在逐渐的增加,并没有根据国家相关的标准做好节能设计。目前,我国建筑设计中的能源消耗量还是比较大的,比如,我国的建筑采暖耗热量主要来自外墙、屋顶、外窗、等,但是外墙消耗量是相同条件发达国家的4到5倍,屋顶所造成的能源消耗量为发达国家的2.5到5.5倍,而外窗大致为1.5倍到2.2倍,从总体耗能量上来看,大约是西方国家的3到4倍。
三、建筑设计中节能建筑设计方案
(一)建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面实现建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料会不断被研制出来并应用到建筑设计中去,更好地起到了节能作用。如新型保温材料、防水材料在墙体、屋面构造中的应用,达到了更好的保温防潮效果;新型隔热玻璃和框体材料在建筑外门窗中的应用,起到了更好的隔热降耗效果;采用可调节的铝材遮阳板,达到遮阳的目的。当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
(二)建筑内部单体的设计
所谓单体设计,指的就是对建筑物内部各组织结构的设计。各构件也要注重节能的因素,从而使内部空间得到合理分隔,减少占地面积。主要考虑一些新型的可再生原材料,加强设备的节能选择与设计,从而更好地利用建筑周围的小气候条件,使室内的建筑性能得到彻底的改善与优化。建筑物的各部分要进行全方位的构造节能设计,要在符合建筑物基本的组合性能外,对各部分的选材、造型、结构等进行深加工设计,比如墙体、门窗、楼板以及顶棚等,在保证外部自然条件良好的情况下,对室内的节能进行更为合理的设计。
(1)楼板的节能设计
要根据其结构的余出空间,对楼板的造型加以精心设计,像吊顶的节能设计。可以把循环的水管架设到其内部,天气炎热的时候,可以使用冷水系统循环使室内的温度有所降低;天气严寒的时候,就可以运用热水系统循环进行采暖,提高室内的温度。这一方法对能源的需求极低,同时调节效果又很高,是一种不错的建筑节能技术。
(2)房顶、顶棚的节能设计
房顶是一个建筑物的顶端,它和外界环境直接接触,与大气环境的关系最为密切,因此,要对屋顶进行节能设计。房顶的节能设计策略主要有加强屋面的保温效果、运用坡屋顶的方式以及根据实际需要,架设隔热性能较好的保温层面,如蓄水屋面、隔空散热屋面以及种植屋面等等,都可以起到良好的节能效果。
(3)门窗的节能设计
建筑的门窗如果设计不合理,就会大量流失能源,有数据显示,有超过30%的能源都是通过门窗而损耗的。对此,要合理设计门窗,做好门窗的节能工作。可以从以下几点进行考虑:首先,控制好门窗的朝向面积比例,阳面的门窗面积要大,以保证充足的阳光照射进来;其次,安设必要的遮阳设备,我国大部分地区都普遍使用大的玻璃幕墙,会造成一定的光污染,应该在外部采取一定的遮阳措施;再次,要保证通风的良好性能,使换气可以随时进行,尽量使用自然通风的方式,而不是借助空调;最后,寒冷地区的建筑要使用门斗,减少外门流进过多的冷风,还要采取一定的聚热保温措施,保证建筑在冬季时符合供暖的标准。另外,要运用高性能的幕墙以及门窗,充分使用可再生、无污染的新型清洁能源,比如地热能、风能、太阳能等,使这些节能的新产品替代传统的产品。
(三)空调节能设计
空调的节能设计在大空间建筑中体现的较为充分。此类建筑有体积大、维护结构传热量大、空调负荷较大等特点。因此,合理的气流组织设计,使得空间内空气的分布既要满足了人体舒适性要求,又保证了空调系统的节能。例如从建筑节能的角度出发,体育场馆类大空间建筑的气流组织形式总体上有从顶棚上送风喷口侧送风座椅下送风的趋势,并由单一形式向多种形式过渡(多种形式相互配合、相互补充),由单一分区向多分区过渡。为实现大空间建筑的节能,在工程设计中除应选择高效节能的设备外,设备的合理配置也非常重要。大空间屋顶高达十几米,而人员活动的范围均在2m以下,在此类设计中如果合理调整送风区域、采用低位送风空调或者层流空调将会收到明显的节能效果。然而考虑到人体的舒适性以及施工的可行性,在实际的工程中多采用低温地板辐射的供暖模式。在建筑设计中,应该通过合理的建筑布局以及内部功能的空间组织,充分利用热压和风压的原理优先采用自然通风。自然通风可以在不消耗常规能源的前提下调节室内环境,达到人体的舒适要求。自然通风有利于减少建筑能耗,降低环境污染。但是在一些大空间或者进深较大的建筑中,要做到完全的自然通风几乎是不可能的。因此建筑空间的加大必然会增加通风管道的长度,同时管道的沿程阻力也比较大,势必额外增加投资,而且效果也不甚理想。在这种情况下,常常采用机械辅助式的自然通风。系统通过一套空气循环管道,采用一些节省能源的处理手法,比如利用深层土壤冬暖夏凉的特点。在冬季,利用深层土壤的热稳定性对空气进行初步预热,以及对排出室内空气热量的再回收和利用等;在夏季,通过与土壤的热交换对空气进行降温。同时,系统并辅助一定的机械装置把控制在一定风速内的空气送到室内达到通风的目的。
(四)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,选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,获得一个良好的外部微气候环境,达到节能降耗的目的。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,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。合理的外部环境设计,在建筑位址确定之后,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,创造建筑节能的有利环境,在建筑周围合理布置树木、植被,既可有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪,从而减少空调能耗。
结语
伴随着我国的城市化的飞速发展,建筑能耗所占社会商品能源总消费量的比例也持续增加,对国民经济发展和人民的正常工作生活的影响日益突出。节能建筑不光在环境保护方面起着重要的作用,在社会效益和经济效益方面的作用更是不容忽视。从长远利益来看,未来人们的生活方式和能源行为必须随着节能建筑设计的发展做出相应的调整和改变,同时还要加强宣传力度和教育力度,在条件有限的基础上把建筑节能与技术、艺术很好的结合在一起,使其各个方面都能体现节能的原则,努力创造低成本、高效率的节能建筑。
