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2.1住宅建筑的节能设计我国建筑行业实现节能设计是以降低冬天和夏天的热量损耗的途径实现的,通过建筑物面积的变化以及建筑结构不同采取保温措施,同时门窗要强化气密性。建筑节能设计,有很大一部分是利用太阳光热来获取能量,减少供暖设备的能量消耗,还有就是房屋通风设计,尽量以自然通风为主,减少空调的使用。在进行住宅节能设计时:①要考虑房屋的位置和朝向,如果想要利用自然光线,方位最好朝南,以便充分的利用光线;窗户的位置也要进行科学的计算,以便自然风的流入。②在选择保温材料时,可以选用加气混凝土块和聚苯乙烯板材,或是硬质聚氨酯防水保温等高质量的材料,这些材料在保证质量的前提下,还具有防水、保温的功能,但是在选用材料的时候,还是要因地制宜,切不可盲目的进行使用,导致建筑质量受到影响。2.2关于门窗屋顶的节能。在建筑节能设计中,门窗的设计很关键,门窗设计的大小、位置、朝向都会影响到房屋节能的效果,作为设计者,要进行全面的分析考虑,经过科学的计算在设计。现在新型建筑多数采用加层玻璃,加层玻璃的优点具有较强的气密性、保温性而且还隔声、隔热,可以将太阳能利用率达到最佳化。设计窗户的透明度,透明度好可以光线更好的照射进室内,在设计中,应利用窗户的透明度,将更多的阳光引入室内,但是窗户本身的保温能力比较差,热量不会持续很久,随着科学技术不断的发展,窗户玻璃的节能材料不断的更新,使窗户的保温效果更好。与窗户节能保温设计不一样,屋顶的节能设计是要隔热,减少太阳光的直射,我们可以采取通风屋面、蓄水屋面、屋顶应采取架空屋面等方式,有些建筑在楼顶种植植物,不仅美观而且满足了节能设计的要求。2.3墙体节能。我国建筑的墙体材料主要是黏土砖,只要增加砖体的厚度就能起到保温隔热的效果,但大量使用黏土砖会破坏土地环境,造成资源浪费,为了落实节能设计的理念,新型的复合墙体和空心砖墙技术得到广泛应用。复合墙体是目前建筑施工中最常使用的技术,它用砖或钢筋混凝土做承重墙,同时复合使用隔热材料,从而增加了墙体的保温隔热性,所使用的绝热材料主要有矿棉、岩棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。一是将隔热材料使用在外墙内侧,实现内保温,这种方法操作简单,很多工程施工都在使用这一方法。二是中间保温,将隔热材料放在外墙外侧与内侧中间,只要填充完善就能起到保温隔热的效果,但是要避免内部空气对流。三是将隔热材料放在墙外侧,做好墙体的外保温,唯一的要求就是外保温材料质量一定要好,要经得住风吹日晒的。建筑墙体的厚度和朝向也决定着太阳能热量吸收的多少,特别是南面墙冬季吸热较多,因此不如将增加的保温材料集中设置于北墙或东西墙,既减少费用也提高材料的运用效率,这样的施工也是好操作的。2.4绿化环境的布置。植物在建筑设计中的作用,不仅是装饰,更重要的通过种植绿色植物,可以改善室内外的温度环境,绿色植物就像“天然的空调”,在夏天的时候,可以明显的对室外温度起到调节作用,因此,在进行节能设计中,一定要合理的进行绿色植物的设计,可以种植大型树木或是乔木,不仅有利于我们的居住生活,也达到了节能设计的要求。
二、结论
新时期建筑行业取得了非常大的发展,建筑行业是一个能耗大的行业,要想长久的发展,必然要顺应时代的发展趋势进行革新,节能环保是当今社会发展的一个思想,由此建筑行业开尝试实践节能设计,虽然节能设计仍然是在探索的路上,但是未来建筑节能设计一定会取得不错的成绩,当下作为一名设计者,要紧随社会发展的步伐,将节能环保的意识深入到设计的点滴,借鉴他国优秀的设计经验,通过不断的探索研究,发展适合我国国情的建筑节能设计,为建筑行业的不断提升发展而奋发。
作者:田野 单位:大连市建筑工程质量检测中心有限公司
【关键词】住宅建筑;环境规划;围护结构;能源利用;屋顶节能
近年来,随着我国建筑数量的日益增多,建筑的能源消耗量增大,能源问题也变得日益严重,已制约国家经济建设和社会的发展的需要,因此,如何节约建筑能源成为人们首要关注的焦点。对目前来说,我国建筑耗能居于世界之首,而住宅建筑与人们的生活密切相关,如果在住宅建筑节能设计能降低能耗,促进能源节约和合理利用,实现城市建设的可持续发展目标。
1 实施住宅建筑节能设计的必要性
随着我国城镇化进程的加快,住宅建筑的建设规模日益增大,建筑能耗量也随着不断增加,在整个商品能耗中占有很大的比例。而自从我国改革开放以来,在市场经济体制的影响下,国内的经济发展的速度越来越快,人们生活质量也日益提高,而人们在对建筑的使用当中,通常存在着很大的能源消耗。过去,一些住宅建筑产品由于过于强调低造价的建筑造价,从而在建筑热工和节能等方面缺乏完善的国家标准规范,结果造成住宅建筑围护结构在设计上的不合理,住宅能耗量较高,从中给建筑的使用功能和居住的舒适度造成了很大的影响。因此,实施住宅建筑节能设计具有明显的意义。
2 住宅建筑节能设计的关键点分析
2.1 建筑环境规划
(1)合理选择住宅朝向。合理的住宅朝向应当具有充足的阳光,而且拥有良好的通风环境,是打造节能的室外居住环境的基础。根据我国地理位置分析,大部分地区处于温带,因此经常会受到季风的影响。为此,在进行住宅建筑朝向选择时,需要选择南偏东、南偏西的走向,这种朝向在冬季时有温暖的阳光,在夏季时有舒畅的空气,这样可以达到节能减排的目的。
(2)加强绿化规划。良好的住宅绿化可以达到调节气候、增加湿度和美化环境的作用。因此,在住宅建筑设计中,需要合理栽种绿色树种,以达到节能减排的效果。但要引起注意的是,在进行住宅区内树种选择时,需要根据当地的气候、土壤和湿热条件进行选择,切记不要盲目栽种一些名贵树种和观赏花卉,要以保护环境绿化为目的。
2.2 结构节能
(1)主墙体节能。目前,人们对实心砖墙的应用越来越少,而更注重轻质保温墙体的使用。轻质保温墙体主要包括内保温墙、中间层保温墙和外保温墙,内保温墙是在外墙的内测复合绝热材料;中间层保温墙是在外墙和内墙之间设置保温材料;而外保温墙是在承重墙的外层粘合保温材料,这种保温方式对恶劣的天气和温度变化有一定的抵抗作用,目前在北方应用较多。
(2)门窗节能。导热是决定门窗节能的关键因素,据不完全统计,单层玻璃窗的能耗量在整个建筑材料保暖能耗中占有很大的比重。因此,在建筑节能设计过程,中要合理安排需要严格控制好门窗的比例及合理设置门窗的位置。例如,在建筑东西墙面避免采用较大的窗口,同时处理好高度平衡的光线和温度的关系。
2.3 建筑光条件设计
在住宅建筑设计中,设计人员应按照业主的要求和结合当地的环境特点,从良好的采光和遮阳方面采取节能措施。具体主要从以下几方面入手:
(1)遵从因地制宜原则。不同地区有不同的地理纬度和气候,而且建筑的遮阳时间也不一样。南方地区由于夏热冬冷,因此需要采取保温与夏季遮阳措施,并遵从冬季阳光不能受到夏季遮阳遮挡的原则。
(2)平面布局要合理。在建筑平面布局过程中,为减少夏季强烈阳光辐射的影响,在建筑建筑房间设置时,尽量不能设置于东西向。在总体布局时,应采用建筑之间相互遮挡的设计方法,以减少遮阳配件的使用。
2.4 合理开发和利用能源
(1)节约常规能源。建筑住宅的能耗不仅包括水电、热能和燃气的能耗,而且包括居住和使用中所产生的能耗,因此,在设计中需要采用能耗减排的措施,以节约常规能源。第一,在用电上,需要合理规划建筑的电气系统,以降低配电系统的线损和能损,提升用电效率。第二,在供暖方面,要采取集中供暖、供热方式,这样有利于降低额外的能源消耗,同时合理设计供暖管道线路,合理地利用热量,以达到节约能源的目的。
(2)合理利用新能源。太阳能和风能作为一种能源节约中的新型能源,目前受到人们的广泛关注。近年来,随着我国能源消耗量越来越大,能源供应较为紧张,而太阳能的利用能够有效缓解能源紧张的局面,有利于提高人们的生产和生活质量。目前广泛使用太阳能热水器、太阳能电池等,同时,要将太阳能与供电和供暖结合起来,从最大限度地实现建筑节能。
3 实例分析
3.1 工程概况