参考文献
[1]王佳,徐丽丽.对建筑设计中节能建筑设计的分析[J].黑龙江科技信息.2013(16)
【关键词】建筑方案设计;节能探索
一、建筑群整体布局与规划
随着时代的更迭、经济的进步,城市的面貌也有了很大的改善,形态各异的高楼与住宅小区拔地而起,成为城市一道与众不同的风景。在建设项目当中,选址是一个至关重要的环节,涉及文化、经济与政治等多方面的因素,应尽可能选择一些适合人类生存、符合自然规律的区域。以小区建设为例,工程师在选址时应尽量绕开沟底、洼地与山谷等地,其主要原因是影响室内的换气、通风,且交通也不甚便利,不仅如此,当寒冬来临时,还会形成霜冻效应,影响居住的舒适度。虽然目前的科技手段能够完全消除这些负面因素,然而,却不利于开展节能设计工作。就选择这个问题,我国古代工匠的经验值得我们借鉴,如:“坐南朝北”、“背山面水”以及“阴抱阳”等,均是在“天人合一”的思想观念之下总结而来的实践经验,并建设了大量风景优美、简约大方、舒适度较高的城市。与古人的智慧相比,我们所掌握的知识与经验还远远不够,那么则更应该延续他们在建设方面的精神及原则,由此一来,才能设计出更多、更好的建筑。
从布局上来看,为了融入节能元素,可采用自由式、斜列式、错列式等形式,而非并列式与周边式布局,以免影响自然通风与换气。若具备一定的经济及地理条件,可通过引入山谷风或水陆风,来改善夏季炎热的气候环境,提高人们居住的舒适度。
二、单体建筑方案中的节能设计
以单体建筑为例,可供参考的节能措施的种类较多,具体可从下述几方面入手,即:
(一)复合界面在建筑节能设计中的作用
从本质上来看,建筑界面是离析、选择不利或有利气候的关键,被专业学者称之为膜效应,是表达建筑理念的工具,也是对气候防及用的辩证统一。而众所周知,建筑节能工作的开展,离不开对自然气候的防与用,这也是节能设计探索工作中的核心所在。
建筑界面即二维面,是实体与媒介空间交界之处。而建筑复合界面则与之不同,是指城市和建筑之间的空间。基于宏观的角度来看,它是处于城市私密空间与公共空间之间的“二维表皮”;然而,若从微观的角度来看,建筑复合界面本身也是一个独立的空间,可供人们娱乐与活动。所以,与建筑界面相比,建筑复合界面对建筑节能的意义更为重大,对气候的把控也更为精准。其主要构成形态有下述几种,即玻璃体、异型屋盖、檐廊空间、曲凹空间、阶台状空间、架空空间以及柱廊空间等,下文笔者简单的介绍一下复合界面的几种构成形态。
1.柱廊空间,具有缓冲、延续内外空间的作用
通过对建筑界面的垂直分解和水平分解形成了复合界面。纵观古今中外的设计历史,我们发现柱廊空间是常用的设计原色,诸如:哥特式后现代建筑和现代建筑;故宫建筑群以及古希腊的雅典卫城,为了起到延续内外空间的作用,均掺杂了柱廊元素。柱廊一般被分为两种类型,即局部柱廊与围廊,其作用是缓冲室外大环境和室内微环境对建筑的影响,效果较为显著。通过对柱廊深度、宽度以及高度进行专业性设计,不仅有助于调节室内气候,加强阳光等自然资源对建筑物的作用,还能美化环境,促进节能设计目标的实现。
2.架空空间,具有促进空间流通的作用
通过调查,笔者认为,架空对建筑节能方面的影响是多方面的。首先,架空具有改善、调节建筑周边生态环境、促进空气流通、增强绿化程度等作用,通过调节建筑内小气候来达到节能的目的;其次,架空建筑底部可修建地下停车库,不仅能够减少通风、照明能耗,还可降低土地资源的占用率,有利于节能设计工作的开展。
(二)中庭在节能设计工作中的作用
1.中庭的热工特征
中庭具有烟囱效应与温室效应这两个热工特征。所谓的烟囱效应,一般是指因为空间高度而形成了热压力差,促进中庭内气流的流动;而温室效应通常是指阳光透过建筑表面积蓄的太阳热能。在设计过程中,设计师只要合理利用中庭这两个显著的热工特征,便会收到意想不到的节能效果。
2.中庭的基本剖面形式
据总结,中庭的基本剖面形式包括Λ字形、V字形与矩形。Λ字剖面的中庭,在阳光直射的气候区,可利用上部楼层达到遮阴的作用;V字形剖面的中庭,每层均设计为退台形式,如此一来,便可获取更多的太阳能,可在一定程度上减弱烟囱效应;矩形剖面的中庭具有通风好、加强建筑物采光的作用。
(三)玻璃幕墙和外窗的节能设计
1.幕墙与外窗比例的控制
为了提高建筑施工的质量与效率,《民用建筑节能设计标准》这一文件中严格的规定了幕墙与外窗的面积比,具体为:“南向、西向与动向、北向的窗墙比应控制在35%、30%与20%之内”。东西向应避免建筑吸收过多的阳光;南向房屋能够更好的接收太阳辐射,达到杀菌的作用;北向则易遭受冷空气、寒流的侵袭,所以,在设计过程中,北向为次要空间,南向则为主要空间,如此一来,不仅能够增强室内的光线强度,还可提升居住舒适度。幕墙与外窗的比例要适当,若比例过大,将会加大采光所用能耗,若比例过小,室内采光少,促使周遭环境过于灰暗。因此,控制幕墙与外窗的比例十分重要,可综合多方面能耗制定设计方案,以期达到最佳设计效果。
2.幕墙的有效使用
在使用幕墙时,应注意以下几个问题,即:幕墙的可设计于楼梯间、建筑的主里面或南面,不仅能够促使建筑形象更为丰润,还不会过多影响建筑能耗。幕墙可与遮阳杆件、实体墙复合使用,能够减少对空间的占用率。除此之外,可通过减少窗芯、扩大玻璃面积、采用大窗扇、缩短窗扇缝隙长度来增加固定窗扇及玻璃所用面积,具有加强建筑节能效果的作用。
三、结语
笔者结合自身多年的工作经验,总结了关于建筑节能方面的意见与建议。当然,文中所列不过凤毛麟角,本文的撰写旨在抛砖引玉,希望能为相关领域提供一定的理论依据。此外,还需注意的问题时,节能措施可谓是一个综合运用的动态过程,即便是文中所提供的几个方法,也应通过反复调节方可取得成效,设计师与建筑施工负责人应给予这一问题高度重视。
参考文献:
[1]魏春雨,主编.营造[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.122~124.
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.
关键词:住宅建筑;节能设计;方案
中图分类号:TU2
一、引言
住宅区的规划应根据当地的气候特点,因地制宜,使建筑群的规划布置和建筑物的平面布置有利于自然通风,保留自然水域面积,增加植被绿化,减少硬化地面,形成小区微气候。规划中还应注意尽可能争取最有利的建筑朝向,采用南北向或接近南北向,使建筑冬季可以增加太阳辐射热,夏季可以减少太阳辐射热,且与当地夏季的主导风向一致。建筑物的单体设计应控制其体型系数,将体型系数控制在一个较低的水平上,以减少其围护结构的传热损失,降低建筑能耗。夏热冬暖地区居住建筑的平面布置还应有利于组织夏季凉爽时间的穿堂风。
二、影响建筑能耗因素
影响建筑能耗最主要的原因是建筑围护结构保温隔热性能的优劣,我国现有居住建筑围护结构的热工性能普遍较低,直接影响了室内热舒适度。比如处于夏热冬暖地区,夏天普遍需要空调,建筑整体的耗能量大。因此,我国制定的三个地区的居住建筑节能设计标准,都把提高建筑围护结构的热工性能作为核心内容,这也是建筑节能的最有效手段。
三、建筑节能的方法
建筑围护结构主要包括屋顶、外墙和外窗三个部分:屋顶采用高效的保温隔热屋面,其传热系数、热惰性指标应满足标准规定,有条件的可采取屋顶绿化等措施,降低夏季太阳辐射得热,外墙应研究并推广具有低热转移值的外墙材料,采用新型节能墙体材料,如加气混凝土砌块等,建筑外墙的热功能性应满足标准的规定。南方地区建筑外墙保温隔热措施还包括外墙表面采用浅色设计,以反射太阳辐射热,一般东、西面外墙采用构架或爬藤植物遮阳,还可采用中空墙体结构,形成隔热的空气间层等;外窗,建筑围护结构热功性能最薄弱的环节是窗户,在建筑能耗方面,铝、钢、塑窗散热量平均约占建筑护结构总散热量的50%。因此,控制窗墙比,提高窗户的保温隔热性能,是提高建筑护结构节能指标的有效途径。一方面,在保证居室采光通风条件的前提下,控制窗墙比,减少外墙传递的热量;另一方面,推广应用新型节能门窗,满足节能和使用要求。根据研究表明,建筑节能大致有以下几个方法:l屋面节能;2墙体节能;3门窗节能;
(一)屋面节能
我国的可利用能源是极为有限的,这已经引起了我国的高度重视提高建筑围护结构的保温性能是降低建筑能耗的关键。屋顶作为一种建筑物层室内温度围护结构所造成的室内外温差传热耗热量,大于任何一面外墙或地面的耗热量。因此,提高屋面的保温隔热性能,对提高抵抗夏季室外热作用的能力尤其重要,这也是减少空调能耗,改善室内热环境的一个重要措施。在建筑围护结构中,屋顶所占面积较小,能耗约占总能耗的8%~10%。因此,加强屋顶保温节能对建筑造价影响不大,节能效益却很明显。主要有下面三种方法:
1、倒置式屋面
传统屋面工程中通常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、水泥蛭石、矿棉岩棉等都是非憎水性的,这类保温材料如果吸湿后,其导热系数将陡增。因此普通保温屋面中需在保温层上做防水层,在保温层下做隔气层,从而增加造价,使构造复杂化。其次,防水材料暴露于最上层,加速其老化,缩短了防水层的使用寿命,故应在防水层上加做保护层,这又将增加额外的投资。再次,对于封闭式保温层而言,施工中因受天气、工期等影响,很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率:如因保温层和找平层干燥困难而采用排气屋面的话,则由于屋面上伸出大量排气孔,不仅影响屋面使用和观瞻,而且人为地破坏了防水层的整体性,排气孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落,反而使雨水灌入孔内。正因为存在这些问题,现在工程中经常采用倒置式屋面,所谓倒置式屋面,就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒,把保温层放在防水层的上面。这种保温层强调“憎水性”保温材料,如挤塑聚苯板等。倒置式屋面能够最大程度减少上述不利因素的影响,保证屋面的节能效果。
2、屋面绿化
(1)屋面绿化对周围环境的影响。建筑屋顶绿化可明显降低建筑物周围环境温度0.5~4℃,而建筑物周围环境的温度每降低1℃,建筑物内部空调的容量可降低6%。对低层大面积的建筑物,由于屋面面积比墙面面积大,夏季从屋面进入室内的热量占总围护结构的热量的70%以上;绿化屋面外表面最高温度比不绿化的屋面外表面最高温度(60℃以上)可低20℃以上。而且城市中心地区热气流上升时,能得到绿化地带比较凉爽空气流的自然补充,达到调节城市气候的效果。同时不论北方或南方,种植屋面保温效果都很明显,特别是干旱地区,入冬后草木枯死,土壤干燥,保温性能更佳,保温效果随土层增厚而增加。而增加种植屋顶有很好的热惰性,不随大气气温骤然升高或骤然下降而大幅波动。绿色植物可吸收周围的热量,其中大部分用于蒸发作用和光合作用,所以绿地温度增加并不强烈,一般绿地中的地温要比空旷广场低10~17.8℃。
(2)绿化屋面的荷载及植被。屋顶绿化与地面绿化的一个重要区别就是种植层荷重。应根据屋顶的不同荷载以及植物配置要求,制定出种植层高度。种植土宜采用轻质材料(如珍珠岩、蛭石、草炭腐殖土等)。种植层容器材料也可采用竹、木、工程塑料、Pvc等以减轻荷重。若屋顶覆土厚度超过允许值时,可能会导致屋顶钢筋硅板产生塑性变形裂缝,从而造成渗漏。所以必须严格按照规范确定覆土层厚度。
3、浅色坡屋面
现在大部分的住宅依然采用平屋顶,在太阳辐射最强的中午时间,太阳光线对于坡屋面是斜射的,而对于平屋面是正射的,深暗色的平屋面仅反射不到30%的日照,而非金属浅色的坡屋面至少反射65%的日照,而且平屋面的防水较为困难,且耗能较多。若将平屋面改为坡屋面,在坡屋顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡,不仅可提高屋面的热工性能,还有可能提供新的使用空间(顶层面积可增加约60%),也有利于防水,并有检修维护费用低、耐久之优点。在中小型建筑如居住、别墅及城市大量平改坡屋面中被广泛应用。
(二)墙体节能
墙体是建筑护结构的主体,墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。根据保温隔热材料在围护结构的使用部位不同,分为内墙保温隔热材料和外墙保温隔热材料;根据节能保温材料的状态不同分为板材(固体)保温隔热材料和浆体保温隔热材料。广义上讲,板材保温隔热材料,使用地区和范围比较故其可以在外墙外保温工程中使用,也可以在外墙内保温工程中使用。板材保温隔热材料的保温主体可以是发泡型聚苯乙烯板、挤出型聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等不同材料。板材保温隔热材料又可分为单一保温隔热材料和系统保温隔热材料。