某住宅小区,总建筑面积11万平方米,地下一共有3层,建筑面积为1万平方米,项目主要由8栋小高层、6栋多层和12栋高层住宅组成,建筑面积为10万m2,建筑高度不能超过40m,容积率为1.0。
3.2 节能设计要点分析
该建筑项目在节能设计上主要采取了屋面、外墙和外窗的节能措施,以满足建筑节能设计的要求,而在能源利用方面,使用了太阳能光热和地热资源,节能设计效果较明显。下面主要从建筑通风、隔热、遮阳以及太阳能利用方面提出以下几个方面的节能措施。
3.2.1建筑通风
结合本项目风速高的气候特点,决定采用自然通风措施,并与分体式空调进行配合,以最大程度的实现节能效果,这也体现了南方地区建筑自然通风的优势。另外,由于本项目所处地区的风力等级较高,因此给门窗开启带来了难度,不能满足开窗通风的要求,因此选用了门窗通风器以改善室内通风效果。
3.2.2 隔热涂料应用
隔热涂料主要作用是通过太阳辐射的反射作用,将太阳阻挡在室外,以降低夏季房间的空调负荷。与普通涂料不同的是,隔热涂料太阳光反射远远大于普通涂料,最高的反射率达到80%。夏季水平面太阳辐射强度为1131W/m2,而垂直面太阳总辐射强度为613W/m2,因此,通过隔热涂料的选用,在夏季时可以大大降低空调负荷。
3.2.3 建筑遮阳
活动遮阳是夏季用来阻挡太阳光进人室内的构件,而在冬季时要打开遮阳装置,让太阳辐射到室内。本项目中,由于小高层楼层风力较大,如果选用遮阳卷帘,当窗户开启后,由于风压的作用,卷帘扇动幅度较大,因此存在一些安全隐患。因此,笔者认为,可以选用中置百叶式铝合金窗作为遮阳措施。这种窗具有操作方便、抗风压强、夏季隔热和冬季可以受到太阳辐射等优点。
3.2.4 太阳能和空气源热泵系统的利用
本项目通过采用太阳能热水系统和空气源热泵系统,其节能效果较为明显。太阳能热水系统主要是通过太阳能集热器,吸收太阳辐射,而加热循环水。而空气源热泵热水系统主要是通过热泵机组从空气中取热,并进行压缩以提高取热热量。太阳能和空气源热泵系统作为建筑的辅助热源,可以联合制取热水。
4 结束语
总之,在住宅建筑节能设计中,不仅要考虑到居住环境的舒适度,确保建筑环境质量。而且要从住宅建筑整体布局,绿化节能设计,建筑结构、门窗及过渡空间等方面实施节能措施,以达到节能降耗的目的。
【参考文献】
关键词:建筑住宅;能耗;节能设计;技术性措施;优化设计
前言
随着我国建筑业的快速发展,在建筑使用的过程中产生了大量的能源消耗,其中有很大一部分是由于建筑设计与施工不合理导致的,在设计和施工的过程中,没有充分的考虑到节能技术,致使造成了大量能源的浪费。为了减少能源消耗,我国相关部门鼓励建筑业推广节能技术,加大技术创新的研究力度,为创造节约型社会奠定坚实的基础。建筑工程的施工会消耗大量的能源,所以在材料的选择方面尽量使用绿色无污染材料,在施工的过程中,要严格按照施工规范执行,提高建筑施工质量,在保暖和热阻方面提高技术参数,并且保证在后期运行时能源消耗低。虽然节能技术的应用可以达到节能降耗的效果,但是在实际操作时还是会遇到一些困难,需要设计师不断的提高设计水平,提高建筑节能效果。
1 建筑节能的重要性
近些年来,我国的建筑业得到了快速的发展,有效地促进了经济建设的进步,但同时也消耗了大量的能源。因为建筑施工需要大量的原材料,这些原材料的使用会对生态环境造成很大的影响。在建筑投入使用后,为了保证居住的舒适性,要保证通风、取暖、供热等各项功能的正常运行,而在使用的过程中,由于设计的不够合理,会消耗掉大量的能量,造成能源的浪费。这些浪费现象不仅提高了建筑的运行成本,同时对环境造成了很大的污染,不利于人们的生存。所以在资源紧张,环境污染严重的形势下,我国提出了住宅建筑节能设计的理念,在住宅建筑设计的过程中,就要充分地考虑到建筑材料的选择,对其成本以及后期的使用价值两个方面考虑,对于建筑使用过程中功能的发挥也要体现出科学合理的特点,在降低运行成本的基础上,减少污染物的排放,降低对环境造成的污染。住宅建筑节能设计是我国建筑业发展的必然趋势,也是响应我国低碳节能政策的主要途径,对于我国建筑业实现可持续性发展具有重要的意义。
2 影响建筑节能的因素分析
在建筑节能设计中,存在众多的影响因素,影响到住宅建筑的节能效果。建筑的节能设计与开发商的利益有着直接的关系,所以在设计的影响因素中,一次性投资的影响程度占据了很大的比例。在现阶段的住宅建筑节能设计中,设计单位将主要精力都放在了短期利益上,而没有重视到建筑的长远利益,如此就导致了虽然建筑的一次性投资较少,但是在长期使用的过程中会造成大量能源的消耗,无法体现出建筑节能理念。
在建筑的节能设计中,屋面的保温材料、窗户的气密性、外墙的保温等都是节能设计的重点部位,而在实际执行的过程中,由于质量监督工作不到位,导致施工材料的质量达不到规范的标准要求,没有按照规范的施工程序操作等原因,节能效果不明显,所以影响到建筑的整体节能性。其中,外门窗是整个建筑节能设计中的薄弱环节,因为门窗的能耗占据整个建筑的一半以上,有些设计师为了追求外在的美观性,而忽略了实质的功能性,所以导致住宅建筑的节能性不高。
3 建筑节能的基本要求及技术性措施
根据我国最新版《民用建筑节能设计标准》,建筑节能设计的主要目的是在保证建筑物使用功能和室内热环境质量条件下,将采暖能耗控制在规定水平。为了达到建筑节能设计的基本要求,在设计中应采用如下技术性措施。
3.1 优化建筑规划设计
在建筑规划阶段,要慎重考虑建筑物的间距、朝向、体量、体型、绿化配置等因素对节能的影响,改善室内热环境。在建筑的平面布局方面,朝向选择十分重要,夏季应尽量减少太阳直射室内及外墙面,应有良好的通风;而冬季则应有适量的阳光射入室内,避免冷风吹袭。
可见,从节能和热环境考虑,建筑物以南北向或接近南北向为好,而应该避免东西向。如某些方位住宅不能为南北向,则至少应保证主要房间设在冬季朝阳或背风的部位,减少围护结构的散热量。同时,注意建筑间距与节能的关系,使建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中不因其他建筑的遮挡而减少。
3.2 提高围护结构节能的科技含量
3.2.1 窗户节能
窗户为薄壁的轻质构体,是耗热的薄弱环节。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物夏季降温或冬季保温能耗的50%以上。在节能设计中不同朝向的墙窗比不同,在高能耗墙面(东西面)应避免开大窗,且应提高窗户的遮阳性能。同时,要根据制冷采暖费用和空调设备价格的综合比较去确定合适的玻璃品种,从导热性和隔热性两个方面去综合比选。新型节能型铝塑共挤门窗的出现,及《铝塑共挤节能门窗》(11CJ27)国家建筑标准设计图集的实行,也为建筑的节能提供了更多的选择。
3.2.2 墙体节能
我国长期以实心黏土砖为主要的墙体材料,用增加砌筑厚度来满足保温要求,这对能源和土地资源是一种严重浪费,因而在节能的前提下,应进一步推广复合墙体和空心砖墙技术。
复合墙体的应用越来越广泛。其主要原理为:用砖或钢筋混凝土做承重墙,并与绝热材料复合达到增加墙体的保温隔热性能,绝热材料主要有矿棉、岩棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。目前复合墙有三种做法:(1)内保温,将绝热材料复合在外墙内侧。此方法施工简易,目前应用广泛。(2)中间保温,即将绝热材料设在外墙与内墙中间,可取得良好的保温性,但要填充密实,避免内部空气对流。(3)外保温,将绝热材料复合在承重墙外侧,此方法热稳定性好,居住较舒适,但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的侵袭,对外保温材料的耐久性提出了很高的要求。
外墙围护结构是建筑热工设计中重要的部位,是建筑能耗的主要门户,在空调居住建筑中,外墙能耗约占总能耗的20%左右,外墙的节能率占总节能率的比例也比较大,改变外墙的传热系数和太阳辐射吸收系数P,可以节能15%左右。
3.2.3 屋顶节能
屋面节能的主要措施为:(1)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。(2)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。