1、单一保温隔热材料,是保温工程应用的主体。如:发泡型聚苯乙烯板、挤出型聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等。2、系统保温隔热材料是指将单一保温材料与其他辅助材料复合而成为一个系统,称为系统保温隔热材料现有的系统保温材料有如下几种:(1)外墙外保温系统:发泡型聚苯乙烯板(或挤出型聚苯乙烯板)+耐碱玻纤网布+含有胶粘剂的聚合物砂浆(2)内保温系统:发泡型聚苯乙烯板(或挤出型聚苯乙烯板)+纸面石膏板、GRc保温板(发炮型聚苯乙烯板与水泥砂浆复合)、岩棉夹心保温板、增强水泥聚苯保温板等。
(三)门窗节能
门窗往往是建筑围护结构中保温、隔热和节能的薄弱环节。提高建筑玻璃材料的热工性能,目的是控制窗或幕墙表面温度冬季过低、夏季过高,节省采暖或制冷能耗。由于玻璃的传热能力比砖墙大许多,所以充分利用保温隔热性能好的玻璃窗能有效降低建筑物的能耗。改善门窗绝热性能的首要措施是增加窗玻璃层数,在内外层玻璃之间形成封闭空气层。同时在窗上加贴透明聚酯膜也是个有效的方法;还可以加设门窗密封条提高门窗气密性。
当前使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。镀膜玻璃主要有太阳能热反射玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃。从国内外玻璃材料围护结构的节能设计来看,通常主要采用以下几种方法:
1、根据建筑的性质、使用功能以及建筑所处的气候环境条件来设计窗、幕墙,对建筑的窗墙比应有一定的控制。因为窗户面积率直接影响建筑的采光及采暖空调的能耗,一般窗墙比应控制在0.3左右。尤其在严寒地区和炎热地区,在设计大面积采用玻璃门窗和幕墙时,要选择采光、隔声热工性能良好的新型玻璃材料。根据不同地区选择不同的热反射玻璃、Low-E复层玻璃(中空玻璃)以及保温玻璃等材料。
2、根据建筑日照设计原理,合理设计窗户遮阳措施,减小玻璃面的日照面积,降低夏季空调能耗。在进行遮阳设计时要考虑各个地区气候特点,对于冬冷夏热地区冬季需要日照、夏季需要遮阳,应采用活动式遮阳措施。在设计遮阳构造时要结合玻璃门窗、幕墙建筑的整体艺术效果,材料与颜色进行考虑,而且形式要简单、美观,便于清洗、安装。
四、结语语:
关键词:建筑电气设计节能
中图分类号:TS958文献标识码: A
随着近年来我国建筑工程在电气设计中逐渐向着节能化方向迅速发展,建筑电气设计的节能已经直接影响到整个建筑工程的投资、工期安全和质量等各个方面。 因此电气设计人员应当负有高度的荣誉感和责任心,通过将自己专业的水平充分而细致地发挥出来,从而完美地做好建筑电气设计中包括节能在内的各方面的工作 。
1. 建筑电气设计节能的原则
随着人口的增加,工业的迅速发展,人民生活水平的不断提高 ,能源的消耗急剧增加 ,能源危机迫在眉睫。 因此, 对各行各业提出了节能的要求 ,节约二次能源 ---电能, 也就成为建筑电气节能设计的焦点。 建筑电气设计节能应坚持以下三个原则:
1.1满足建筑物的功能。
满足照明的照度、 色温、 显色指数; 满足舒适性空调的温度及新风量 ,也就是舒适卫生; 满足上下、 左右的运输通道畅通无阻; 满足特殊工艺要求, 如娱乐场所的一些电气设施的用电 ,展厅的工艺照明及电力用电等等。
1.2考虑实际经济效益
节能应按国情考虑实际经济效益, 不能因为节能而过高地消耗投资, 增加运行费用, 而是应该让增加的部分投资, 能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回报。
1.3节省无谓消耗的能量
节能的着眼点, 应是节省无谓消耗的能量 。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的 ,再考虑采取什么节能措施。 如变压器的功率损耗, 传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗 ,又如量大面广的照明容量, 宜采用先进技术使其能耗降低。
因此, 节能措施也应遵循实用、 经济合理、 技术先进的原则。
2建筑电气设计中节能措施的应用
在现代建筑工程项目的电气设计中,节能措施的应用要综合考虑各方面的因素,并注重经济性、实用性与节能性的有机协调。目前,在国内的建筑电气设计中,应用的节能措施主要包括以下几方面:
2.1供配电系统的节能设计
在建筑工程供配电系统的节能设计中,应根据各种用电设备的特点、用电负荷容量与负荷等级等,在保证供配电系统安全、稳定运行的基础上,尽量降低供配电系统的运行损耗。在设计中应重点考虑以下几方面的问题:1)供配电系统的结构形式尽量简单、可靠,相同电压等级的供电系统中,变配电的级数应不宜超过两级,以尽量减少因变配电等级过多而造成的电能损耗;2)合理选择建筑工程的供电电压,在同等情况下,供电电压越高,其能耗越小。在国内民用、工业及商业建筑中,用电设备的电压等级通常为220/380V,但是在一些大型建筑中,为了达到尽量控制空调主机能耗的目的,一般选用10kV的制冷设备;3)变电所的位置应尽量靠近负荷中心,尤其是低压配电间要布置于电气竖井附近,并保证供电网络的合理分布。低压供电半径应控制在200-300m之间,以保证供电线路的电压损失在允许值内,从而减少线路的电压损失,提高供配电系统运行的经济性;4)根据供配电系统的实际负荷情况,应注意变压器容量、台数的合理选择,变压器的负载率应控制在0.7-0.85之间,并且按照经济运行的基本原则,灵活投切变压器,从而减少损耗;5)根据供配电系统的实际运行环境,适当提高供配电系统的功率因素。在确定用电设备的选型与调速控制方案后,必须进行供配电系统的无功功率补偿,以提高其功率因素,尽量减少线路和变压器的损耗。
2.2照明设计中的节能措施
在各类建筑工程中,照明是节能设计的重要部分,按照照明的种类进行划分,主要包括:正常照明、保安照明、障碍照明、艺术照明、事故照明与疏散照明等。在建筑照明设计中,照明功率密度是评价其节能效果的主要指标。结合国内建筑照明设计的现状,应从以下几方面入手应用节能措施:1)合理选择光源,尽量选用高效的电光源是照明节能设计的关键。光源的发光效率要高,而电能消耗则要尽量降低,以保证照明设备每瓦电发出更多的光通量。例如:在办公室、会议室、教室、仪表车间等建筑的照明设计中,可以采用≤26mm的细管径直管形荧光灯;而在一些高层建筑中,应采用高压钠灯或金属卤化物灯,也可以采用大功率的细管径荧光灯;2)合理选择光源用电附件,在走廊、大厅、楼梯等公共场所,可以选用透光率较高的吸顶灯;而在民用建筑中,推荐选用蝙蝠翼式灯具,因为其控光性能较为合理。另外,节能型电感镇流器的合理选用也是十分重要的,与传统的40W电感镇流器相比,其具有工作时噪声小、寿命长、温度低等特点,从而实现照明节能的效果;3)不断改进各种灯具的控制方式,在走廊、门厅、楼梯间、电梯等公共场所,照明设备应采用集中控制方式,并且根据建筑的实际使用条件与天然采光状况,应用分区或分组控制的方式,以实现照明节能的目标。