4 结束语
住宅建筑节能设计是我国建筑业发展的必然趋势,在面对能源紧张以及环境污染严重的形势下,需要提高建筑的节能设计水平。在建筑业快速发展的背景下,对于建筑的节能设计应该不断的创新,学习国内外先进的设计理念,善于使用新材料、新技术,改善建筑的使用功能,降低能耗,为建筑业的发展创造有利的条件。
参考文献
[1]杨雪玲.住宅建筑节能设计的可控性[J].新型建筑材料,2003.
关键字:城市住宅建筑;节能设计;优化方案
中图分类号: TU201.5 文献标识码: A 文章编号:
人类社会的进步和国家经济的发展,是以能源消耗为代价的。随着传统经济的增长和人类的能源消耗,造成了人类居住环境的恶化和自然资源的枯竭,这已经严重威胁到了人类的生存。能源短缺的问题造就成为了制约现阶段我国社会经济不断发展的一个瓶颈,在国家的全部能耗当中,建筑行业能耗占的比重相当大。因此,降低建筑能耗、提高能源使用率,已经成为了当务之急。
一、城市住宅建筑节能设计的必要性
我国正处在城市化建设的高峰时期,民用建筑的总面积已经达到了400多亿平方米。与西方国家相比较,在建筑能耗方面,我国约是他们的3倍左右,而且在资源的利用效率上也远远落后于其他国家。能源和资源紧缺,已经成为制约我国经济发展和社会进步以及人民生活水平提高的重要原因。在这种大环境的要求下,城市住宅节能已经成为了节能效果最有效、最大的方式,这对于缓解我国的资源和能源紧张有着十分重要的意义,对于促进我国经济的快速发展和社会的稳定、和谐发展有着深远的意义。因此,住宅建筑节能是摆在所有人面前的一项紧迫而重要的任务。
二、影响城市住宅建筑节能的主要因素
住宅建筑的能耗方面,供暖能耗占得比重最大,大约可以占到总能耗的百分之四十到百分之六十左右。因此,降低供暖能耗是城市建筑节能的重要环节。现阶段,降低城市住宅供暖能耗的措施,一方面是大力提高供暖设施的利用效率;二是增强住宅建筑的隔热保温能力,有效的降低热量损失。这些都需要通过节能设计来进行。现阶段,人居环境和节能设计同样受到人们的关注。
但是,开发商的利益直接与建筑设计成果相关联,他们主要强调的是降低整个建筑物的造价,最大限度的获取经济利益。这样就会导致大量不合格的商品流入建筑领域。比如说,屋面的保温材料选取“以次充好”,私自减小保温层的厚度,取消外墙保温等等,这就使得住宅设计在多方面、多层次存在着许多矛盾,导致建筑节能的效果达不到设计阶段的要求,无形之中增加了成品住宅的取暖能耗。由于多种自然增加和人为增加的能耗,没有在供暖设计中考虑全面,导致了住宅建筑的内热舒适度降低。只能在后期加大锅炉容量或增加室内暖气,加大了建筑能耗。由于人们对于建筑住宅能耗的长期效益和一次性投资效益之间没有正确、合理的认识,结果导致了一次性投资的控制,然而造成了长期的资源耗费,增加了长期的金钱投入。
三、现代城市住宅建筑节能的技术性措施和基本要求
1、城市住宅建筑设计阶段的优化
在进行城市住宅的设计规划过程中,要全面、慎重的、多方位的考虑到建筑物的体型、体量、朝向、绿化配置、间距等多方面的因素对于节能的影响和作用,从而改善室内的环境。在住宅建筑的布局上,朝向的选择十分关键。在夏季要尽量降低太阳直射外墙面和室内,而且要有良好的通风条件。在冬季要保证阳光照射室内,同时避免寒风吹袭。因此,在热环境和节能方面考虑,住宅建筑要以“南北方向”或者是接近“南北方向”最佳,应该避免位于东西方向。如果限于某些因素的影响,建筑住宅不能设成南北方面,那至少要保证住房间位于背风或者冬季朝阳的位置,从而减少一定的散热量。与此同时,还要注意节能与间距之间的关系,最好保证住宅建筑南墙太阳照射,在冬季不能被其他的建筑物遮挡。
2、大力提高围护结构的科技含量
住宅建筑的能耗主要是由于围护结构热传导和冷风渗透两方面的原因造成的。经过大量的实验证明,维护结构的能耗量占整个建筑热耗的大约三分之一以上。由此看来,如果提高围护结构的隔热保温性能,那么就可以减少冬季有室内流入室外和热量和夏季由室外导入室内的热量,进一步的降低住宅建筑的能源消耗。
首先,窗户节能。轻质、薄壁构体的窗户,是热能消耗的薄弱环节。一般来说,普通的单层玻璃窗户的损失能量大约可以占到整个住宅建筑冬季保温能耗和夏季降温耗能的百分之五十以上。节能设计的过程中,不同朝向的窗墙比例也有所不同,比如说,在东西面(高能耗墙面)要避免设计大窗,而且还要提高窗户遮阳的性能。与此同时,还要依据空调设备价格和制冷采暖费用的综合考虑,确定适当的玻璃种类,从隔热性和导热性两方面去综合考虑。
其次,墙体节能。使用节能型、环保型的建筑材料,通过复合墙体和新型墙体材料的有效运用,降低维护结构的导热、传热,进而降低主要设备设施的容量,从而达到有效的节能目的。在进行可行性、经济型分析的基础上,在墙体的内侧、外侧进行隔热新材料的填充。如果是垂直的墙面,也可以采用挑檐、阳台、外廓等遮阳设施以及植物绿化、反射幕墙、浅色墙面等。
再次,房顶节能。一方面,屋面保温层不要采用吸水率比较大的材料防止在屋面湿作业的时候,保温层吸收大量的水分,影响到保温的效果。如果选用吸水率比较高的材料,要在屋面上设置好排气孔,将保温层中的水分排除。另一方面,屋面的保温层,不能选用导热系数较高、密度较大的保温材料,防止屋面厚度和重量过大。
结语:
综上所述,本文针对城市住宅建筑节能设计的重要性和必要性,以及影响城市住宅建筑节能的主要因素开始入手分析,从城市住宅建筑设计阶段的优化和大力提高围护结构的科技含量这两个方面,详细论述了现代城市住宅建筑节能的技术性措施和基本要求。
参考文献:
[1]. 乇焱,夏热冬冷地区住宅节能优化设计 [J]. 南京:东南大学,2007(11)
[2]. 刘琦,王德华,建筑日照设计 [J]. 北京:中国水利水电出版社,2008(02)
[3]. 宋德管,高层建筑节能设计方法 [J].时代建筑,2009(05)
[4]. 姜春明,住宅建筑设计的节能措施探讨 [J]. 中国新技术新产品,2010 (18) .
【关键词】现代住宅 建筑设计 节能
1、引言
在我国,建筑能耗占总能耗的27%以上,每年还在以1个百分点的速度增加,而现代住宅建筑数量非常庞大,从节能设计的角度有效控制其能量的消耗,节约使用能源,成为设计工作的重要环节。采用改善建筑围护结构保温和隔热性能,提高采暖、空调、通风设备及系统的能效,充分利用自然通风、余热回收、太阳能资源等措施,在保证相同的室内环境舒适参数的条件下,有效降低供热、通风、空调的消耗量,是节能的有效方法。因此,现代住宅建筑的节能设计应从建筑平面布置及体型系数、墙体等护结构、外门窗构造、太阳能利用等方面采取合适、合理的设计构造措施,做到既保证室内环境舒适,又最大限度控制能量流失,从而确保实现建筑物的使用要求和节能效果。
2 、建筑物的平面布置及体形系数应满足节能需要
在住宅建筑设计方面,建筑群的布置和建筑物的平面设计合理与否,对冬季获得太阳辐射热和夏季通风降温是十分重要的,比如建筑物的主体朝向,如果由南北改为东西向,耗热量指标约增大5%,空调能耗或外遮阳成本将增大更多。另外建筑体形系数也是建筑热工特性的一个重要指标,很多文献中提到,体形系数每增大0.01,能耗指标约增加2.5%。图1及图2分别显示了两种典型的住宅平面形式,图1是明厨暗厕式住宅平面,图2是明厨明厕式住宅平面,在相同建筑面积的情况下, 图2建筑的体形系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)较图1高0.032,很明显从体形系数方面图1型式的建筑平面优于图2。因此,在满足建筑诸多功能要素的条件下,应尽量减少建筑体形的凹凸或错落,降低建筑物体形系数。
图1 明厨暗厕式住宅平面示意图
图2 明厨明厕式住宅平面示意
3、住宅建筑墙体结构节能措施
3.1采用节能的新型墙体材料
建筑墙体是护结构的主体,因此其应用的材料保温性能直接影响到建筑的耗热量。我国多以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定,传热系数不应超过1.5W/(m2 ・K),而常用的内外抹灰砖墙传统结构的住宅,传热系数都大于上述节能标准数值,因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体等新型墙体技术。尽量减少外墙的传热系数,增加外墙的保温隔热性能。目前,我省的建筑节能保温系统主要是膨胀聚苯板薄抹灰、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统。节能材料主要是膨胀聚苯板和胶粉聚苯颗粒保温砂浆。
3.2墙体保温节能方法效果对比分析
目前,在建筑工程中常用的外墙保温主要有:内保温、外保温、内外混合保温等方法。
外墙内保温就是外墙的内侧使用聚苯板、保温砂浆等材料,从而使建筑达到保温节能的作用。外墙内保温一个明显的缺陷就是:结构冷热桥的存在是局部温差过大导致产生结露现象。由于内保温保护的位置仅仅在建筑的内墙及梁内侧,内墙及板对应的外墙部分的不到保温材料的保护,因此,在此部分形成冷(热)桥,冬天室内的墙体温度与室内墙角(保温墙体与不保温板交角处)温度差约在10℃左右,与室内的温度差可达到15℃ 以上,一旦室内的湿度条件适合,在此处即可形成结露现象。而结露水的浸渍或冻融及易造成保温隔热墙面发霉、开裂。
内外混合保温是在设计与施工中,外保温施工操作方便的部位采用外保温,外保温施工操作不方便的部位作内保温,从而实现对建筑保温节能的施工方法。混合保温可以提高施工速度,对外墙内保温不能保护到的内墙、板同外墙交接处的冷(热)桥部分进行有效的保护,从而使建筑处于保温中。然而,混合保温对建筑结构却存在着严重的损害。外保温做法部位使建筑物的结构墙体主要受室内温度的影响,温度变化相对较小,因而墙体处于相对稳定的温度场内,产生的温差变形应力也相对较小;内保温做法部位使建筑物的结构墙体主要受室内环境温度的影响,室外温度波动较大,因而墙体处于相对不稳定的温度场内,产生的温差变形应力相对较大。局部外保温、局部内保温混合使用的保温方式,使整个建筑物外墙主体的不同部位产生不同的形变速度和形变尺寸,建筑结构处于更加不稳定的环境中,经年温差结构形变产生裂缝,从而缩短整个建筑的寿命。保温节能措施中采用内外保温混合使用的做法是不合理的,比作内保温的危害更大。
外墙外保温则是将保温隔热体系置于外墙外侧,使建筑达到保温节能的目的。由于外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,对结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷(热)桥,有利于结构寿命的延长,应作为外墙保温的首选。
4、外门窗节能措施
建筑物耗热量是由围护结构传热耗热量及门窗空气渗透耗热量两部分组成,通过本地区多层住宅试验分析,其中围护结构传热耗热量约占总量的73%~77%,空气渗透耗热量占23%~27%,由此可以看出护结构是节能设计中的主体,而在传热耗热量所占的份额中,外墙约占23%~34%; 窗户约占23%~25%;楼梯间隔墙约占6%~11%;屋顶约占7%~8%:阳台门下部约占2%~3%: 户门约占2%~3%:地面约占2%;将窗的传热耗热量与其空气渗透耗热量相加,约占全部建筑耗热量的50%,由此得出的结论是一栋好的节能建筑,采用保温性能及密封性能优异的门窗是至关重要的。根据国内外的相关数据表明,窗户面积每增大10%,则相当于整体护保温系统K值降低0.08W2 /(m ・k),因此在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,应尽可能减少住宅外门窗洞口的面积,以减少能量的损失。同时,选择适宜的门窗材料及构造设计也是其保温性能及密封性能的良好保证。
5、屋面节能措施
在建筑工程中不断改进外墙、外窗的保温性能后,还需要进一步加强屋面保温隔热的研究。建筑屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度大、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,屋面上应设置排水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。此外,屋顶绿化已成为许多现代城市住宅的节能选择,既美化了屋顶,又能起到良好的节能效果,有利于节能减排,符合低碳要求。
6、其它节能降耗措施
6.1降低夏季空调能耗
夏季室内外温差较小,根据人们在非寒冷季节通风换气的生活习惯,窗的开启面积要适当,保证卫生需求,应不低于1.0次/h。当室外温度低于室内温度时,应该主要依靠通风换气排除室内产热能和进人的太阳辐射热。试验表明,增大通风换气次数对降低夏季空调能耗效果明显,而且达到1.0次/h通风换气并不困难,只要建筑平面布局合理,窗的开启面积适当,是完全可以满足的。
6.2充分利用太阳能资源
太阳能作为一种天然的洁净能源,也是住宅建筑设计上广泛推广的节能设计之一。从近年来的能源使用和发展情况来看,煤、电、油的供应紧张已经不容忽视,太阳能应该由补充能源向“代替能源” 发展。特别是太阳能热水器经过20年的发展,产品的生产研发技术日趋成熟,越来越受到消费者的青睐。另外,从使用效果和居卫的淋浴费用和投资回收周期来看,太阳能热水器也具有较大的成本优势。然而由于各方面原因,目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主,存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。要解决这些问题就必须将太阳能利用装置纳人到建筑设计规范当中,在设计时将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中,预留太阳能设置位置,特别是在厨房、卫生间内要综合太阳能热水器管道系统。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用,就可以大大节省常规能源,这是建筑节能的一个重要发展方向。
7、结语
关键词:住宅;建筑设计;节能设计
Abstract: With the development of China's economy and building energy consumption problem is outstanding day by day. Reduce building energy consumption, energy conservation, improve energy efficiency has become the building designers concern. According to the design experiences, energy-saving design of residential study.
Key words: housing; architectural design; energy-saving design
中图分类号:S210.4文献标识码:A文章编号:
1建筑节能的重要性
目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能,而我国的能源问题更加严重。
我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量低、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿t;③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。
随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑, 且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。
2节能住宅的概念