2.3空调系统的节能设计
在工业、商业及民用建筑工程中,空调系统的能耗较大,其用电量约占建筑总能耗的70%左右。因此,在建筑工程空调系统的设计中,必须注意以下节能措施的应用:1)优化控制热交换系统的温差与流量,以减少电能的消耗;2)合理控制定风量全空气系统的各类空调机组;3)尽量优化空调系统中的冷冻水与冷却水系统,使得其在运行所消耗的电能不断较少;4)合理控制冰蓄冷系统与水蓄冷系统,保证制冷、蓄冷系统始终处于高效运行的状态,从而降低电能的损耗。另外,在建筑空调系统的电动机选型、调速方法、台数控制等方面,也要注重节能措施的合理应用。
2.4合理利用太阳能技术与产品
在建筑电气设计中,太阳能技术与产品的合理利用不但可以达到节省资源与减少废气排放的效果,而且减少了建筑使用中的电能消耗。目前,国内外在建筑电气节能设计中,主要是利用较为先进的太阳能光伏发电系统,将入射的太阳辐射能直接转换为建筑使用中所需的电能,为照明设备提供一定的用电负荷。另外,在很多建筑的外墙、楼顶等处安装新型太阳能板,可以满足建筑内热水的供应需求,而且可以通过太阳能蓄电设备,将多余的电能进行储存,以满足建筑中其他电气设备的能源需求。
在建筑电气设计中 ,有关节能的内容发展的潜力很大, 前景也很好。 据不完全估计, 如果能够彻底实施我国所要求的一系列节能措施,其所能够节约的能源是非常巨大的 ,每年节约的能源可以几乎相当于整个长江三峡发电站半年的发电量。 这显然也能够帮助国家分担其每年在电力建设上面的巨额投资压力, 所以建筑电气专业的设计人员应当在满足建筑功能要求的前提条件下 ,尽可能地应用各种符合技术指标并且行之有效的节能措施。
参考文献:
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(1)对于像体育馆、礼堂等人员较为密集,设备散热量较大的场所和地方,在季节过渡时候可以进行空调降温,这时候可以采用相应的全空气低速风道双风机系统。系统可以将室外的新风同一部分回风进行混合,进行过滤、冷却或者加热处理之后进而排送到相应的比赛大厅。对于面积较大的场馆可以进行区域的划分,划分为多个相应的通风空调系统区域,这样能够有效进行空调系统的调节以及能量的控制。在贵宾室,休息室以及其他辅助房间适宜采用相应的风机盘管加新风系统。
(2)一般而言,大空间建筑物有着较长的闲置时间,使用率相对较低,在相应的采暖地区,为了达到相应的节能目的可以结合空调送热风与散热器值班采暖的方式。值班采暖温度可以按照 5"C或 1O℃进行考虑,在活动举办或者开展期间,可以由空调系统进行热量的补充。
(3)在进行建筑物气流组织的选择时候,应该依据建筑物的类型和建筑结构形式。大部分的体育馆以及大型的礼堂屋项结构为往家或者桁架结构,平均层高能够达到LOM,在体育馆的最高处能够达到25M。在进行体育馆的气流组织设计时候,一般选择高速射流喷口进行顶送或者侧送,在座椅下或者场地下进行机械回风,在建筑物的项部进行排风;而在礼堂选择的气流组织为喷 口、旋流风口或者散流器进行项送、在建筑场地下进行回风、在礼堂的舞台上空进行排风。
(4)在布置空调机房时候要遵循施工简单、维护方便的原则,同时还要经济合理。空调机房时暖通空调系统的的核心部分,因此要要对空调机房的位置、面积进行严格的控制。空调机房每个所承担的空调系统的面积要控制在500M2以内,不宜过大。这样能够有效地控制系统的通风量,满足相应的管道尺寸要求。空调机房的位置应该选择地点为靠近空调房 间、外墙,远离那些对于振动以及噪声有着较高要求的房间,同时还要避免在建筑物的核心筒位置进行设置。机房的建设高度应该根据空调机组的高度以及相应的检修空间来进行确定,一般净高的范围要在4~6M。
(5)礼堂等建筑有着较高的噪声振动要求,因此,在进行通风空调系统的设计过程中要对消音减震等问题进行着重的考虑。其中暖通空调系统中的冷水机组、风机、空调机组以及水泵是主要的噪声以及震动源。在进行暖通空调的设计过程中应该遵循下面的几个原则:一是设备房间要远离那些有着较高噪声要求的房 间;二是,选择消声设备要遵循的原则为:噪音低,质量好,风速较低,同时靠近机房的位置。三是,设置相应的减振垫以及软接头等;四是,合理进行风机的风压的计算,进而合理确定风管以及风口的风速,这样能够避免由于风速过高原因产生二次噪音。
二、大空间建筑暖通空调设计的难点
(1)高大空间建筑防火难度大,对采暖、通风和空调系统的要求更高。例如,大空间建筑往往需要在主体建筑或裙房内布置一些象燃油或燃汽锅炉房、自备发电机房、空调机房和汽车库等一些危险性较大的空间。这方面应在设计中有所体现。
(2)大空间建筑往往高度较大,这将加重采暖系统的垂向失调,同时由于系统水静压力较大,直接影响到室外管网的水力工况,其系统的形式及与室外管网的连接与多层建筑有较大差异。
(3)高大空间建筑设计往往需要有单独的热源,以满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求。由于用地紧张和其他一些原因,有些大空间建筑需要在地下室内或屋顶上设置锅炉房。从目前发展趋热来看,这种设计方式越来越多,这使得大空间建筑的热源设计变得更为复杂。
(4)大空间建筑的空调设计气流组织因温度梯度较大,需采用合理的送风方式。上送下回方式为从顶棚送风下部回风,现工程多采用可调节风量和射程的风口,提高冬季的送风风速;侧送下回方式送风口高度大多在3米左右,需要结合建筑装修设计布置风口位置以达到室内美观,同时需要精确的空调气流组织计算。
三、大空间建筑暖通空调设计的节能方案
(1)方案设计。现在非常流行的空调设计方案是:在低能耗,高室内环境品质的前提下,风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统以及去湿空调系统。为了平衡高层办公楼中设备、照明等主要热源形成的辐射热量采用辐射形式供冷。冷辐射吊项应结合置换式送风,将新风采用下送风方式送入室内,既保证室内空气品质,又保证良好的室内热环境。而采用空调去湿方案,首先可以保证室内空气品质;其次采用去湿保证了绿色建筑对室内湿度控制在 60%以下的要求。
(2)蒸发冷却技术。蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术,包括间接蒸发冷却(IEC)和直接蒸发冷却(DEC)。该系统采用水作为制冷剂,实现空调运行对环境无污染,另外,蒸发冷却系统的COP 值比机械制冷大得多,且它的制冷不消耗压缩功能,它是一种节能环保型绿色空调技术。
(3)具备良好的通风系统。新风的作用某些建筑由于装修材料含有挥发性有害物质造成室内空气污染。因此,绿色建筑中的暖通空调应该具备良好的通风系统,实现合理的自然通风,因为新风在室内的流动对健康是必不可少的。
(4)免费供冷空调系统。免费供冷(FREE COOLING)技术通过水系统来利用自然冷源。它也称冷却塔供冷,是一种节能降耗的系统形式。免费供冷的实现方式是:当室外空气湿度温度下降到某值以下时关闭冷水机组, 以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷,提供建筑空调所需要的冷负荷。在空调系统中,冷水机组的能耗占有极高的比例,如用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组,其节能效率将会是显著的。
关键词:公共建筑,节能设计,广州
中图分类号:TU3 文献标识码:A
1.公共建筑能耗现状
在社会能耗的三大板块中,建筑能耗几乎占总量的一半,在当代,公共建筑随经济发展日益增多,耗能量巨大。建筑能耗除除建设过程中消耗的大量资源、能源还包括使用过程中的空调系统能耗、照明系统能耗、冷热水供应能耗以及其它动力系统能耗,同时对环境也产生很大影响(如图1)。据统计显示,仅空调系统一项的年消耗能源费用就高达150元/平方米。其中,用户部分是很难统一调节的,因此,在经济、环境允许的条件下,建筑设计建造过程中尽可能有意识地采用节能技术、手段是必要的。
一个建筑适宜的节能设计是在不过多提高建造成本的基础上进行的,以总体上降低能源消耗量为最终目的,同时也不能牺牲舒适度和降低综合性能。
2. 广州中国出口商品交易会新馆节能设计基准
广州处于我国东南沿海区域,在热工分区上属于夏热冬暖地区。该地区为亚热带湿润季风气候,属于湿热型气候。气候特征表现为夏季炎热漫长,冬季温和短促,表现极不明显,与北方相比甚至可看做是无冬季,长年高温高湿;气温的年较差和日较差都小;太阳辐射强烈;雨量充沛。《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)规定了该区内公共建筑在建筑、热工、空调、采暖、通风和照明设计等方面应当采取的节能措施和应该控制的建筑能耗,使其与未采取节能措施前的建筑能耗相比,在至少保证原有的室内热舒适环境的前提下,全年空调和采暖总能耗减少50%。
为使建筑师有更加广阔的创作空间,综合评价建筑整体的节能特性,不拘泥于建筑围护结构各个局部的热工性能,该标准引入了“围护结构热工性能权衡判断”的方法,将所设计的实际建筑与一个作为能耗基准的节能参照建筑(参照建筑是一个与所设计建筑在形体、结构等方面完全一致,围护结构满足标准的基本节能要求的假想建筑,作用是为所设计的实际建筑定下了空调采暖能耗的限值)作比较,当实际建筑物的能耗不超过参照建筑时,就判定实际建筑是符合节能设计指标要求的。
在模拟中引入两种对比建筑:
基准建筑:二十世纪八十年代左右做建的不节能建筑,作为节能的对比建筑;
参照建筑:与本工程所设计的实际建筑在形体、结构、朝向等方面完全一致,围护结构满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)规定性指标要求的,属于节能50%的建筑。用以判断本工程实际建筑围护结构设计是否满足标准要求。
3.节能设计过程
根据规范规定的要求,对设计方案进行了围护结构(含屋顶、各个朝向的钢筋混凝土墙、填充墙、窗户以及遮阳措施等)的热工计算,计算结果如下表所示:
通过计算,由上表得出初始设计方案的围护结构不满足《标准》规定性指标的要求,需要进行围护结构热工性能权衡判断。依据权衡判断结果提出修改建议。在进行权衡判断时,用能耗计算软件DeSTⅡ计算参照建筑和设计方案全年的空调采暖负荷,进行能耗模拟。标准按照《公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)》的推荐设置参照建筑和设计方案空调系统中的公共参数:
室内环境:冬季为20℃,夏季为26℃,采暖空调系统运行时间为7:00~18:00;
室内负荷:加以考虑人员、灯光以及设备的散热负荷;
采暖空调季节:1月1日~12月31日。
建筑能耗模拟分析流程如下图所示(其中,参照建筑的建筑形式、结构与朝向都与设计方案相同):
按照规范的规定指标和建筑中的实际参数,分别在逐时能耗模拟软件中设置参照建筑和设计方案建筑这两个模型的建筑构件,其热工性能等参数如下表。
从表中可以看出,设计方案的采暖空调总能耗小于参照建筑的采暖空调总能耗,满足《公共建筑节能设计标准》中的规定指标,节能约为50%。
4.节能技术手段
公共建筑的节能设计是在不影响正常使用的条件下实施手段简单,成本低,节能效益可计量,投资回收期短、回报高。在本项目中主要涉及到以下技术、手段:
中央空调低成本改造技术――空调能耗占公共建筑总能耗的百分比能达到40%~60%。应用中央空调自动控制技术,或主机房模糊变频控制技术,以及新风换气技术,能够在空调系统部分有效节约能源且成本较低。
建筑物给排水系统节能――在公共建筑内安装节水器具(如节水型马桶、红外感应型水龙头、节水型淋浴器,或者安装节水阀)和利用冷却塔的排污水冲厕和进行绿化灌溉的空调冷却水节水技术。
照明节能技术――节能照明灯具(如T8型荧光灯)的使用和应用照明自动控制系统,如自动定时或感应开闭灯光,根据照度自动调整亮度,变换预设的场景亮灯模式等,有效地节电节能。
电气节能――安装改善电力品质设备,可有效改善公共建筑的用电质量,节能效率可达8%~15%。大能源消耗电梯扶梯部分,采用电梯动能回馈节能,其变频调速器通过电动机将电梯减速,或是轿厢和对重平衡块的质量差带来的电梯运行时的机械能转变成电能存储在变频器直流环节的大电容中,通过有源能量回馈器将大电容中储存的电量极少消耗地回送电网,从而达到节电目的;扶梯节能控制,即在扶手电梯的入口处增加载客感应器,通常节能效率为20%~60%。
结语
我国经济的发展使得大型的公共建筑也如雨后春笋般地出现,能源消耗大户急剧增多,城市能源匮乏、环境恶化。在目前节能减排的倡导下,公共建筑的节能设计或改造成为城市发展研究的关键点之一。需要强调的是,公共建筑节能设计并不是独立地设计建造绿色节能型建筑,而是在普遍的建筑中,在经济、环境允许的条件下,有意识地尽可能多地采用节能部分设计,降低能源消耗速度,优化人居环境,推动城市的可持续发展。本文以广州中国出口商品交易会新馆为例对公共建筑的节能设计过程、方法、技术等低成本建造模式进行探讨,以期为以后的建筑节能与绿色城市建设提供一定的参考。
参考文献
[1] 仇保兴. 我国南方建筑节能十大策略[J]. 城乡建设,2012(2):6~11.