随着能源危机的出现,越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材,最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间,降低建筑物的运行能耗。
北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体,建造的高舒适度、低能耗住宅,达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为子系统:(1)混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯(PB)盘管预埋在钢筋混凝土中,夏季管中送20℃、冬季送28℃的水,能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。(2)健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内,无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。(3)外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式,能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面,干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层,可以保持保温板的干燥。(4)外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。(5)屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理,保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。(6)防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统,防止来自室外、楼上、下水道的噪音。(7)垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。(8)水处理系统。小区设中水处理系统,将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。
3建筑外墙的节能设计
墙体的耗热量要占建筑采暖热耗的30%以上。因此,改善墙体的传热耗热量将明显提高建筑的节能效果。其措施有:
3.1改善砌体的保温隔热性能
在材料选择时,采用新型节能砖,如多孔黏土空心砖、加气混凝土砌块、混凝土空心砌块等类型的材料,使其集承重和保温隔热于一体;也可利用当地出产的浮石、火山渣及其他轻骨料或工业废料生产多排孔轻质砌块,用保温砂浆砌筑,有节能、节地效果。
3.2对墙体采取保温隔热措施
即采用外墙外保温技术和外墙内保温技术,构成复合墙体。目前,外墙外保温技术应用比较广,它不但解决了外墙热桥的问题,而且具有增加室内使用面积,方便室内二次装修等优点,目前使用较成熟的几种外墙外保温方案有:外贴聚苯板保温、外贴硬质聚氨酯泡沫保温、胶粉聚苯颗粒保温浆料、夹心聚苯板外墙保温、钢丝网架岩棉夹心板外复合保温等。外墙内保温有饰面聚苯板内保温复合外墙和纸面石膏板内保温复合外墙。
3.3寒冷地区住宅室内沿外墙周边地面的保温设计
沿外墙周边的室内地坪和其以下的外墙如不采用保温措施,其外墙的内侧墙面以及墙角在冬季易出现结露,从而使得地面的热传导损失增加,甚至地坪被破坏,影响正常的使用。因此,在实际工程中可采用以下措施:一是沿外墙周边的室内地面垫层以下设置一定厚度的松散状或条板状、且有一定抗压强度、吸湿性小的保温材料,如0.5m厚炉渣等;二是对外墙室内地坪以下的墙体在内侧或外侧加50~70 mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板,从而保证住宅室内的热稳定性和控制寒冷地区采暖能耗。
4门窗的节能设计
门窗是薄壁轻质构件,通过门窗传热和其缝隙空气渗透的耗热量约占整个住宅建筑耗热量的50%,因此,外门窗是住宅建筑节能的重点。
4.1合理控制窗墙面积比
窗墙面积比是指住宅窗口面积与房间立面单元面积的比值。《民用建筑节能设计标准》对不同朝向的住宅窗墙比作了严格的规定,指出北向、东西向、南向的窗墙面积比分别不应超过0.25、0.3、0.35。因此,从地区、朝向和房间功能出发,应选择适宜的窗面积,同时应强调东西南北开窗有别,是通过减少北侧窗的面积来减少热量的损失。
4.2提高外门窗的气密性
提高外门窗的气密性,是减少室外冷热空气渗入室内的一个重要措施。如采用平开门窗和大块玻璃窗扇,以减少扇与框、扇与扇、扇与玻璃间的缝隙,并在缝隙中嵌入密封胶条;在门窗框与墙间的缝隙,用保温砂浆或泡沫塑料等材料来填充密封,使从门窗渗入的冷空气减少,提高气密性。
4.3使用新型材料,改善门窗的保温性能
采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗如塑钢门窗可大大提高其热工性能。同时还有特别注意玻璃的选材,单层玻璃本身的热阻很小,在寒冷地区可采用双层或三层玻璃。随着科技的飞速发展,目前已开发出一些新型的节能玻璃,如中空玻璃、吸热玻璃等,在造价允许的条件下应积极采用
5屋面节能设计
屋面作为护结构的一部分,它的保温隔热也是不可或缺的。我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层,也可采用架空型保温屋面或倒置式屋面等方式来达到提高屋面保温隔热性能的目的。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。
6 加强建筑节能设计方面的学习
6.1学习现有的节能技术
当前,很多建筑师不太懂节能技术,以及如何把节能技术应用到建筑当中。建筑师不能只是设计时套用标准图,更重要的是要明白节能原理,才能在设计中按照不同的工程、不同的部位,采取相应的节能措施,所以必须加强建筑节能方面的学习。
6.2学习建筑节能新“理念”
在推行节能理念同时,眼睛不仅要“向外看”,引进学习国外先进节能理念,而且要学会“向内看”,从传统建筑模式、风格中学习节能办法。强调 中国 节能建筑发展的民族性、地域性应该是设计师们的共同理念。
这种以房子包围院子的建筑方式,有效地减少了冷空气入侵,符合京津一带夏季炎热,冬季严寒的气候特点。吊脚楼为每扇四柱撑地,横梁对穿,上铺木板呈悬空阁楼,绕楼三面有悬空的走廊,廊沿装有木栏扶手,符合南方夏季炎热、湿度大、空气流通需求量高的特点。中国传统民居都是在与周边生态环境共存共生的条件下,各类功能利用与 自然 环境达到完备效果的典范,并且各自拥有独立的形态样式,可以成为当代建筑节能的借用范式,形成新的节能理念。
关键词:住宅建筑节能节能设计
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
前言
现在世界各国普遍存在能源短缺的问题,能源短缺对于我国经济的发展是一个根本性的制约因素,而建筑业又是一个能源消耗大户。随着生活水平的提高,我国建筑耗能将更加突出。根据发达国家经验,经济越发达,生活水平越高,民用能源消费越多。因此,建筑节能十分重要。
一、规划节能设计的可控性
住宅建筑规划节能设计应从建筑选址、布局、朝向、间距、风向、太阳辐射及建筑外部空间环境构成等方面进行深入研究。在整体布局方面,要充分结合当地的自然环境因素、气候特征、住宅的功能、居民的行为活动特点等。按照冬季能为居住小区阻挡西北风,而夏冬又能让季风东南风覆盖整个居住小区的要求,尽量封闭居住小区的西北向,合理选择封闭或半封闭周边式布局的开口方向和位置,使得居住小区的组合避风节能,以形成优化微气候的良好界面,建立气候防护单元。在外部空间环境方面,不应片面追求容积率,要确保居住小区绿化面积和相应楼间的间距,这样一方面可以形成良好的居住条件,使居民获得良好的心情和视觉感受。同时也改善了居住小区住宅的日照、通风条件,更有利于其微气候环境的形成,以减少室内热环境质量对设备的过分依赖。只有这样,才能真正体现出“以人为本”的住宅设计理念。
二、墙体节能设计的可控性
墙体是住宅保护结构的主体,我国长期以来以实心粘土砖为主要墙体材料,这对土地资源和燃煤都是严重的浪费。研究表明,空心砖外墙、加气混凝土外墙、内保温复合外墙、夹芯复合外墙既节约能源又能起到很好的保温作用。
1、烧结空心砖有较好的保温性能
空心砖(多孔砖)以烧结材料合理的交错组成坚强的骨架来保证其力学强度,同时又以孔洞中导热系数极小的空气来阻止热量的传递,成为二者兼顾的结合体。一般来说,砖的孔洞率越大,容重越轻,热桥越长,其隔热性能就越好。与用烧结普通实心砖建的住宅楼相比,多孔砖建的住宅楼冬暖夏凉且有较好的隔音性能。
2、加气混凝土外墙
加气混凝土产品有粉煤灰加气和砂加气两种,有砌块状、条板状(如AIC板),该类产品本身导热系数小,是建筑热工性能较好的一种新型墙体材料。使用时需采用专用砂浆抹面,外墙须做防水处理。江苏省大部分中心城市都有应用实例,主要推广应用于框架结构建筑填充墙,发展前景良好。
3、内保温复合外墙
构造特点与单一材料墙相比,构造组合合理,有较高的热绝缘系数,能较好地发挥保温材料的作用。在满足承重要求的前提下,砖墙可适当减薄。常用的复合保温材料一般是岩棉板、发泡聚苯板或玻璃棉毡。保温材料与砖墙或混凝土墙之间可设或不设空气间层,其做法在外墙内侧加木质或轻钢龙骨,内填保温材料,表面复合石膏板后再加涂饰面。
4、夹芯复合外墙
将墙体分为承重和保护部分,中间留有20mm~50mm空隙,内填无机松散或块状保温材料如炉渣、膨胀珍珠岩等,也可不填材料做成空气层。此种墙体保温性能明显上升,据测试:夹层厚度为20mm时,热绝缘系数约为0.16m2·K/W;30mm时,热绝缘系数约为0.17m2·K/W;但夹层厚度不宜过大,50mm以上时,热绝缘系数值则变成一个常数,而且承载能力会有所降低,在抗震设防地区不宜采用。也有的试验证明,内外墙体分别为120mm和240mm砖墙,中间为50mm~60mm空气层时,冬季室温比370mm厚砖墙提高3℃ 左右。
三、外门窗节能设计的可控性
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗约占住宅总能耗的2/3,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3。所以,在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。
1、控制住宅窗墙比
住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值。住宅窗口面积的确定应视住宅所处的地理纬度、当地的冬季日照率、居室的采光要求、住宅之间日照遮挡情况来确定。在满足上述条件下,应尽量减少门窗洞口面积。
2、改善住宅门窗的保温性能
(1)户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能。
(2)窗户最好采用塑钢窗,这样可以避免金属窗产生的冷桥。应按照规定,设置双玻或三玻窗,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅还可采用低辐射玻璃。对于双玻或三玻之间的静态空气层,其厚度宜控制在6mm~20mm之间,并且其密封一定要好,否则,经过不长时间的使用后,玻璃层间会因密封不好而进入灰尘,无法擦洗,而影响玻璃的透明度。
(3)缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
(4)目前常用的内置窗帘固然装饰效果较好,但低垂的窗帘会把散热器挡住,使热量更易从窗玻璃处损失。因此,居室内可使用镀膜窗帘。
3、提高住宅外门窗的气密性,减少冷空气渗透
如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密闭性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛粘)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
4、设置“温度阻尼区”
所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热损耗。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用封闭阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式,对屋顶上人孔采取封闭处理等措施,均能收到良好的节能效果。
四、室内装饰节能设计的可控性
生活在舒适居室中的人们,冬季有采暖,夏季有空调降温,各种灯光照明无处不在,能源的消耗越来越大。因此,在居室装饰设计中要充分考虑节能,消除累赘多余的装饰,约束不合理室内空间的形成,使室内空间环境布置更趋合理化、人性化、自然化。采用高效率、低能耗的设备,如人工照明中的低能耗节能灯具,运行效率高的变水量、变风量、变制冷剂流量的节能系统,可以回收能量的空气调节系统等。居室装饰设计,优先采用太阳能、风能转化的热电、电能,利用这类能源,不但可以使室内环境更加清洁、舒适,同时也可减少对室外环境的污染。室内的家具设施是居民直接使用和接触最多的部分,选用家具时,除考虑形状、布置方式外,应注意材质的质感与当地气候变化的可调整性。合理的家庭室内绿化可以改善室内空间与室外空间的隔离状态,让人们对气候感受的心理需求达到满足。色彩对人的情绪、健康以及清除疲劳具有较大的作用。选择适宜的中性色彩,有利于提高舒适度,减少设备的负荷,也可以达到节能的目的。
五、结束语
住宅节能是一项综合性的系统工程,涉及建筑设计、建筑科学技术、材料、构造、施工、暖通空调、物业管理、政策法规等多方面,因此做好住宅节能工作,各专业部门应加强合作共同努力。
参考文献
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[2]邱鹏; 郝军. 浅析住宅建筑节能设计[J]. 科技致富向导. 2011(27)
关键词:建筑设计;绿色节能技术;墙体保温技术;新能源。
Abstract: With the rapid development of market economy, science and technology innovation. Green building energy efficiency design in residential construction has been widely used. Green energy-saving design not only for the residential district created a healthy and comfortable environment, but also for the protection of the environment and ecological balance, energy conservation has made tremendous contribution is to achieve harmony between man and nature and architecture development and effective means. Article writer with many years of experience in the design of the wall insulation technology and new energy, new technologies in residential and office and public facilities Design of a brief introduction.