[2] 陈洁圆. 商业建筑节能设计探讨[J].建筑科学,2009(15):80.
【关键词】建筑规划;建筑节能;设计
目前,能源损耗较大以及环境污染是限制经济建设的一大因素,社会一直大力倡导节能环保的先进理念。在建筑行业中,能源损耗尤其严重,因此,在建筑规划设计中建筑节能设计能有效控制能源损耗,迎合了节能环保的现念,是现代建筑设计发展的的必然趋势。建筑节能设计相关科目较多,涉及领域全面,是一项综合性极强的系统性工程。我国目前与发达国家在建筑行业方面存在一定的差距,随着城市化进程不断加快,人口密集度逐步增大,人民对生活质量的要求越来越高,建筑节能成为国家经济发展的重要任务,我们必须高度重视建筑节能设计,不断探索建筑节能设计的先进技术并投入到社会建设工作中,在加快国家经济建设步伐的同时达到可持续发展战略目标。
1 建筑规划设计与建筑节能的联系
1.1 设计方案影响工程建设直接能耗
在建筑设计中,能源消耗直接受到建筑和结构方案的影响,例如,在建筑方案的平面布置中需要考虑技术、经济、分析等多方面因素,其中包括采用内廊式还是外廊式、进深与开间的确定,立面形式如何选择、层高与层数的确定、基础类型如何选用、结构形式如何选择等。在我国建筑设计中,住宅建筑每平方米会使用55kg钢材,相对于发达国家要高出1/5作用的用量,而水泥用量要高出80kg,其中发达国家每立方米混凝土水泥用量大概为140kg,我国则需要220kg左右。据相关统计,采取技术经济合理的设计方案不仅降低能耗5%~10%甚至更高,同时依然能够满足功能要求。
1.2 设计方案影响建筑使用能耗
建筑工程相当复杂,涉及到多方面领域,其中包括规划、设计、施工、运营使用以及最后的拆除重建等,是一个以技术、专业综合形成的复合体。传统的建筑节能包涵内容较为片面,只是简单指出了建筑施工中减少成本,忽略了运营使用等方面,而现代建筑节能涵盖了相关建筑工作的全部内容。在各类建筑当中,我们以住宅为例,我国住宅建筑相比于发达国家,在同等技术条件下,能源消耗是其2~3倍,体现出建筑使用寿命较短的问题。因此,我们在建筑节能工作中必须提升设计理念、丰富设计内容、优化设计效果,达到低能耗的环保效果。在建筑方案当中,应提高对建筑设计的要求,在建筑类型、朝向、总体面积、方位等方面充分利用包括光照、风向等自然资源,同时,在建筑材料的选择上应结合实际,优化建筑外墙、楼板、分户墙、玻璃等,在不影响建筑功能的条件下提高建筑质量,减少建筑能耗。建筑设计无法一次性完成,设计师应结合模拟实际的建筑情况,进行不断的优化和调整,逐步完成初步的建筑设计方案,在模拟建筑实际情况时,以取暖设备为例,应考虑空调和取暖设备的装机功率,由于空调或取暖设备在品牌、型号、安装、费用、能耗等方面等各有不同,对于不同的建筑存在不同的适应性,同时在初步投资和实际投资方面存在差异性,设计师应正确计算出模拟量和实际量之间的差值,为建筑使用者提供正确的设计方案。北京奥运场馆的设计就很好的融入了这个理念,其根据当地实际自然环境,并未完全运用空调和新风系统,很好的解决了通风问题的同时还达到了节能环保的目的。在场馆中运用了美国先进的节能空调系统,利用热回收技术将回收的热能量通过空调冷水机的回收装置运用到其他热量系统,例如将回收的热能加热游泳池水以及生活用水,节能率达到10%。
2 建筑规划设计中建筑节能的有效措施
2.1 建筑整体环境与外部环境的节能设计
建筑整体环境和外部环境的节能设计师以整体综合设计概念为出发点,在设计过程中考虑到能源分析、环境、设备等因素,与相关专家配合进行设计工作。在建筑项目规划设计工作中,为实现自然生态运用效率最大化,创造良好的人工环境和自然环境,需要在最大程度上利用资源环境优势。在建筑工程投入使用后,通常空气流通情况以及光照情况是影响用户使用质量的关键因素。因此,建筑节能设计中应重视优化建筑空气流通情况和降低光照,结合实际自然气候规律,在房屋方向、房屋间距以及房屋排布方式上做到合理规划。具体内容为以下几点:首先,建筑的主要朝向应与当地夏季的主导风向保持一致,如此利于自然通风,使得舒适度在一定程度上得到提高。同时,建筑朝向应以南北方向设置为主,可以节省夏季空调的用量,因为在阳光辐射方面南北朝向的建筑物在夏季相比东西朝向的建筑要少很多;而在冬季时,建筑受到太阳辐射的情况刚好与夏季相反,从而降低了建筑取暖保温所需的能耗。此外,房屋建筑间的间隔应该大于当地所规定的日照间距标准,如此能够提升空气流通质量,加快室内的空气流通,有利于建筑与空气的热交换,在一定程度上可以有效控制建筑物的温度,降低能源消耗。在建筑项目中,为提高每个建筑单位的节能效果,确保建筑群整体节能,应科学合理布置建筑群中每个建筑单位。
2.2 建筑单体的节能设计
建筑设计必须在方向、外观及空间布局等方面满足规范化设计要求。能源的消耗在很大程度上受到朝向设置的影响,合理的朝向设置能够有效降低建筑对于能源的消耗。在夏季,太阳照射建筑物,所产生的热量增大,大大增加了制冷负荷,在冬季,取暖负荷也会相应大幅度增加。因此,建筑朝向设置应考虑当地气象条件、地理环境、建筑用地等方面因素,以达到降低能源消耗基本出发点,减少夏季热量吸收,提高冬季日照量,采用最佳朝向的设置方案。同时,应优化房间空气流通,满足室内空气流通需求。根据长期建筑设计实践经验,南北朝向的设计方式在我国各个地区的房屋建筑工程中受到普遍采用,不过在部分建筑设计时,由于各种制约因素,南北朝向设计方案不能被使用,因此,就要综合考虑当地的实际地理环境,做到因地制宜,以满足节能与功能使用的要求。同时,合理的空间设计能够实现建筑空间内保温、通风、采光等方面的优化,达到节能的目的。
2.3 建筑物部位节能
建筑部位节能是指构造设计中建筑的组成部分在满足其基本功能的条件下,通过对各部位如屋顶、楼板、墙体、门窗等在造型结构、材料等方面进行优化设计,使得建筑外部环境因素得以充分利用,以达到优化室内环境与节能的效果。在建筑部位节能中,材料的选择时最关键因素。健康、高效、经济、节能是选用建筑材料的基本标准与原则。随着科技的发展,建筑设计中应用到越来越多的新型材料,节能的效果更加明显。例如,应用新型保温材料、防水材料于墙体、屋顶中,使得保温防潮效果明显提升;此外,新型透光玻璃在门窗中的应用,在增强透光效果的同时减少了热量吸收,透光隔热效果更好。新型材料的开发在一定程度上促进了建筑节能设计的发展,降低了建筑节能设计的难度。
3 总结
目前,建筑节能工作不同以往,其包含了从建筑初步规划设计到建筑拆除重建整个过程的内容。相比传统建筑节能内容要广泛得多,同时目标也要高出许多。建筑节能是一项十分重要且持久的工作,我们应加大研究力度,进行更多尝试,积累过往经验,有效结合经济建设与和谐发展的特点,对于节能环保工作提出更高的要求。
参考文献:
[1]邓爱英.浅谈建筑节能与建筑规划设计[J].山西建筑,2011(3).