Keywords: architectural design; green energy technologies; wall insulation technology; new energy.
中图分类号:TU24 文章标识码:A
前言:绿色节能技术在住宅小区设计过程中是一项经济型、政策性和技术性很强的工作,在设计过程中应从建筑全过程进行考虑,包括对设计、施工、建筑材料等多方面的内容。在采用绿色节能技术进行住宅小区的设计过程中,应遵循因地制宜的设计原则,来进行住宅小区的平面设计,并体现出平面设计的多样性。随着人们环保意识的不断增强,建筑节能标准的不断完善以及国家政策法规对环境的控制,绿色节能建筑设计在建筑领域中收到了追捧和青睐,得到了迅猛的发展。
一、绿色节能设计
随着人们环保意识的不断增强,绿色建筑设计逐步受到人们的欢迎。绿色建筑设计可以有效的改善环境,确保人们的身体健康,并且可以从最大程度上降低能耗,合理利用资源的同时降低环境负荷,提高建筑的使用寿命并且可以提高经济效益。在建筑设计中掌握绿色建筑设计的要点,贯彻环保节能的设计理念,实现良好的经济和环境效益。
绿色建筑设计过程应该注重建建筑的设计与当地的气候有机结合起来,根据当地的气候条件和建筑物设计的理念将各种建筑因素有机的结合起来,来进行设计进而体现绿色设计的理念。在绿色建筑设计中充分发挥当地的气候特点,可以最大程度上的提高气候资源的利用率,设计过程中还可以融合智能技术、节能技术、控制技术以及信息技术,使得绿色建筑更加完善和先进。
绿色节能设计是为了适应居民对环境的舒适度以及健康度的需求,设计过程中呈现出人与自然和谐统一的理念。可以采取虚实结合的设计手法,通过空间布局、色彩、太阳浮力以及风压产生的自然通风以及水蒸气达到制冷的效果,进而取代空调设备。
二、墙体保温技术在住宅小区节能设计中的应用
在中国建筑历史上,秦砖汉瓦深入人心,建筑施工中经常采用实心粘土砖作为墙体材料,不但造成了资源的巨大浪费,并且起不到保温隔热的作用。随着建筑节能理念的推出和科学技术的不断发展,墙体保温技术得到了快速的发展和广泛的应用。
2.1、墙体体保温技术在节能设计中的应用
墙体保温技术在建筑节能施工技术中占有重要的地位。保温技术包括外保温、中间保温和内保温三种类型。为了做好墙体的节能设计首先要从墙体保温做起。墙体保温技术使墙体在承重、隔声的同时起到了保温隔热的作用。较为常用的保温技术是有机与无机材料相间复合而成的墙体,而这种墙体除了传统的承重、隔声要求外,还增加了保温隔热的要求。除此之外,使用轻集料混凝土空心砌块来填充内外墙同样可以起到保温节能的作用。再者,多孔砖填充墙技术的出现,使得墙体的保温效果明显提高,并且可以保持室内温度的稳定性,由于温度和湿度的变化程度较小就可以提高墙体的使用寿命。
2.2、节能玻璃在住宅节能设计中的应用
在住宅设计过程中,为了达到更好的节能效果,在进行墙体的设计时,除了改善墙体材料以外,采用中空玻璃可以起到更好地节能效果。中空玻璃通过使用性能稳定、导热系数低于空气的氩气、疝气和氪气,考虑到经济因素,经常使用氩气来填充中空玻璃,来达到保温隔热的作用。
在进行绿色节能的建筑小区设计时,通过对外墙、幕墙、外窗等围护结构的节能设计,可以起到良好的节能效果。通过对节能技术的深入挖掘和创新,不断提高建筑物的使用寿命,改善建筑环境,节能减排,为居民创造一个舒适、健康、生态的生活环境。
三、布鲁塞尔的罗杰国际中心的建筑节能设计赏析
同住宅小区的绿色节能设计相同,办公场所以及公共实施建设中同样应该大力推广绿色节能设计。由于办公场所以及公共实施建设代表了政府和企业的形象,在设计过程中更应该满足可持续发展观的要求。
通过绿色节能设计对建筑物的场地、空间形态、设备系统以及功能要求进行综合考虑,制定出最佳的设计方案。下面笔者对布鲁塞尔使用建筑节能设计理念对罗杰国际中心( Center International Rogier)的改造进行赏析。
布鲁塞尔使用建筑节能设计理念对罗杰国际中心( Center International Rogier)的改造过程中,为了提高办公楼的出租面积就必须减少设备所占用的空间。布鲁塞尔巧妙的使用了双层复合外皮技术,在减少设备使用空间的同时,起到了环境过滤器的作用。
双层复合外皮技术的使用,在夏天可以起到阻挡阳光的作用,并且在降低室内冷负荷的同时产生了拔风作用,抽出室内的废气。除此之外,还可以减少太阳光的辐射;在冬季,双层复合外皮技术可以起到被动式太阳能吸收器的作用,使用热空气在建筑内起到通风换气的作用。除此之外,还可以设置通风供气管来充当排气管的作用。双层复合外皮技术在增加使用空间的同时,还有效的降低了噪音,并起到了节能减排的作用。
布鲁塞尔使用建筑节能设计理念对罗杰国际中心的改造过程中为了改善空气质量,采用了涡轮机协同工作,并增设了中心空气处理系统来辅助双层复合外皮技术来进行工作。使用绿化节能的改造措施,在满足建筑功能的同时,在最大限度上利用资源,起到了节能减排,保护环境的作用。除此之外,再设计过程中还应该考虑到审美的要求,来提升政府和企业的形象。
建筑节能设计还应遵循合理性原则,设计应在建筑合理性要求的基础上形成的,建筑设计应该采取最佳经济有效的设计手段来保证建筑的技术选择与空间组合与建筑的总体布局进行合理的优化,进而利用有限的经济基础创造出建筑的更大价值。
建筑设计的合理性原则要求在设计过程中应将消费成本、建设成本的平衡以及建筑的消耗作为提高建筑设计合理性的主要手段。除此之外,设计过程中应根据实际的投资来选择最佳的技术设置,对有限的资源进行合理的配置,有机的协调建筑各要素之间的关系,用最小的投资来换取最高的利益,进而提高综合效益。设计过程中,应将技术指标与经济指标进行效果评价分析,将技术与经济有机的结合起来,将技术问题的处理手段与经济的合理性联系起来,这样就能保证在先进技术得到保证的同时保证了经济的合理性。
结束语:随着社会的不断发展,科学技术的不断革新,绿色节能技术在住宅中得到了广泛的应用。绿色节能设计不仅为住宅小区创造了一个健康舒适的环境,还为保护环境和生态平衡,节能减排做出了巨大的贡献。文章中笔者结合多年的设计经验对绿色节能设计理念进行了简要的介绍,并对墙体保温技术及新能源在住宅小区的应用进行了简要的介绍。并通过对布鲁塞尔的罗杰国际中心的建筑节能设计赏析,指出了绿色节能设计在实现人与自然与住宅和谐发展过程中的巨大贡献。
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关键词:住宅建筑;设计;技能技术;策略
1 目前住宅建筑节能设计中的几个问题
总结大量工程经验及相关调查显示,在目前住宅建筑节能设计中存在的问题主要表现在一下几个方面:
1.1开发商与设计方面的问题
在资源节约型和环境友好型社会建设的过程中,节能设计业已成为住宅建筑设计活动中不可或缺的重要环节,但因当前国内住宅普遍存在开发周期比较短、工程项目设计任务重等特点,所以现阶段存在的问题就是难以将节能设计理念有效地融入到住宅设计与建设全过程之中。
1.2户型设计与体型系数之间的矛盾
我们提倡和要求节约能源,在总的原则、观念以及方针之下,涵盖了多方面的内容,其中体型系数是针对建筑能量消耗进行有效控制所需参照的一项重要指标。建筑体型系数主要说的是建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值,其可以将建筑处于一定体积条件时跟外界实施热交换的具体面积大小合理反映出来,若是建筑物各部分围护结构传热系数和窗墙面积比未发生任何变化,则体型系数越大,就会造成越多散热现象的出现。
1.3设计与施工的衔接问题
在节能设计过程中,要充分考虑施工的实际情况,合理选用节能材料,其对于节能设计以及实际的建筑施工来说有着至关重要的影响作用。选择适当的保温材料,不仅可以有效提高建筑的节能效果,同时,可以降低施工难度,保证施工质量。同时,在住宅节能设计中存在设计的不科学性、不合理性,导致实际施工过程中经常面临着更改设计方案的问题,而使设计与施工的衔接存在偏差。
2、加强住宅建筑节能设计的有效策略
2.1做好体型系数与户型的有机协调
在住宅建筑户型设计过程当中,考虑户型的舒适性,设计人员往往采用建筑开凹槽的设计手法来解决房间、卫生间和厨房的通风采光问题,但是从节能方面来看这样的处理手法会造成了建筑的外墙长度、外墙面积和体形系数被增加,造价成本也同时被提高了,还不利于建筑的防火。所以,在设计中应从节能的角度去回避不必要的墙面凹凸变化,以求得立面的简洁与构图的完整。同时,应当尽可能地减少进深过浅以及建筑体曲折多变、飘窗过大、墙面不平且凹凸等等现象的出现,使户型设计尽可能规整,以确保住宅的能耗控制在合理的范围内。
2.2优化住宅建筑规划设计方案
住宅建筑规划过程中,一定要加强对住宅建筑朝向、间距、体型以及绿化等内容的考虑,尤其要对建筑的节能和室内热环境的改善进行全面的规划。在住宅建筑平面布局过程中,选择朝向是非常重要的,比如夏季应当减少太阳对室内与外墙面的直晒,保持良好的通风条件;冬季则应当保持足够的日照时间,但一定要注意不能使室内遭受冷风的吹袭。由此可见,在全面权衡节能与热环境因素的情况下,笔者认为居住建筑应以南北方向或者近似南北方向规划建设为宜。若是有些方位住宅难以实现南北方向规划布置,则一定要尽可能地保证主卧室冬季朝阳,或者处于背风面,这样可有效地减少围护结构自身的散热量。
2.3提高住宅建筑围护结构的节能科技水平
2.3.1外门窗节能设计
窗用型材约占外窗洞口面积的15%―30%,是建筑外窗中能量流失的第一个薄弱环节,因此,窗用型材的选用是至关重要的。我国门窗常用的型材以木、塑、钢、铝、玻璃钢等为主,不同材料的传热系数见表1。
当前常用的门窗材料包括有塑钢以及木、铝合金以及钢这四种主要材料。塑料门窗(通常称为塑钢或 PVC 塑料窗)是一种采用具有良好性能的通用型塑料做为框材,结构内部加钢衬以支撑的门窗形式。
就热工性能来说,塑料门窗框材(PVC)的传热系数比较低,为钢材的 1/357、铝材的 1/1250,具有十分优良的保温隔热性能,可与木门窗相媲美,同时气密性和装饰性也较好。塑料窗的传热系数见表2
相较于铝合金以及木、钢材料来说,塑钢材料具备了耐腐蚀、保湿性能好以及光泽度高、隔音效果好、成本低等等优势,其可以节约百分之三十至百分之五十的取暖能源,在实际建筑建设中获得了广泛使用。在窗户中,玻璃面积占窗户面积的65%~75%。普通玻璃的热阻值很小,而且对远红外热辐射几乎完全吸收,单层普通玻璃是无法达到保温节能效果的。门窗玻璃常用的处理方法有:玻璃镀膜。用物理或化学镀膜工艺,改变玻璃表面的热反射特性,将太阳辐射直接反射回去,从而提高玻璃的遮阳隔热性能。镀膜玻璃又分为热反射玻璃和低辐射玻璃,热反射玻璃可通过配置膜层的结构和厚度,在较大范围改变遮阳性能。普通浮法玻璃的辐射率高达0.84,当镀上一层以银为基础的低辐射薄膜后,其辐射率可降至0.1以下。
2.3.2墙体节能设计
墙体节能保温材料包括有机类、无机类(如岩棉、珍珠岩水泥板、泡沫水泥板、复合硅酸盐等)和复合材料类(如金属夹芯板、芯材为聚苯等)。建筑节能墙体内保温技术,主要是指在建筑物的墙体内部增加一层保 温板以增加墙体保温效果。但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度,影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性,决定了其必然要被外保温所替代。外墙的保温,不仅依靠保温材料的使用,墙体的自保温也起着至关重要的作用。
2.3.3 屋面节能设计
为减少屋面的热量损耗,我国北方地区在屋面保温工程设计方面大约经历了三个阶段。第一阶段主要是干铺炉渣、焦渣或水淬矿渣,在现浇保温层方面主要采用石灰炉渣,在块状保温材料方面,仅少量采用了泡沫混凝土预制块;第二阶段是膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等轻质材料,屋面保温层出现了现浇水泥膨胀珍珠岩、现浇水泥膨胀蛭石保温层以及沥青或水泥作为胶结与膨胀珍珠岩、膨胀蛭石制成的预制块及岩棉板等保温材料;第三阶段是重量轻、热导率小的聚苯乙烯泡沫塑料板、泡沫玻璃块材等屋面保温材料。近年来,随着节能设计要求的不断提高,种植屋面在建筑设计中被广泛使用。
3、结语
在当前城市建筑飞速发展、严峻的环境形式面前,建筑节能设计显得尤其重要,节能建筑也成为建筑发展的必然趋势。所以如何更好的把现代节能技术应用建筑工程设计当中去,是每个设计工作者值得深思的问题。保持贯彻环保节能设计理念,实现良好的经济和环境效益。
参考文献:
[1]赵亚明.绿色节能建筑屋面标准的探讨[j].建筑设计管理.2010.02