关键词:建筑节能 规划设计 节能设计
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
前言
我国是世界第一人口大国.尽管地广物博.但是人均占有资源比例十分少。根据数据显示,建筑资源能耗已经从2O世纪7O年代的10%到近几年的27.45%,随着发展越来越快,建筑资源能耗将达到35%,而目前发达国家只达到了30% 庞大的资源消耗使得我国资源能耗节能迫在眉睫.如何实现建筑节能需要建筑设计师在进行规划设计时不断改进设计方案。
1、规划设计对建筑节能的直接影响
对于工程施工来说.最重要的是规划设计。在设计过程中.充分利用周边环境来降低建筑消耗能源.达到建筑节能的最终目的 在施工过程中.利用节能建筑材料进行施工.达到节能环保效果。不断改善设计方案.根据周围环境的变化.达到最合理的设计方案,利用有限的建筑能源材料达到最大的经济效益
2、建筑规划设计中建筑节能的一些方法
2.1整体及外部环境的节能设计
整体及外部环境的节能设计指的是建筑设计师从整体概念出发,与环境专家、能源分析师等进行密切配合。在进行建筑规划设计时,利用周围环境的优势.创造出良好的人工环境.进行两者间的调节控制:比如:建筑施工周围环境如果是潮湿寒冷的,在施工过程中可以利用耐冷耐湿的建筑材料进行施工,可以增加建筑物的使用寿命:利用周围自然环境给施工建筑创造良好的室内气候.减少对空调等的使用依赖。
达到建筑节能的效果首先应该从规划设计上考虑节能设计.根据建筑和周围环境的关系.从规划设计上实现整体的节能设计效果。
太阳辐射和空气流动这两大因素直接影响到建筑居住区的气候环境和建筑舒适性.因此在施工设计中.必须考虑到太阳辐射和空气流动方向.通过降低太阳辐射和增加建筑的通风效果是规划设计节能中主要方向之一。在规划设计中.必须考虑好建筑的朝向、间距以及相互组合关系.建筑主要朝向应该为夏季空气流动方向(我国北方建筑朝向主要是坐北朝南)。这样在夏季时.空气的流动可以减少室内的闷热感,节省空调的使用时间次数;冬季时,太阳光照射进室内.给室内带来温热的感觉.也可以减少空调暖气的使用 根据空气流动性设计建筑物之间的间距.使空气的流动性加大.给建筑带来最佳的自然通风效果。在规划设计上,应该从整体节能上考虑
2.2单体的节能设计
单体的设计应该从建筑朝向、建筑体型和空间设计上考虑错误的建筑位置朝向会增大夏季的制冷负荷.而冬季则会降低制热负荷。朝向选择应该根据地理位置、地理环境、当地气象条件和建筑面积等全面进行考虑.以节约土地使用率为前提.达到最大的节能效果。虽然整体上我国建筑朝向为南北方面,但有的因地理位置等各方面的因素影响,建筑朝向并不是南北方向。所以在实际设计中.应该因地制宜
在进行建筑形体大小形状设计时.应该根据空调能耗大小进行设计,根据周围环境的因素,合理设计建筑空间的大小。对建筑形体形状的设计,也应该考虑周围空气流向的变化.对建筑的凹凸面进行合理设计.避免建筑体型变化过多。影响建筑的整体性能。在设计时。根据整体因素对建筑的高低、长宽以及内部空间大小进行合理设计,达到整体节能效果
对建筑进行单体设计时,在考虑使用功能前提下,根据采光效果、通风效果.对建筑的单体空间进行合理设计 平面设计是对空气流动性进行设计.达到最佳的建筑通风效果:剖面设计指的是在大进深的建筑物中部设计若干个垂直贯穿建筑的空间.此空间不仅要高于建筑物屋面.还要设置相应的出风口
2.3建筑各部位的节能构造设计及选用建筑节能材料
在建筑的整体设计完善以后.就要对建筑的基本组成部位进行设计,主要包括为:屋顶、楼板、门窗等主要部分,充分利用周围自然环境.在设计时.达到最大的改善室内气候效果.减少其他制冷和制热的设备使用率。
在建筑材料选用上.首先必须考虑的是环保性.保证建筑材料对人体的安全性:其次应该考虑经济型.争取最小的经济投入得到最大的经济效益:最后考虑的就是节能型.考虑选用的建筑材料其节能性和节能效果。一些施工企业为达到最大利润.在选用建筑材料商.选用最垃圾的建筑用材,从而建筑的安全性、经济性、环保性和节能性都达不到最大的效果 随着科技的发展.大量高科技的新型高效材料被研制生产出来并成功被使用.且材料的整体性也较为理想 在阴雨天气较多的环境,应该使用防水性比较好的材料:在比较寒冷的北方,应该使用保温性较好的材料:在较为炎热的地方.应该使用隔热性较好的材料 所以.根据不同的环境、不同的地理环境,选用理想的建筑材料,以达到最大的效果。
3、结束语
在资源越来越紧缺的环境下.节能已经势在必行.节能方面主要表现在人们的方方面面上.就拿日常的衣食住行来说:吃的方面不可以浪费粮食.并保证食品安全性.加大对食品加工的监察力度:穿着上说减少小作坊、小工厂的出现.因为其制作的衣服,质量达不到,衣服经不住穿.严重浪费资源:出门行路上可以走路、骑车或是坐公交,减少私家车的出行率.这样减少了汽油资源的使用.也保护了空气环境的清新:而对于建筑方面,应该在规划设计、建筑材料上进行节能设计 建筑节能是一项长期艰巨性的任务.我国的建筑设计师应该不断研究不同的设计方案.以达到最节能的设计方案;在选用材料上,应该选用节能材料,并且还要考虑环保性、经济型等因素,以达到最大的节能环保性。
参考文献
[1]邓爱英.浅谈建筑节能与建筑规划设计[J].山西建筑,2011(3).
[2]耿前欣.试论建筑节能与建筑规划设计[J].城市建设理论研究(电子版),2012(8).