时间:2023-06-04 10:49:13
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇节能建筑设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

【关键词】建筑设计 节能建筑 设计方法
1.建筑设计中建筑节能的重要性及其必要性
1.1建筑节能设计的重要性
建筑节能不仅是发展国民经济的需要,而且是改善广大人民的建筑热环境的需要;而且建筑节能还是是一件关系到国计民生的大事,因此节约建筑用能已经成为建筑设计中的重中之重。经济的发展依赖于能源的发展,尤其是近几年来,能源短缺已成为制约我国经济的发展的一个根本性因素。我们要想进一步发展国民经济,就必须重视建筑节能。我们只有抓紧建筑节能,遏制建筑用能浪费,做好建筑节能工作,才能实现国民经济的可持续发展
1.2建筑节能设计的必要性
节能建筑设计是符合社会发展规律的,我国目前处于社会主义的初期,最中心的任务就是发展经济。我国是一个人口的大国,如果人们不重视生态环境的保护,则国家的生态环境会受到重创。在这个形势之下,建筑业在发展的过程中,应该重视节能建筑,因为节能建筑与传统的建筑相比,它更加的节能和环保,这与生态环境的可持续发展理念是一致的,因而节能建筑设计在新形势之下非常有必要。另外,节能建筑设计是符合时展需要的。随着社会经济的高速发展,科学技术得到了进一步的提升,目前人们开始采用新型的技术来推动国家的发展,随着发展方式的明确,人们已经开始认识到节约资源的重要意义,并且认识到生态环境保护的重要性。在这个形势之下,节约建筑设计是非常有必要的,因为推广节约建筑设计能够在加快城市化基础上,尽量的减少资源的浪费,构建和谐的社会。
2.建筑设计中的建筑节能设计的方法
2.1建筑设计中节能材料的选用
建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。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。
2.2建筑设计中楼板的节能设计
楼板的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。
2.3建筑设计中房顶、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。
2.4建筑设计中门窗的节能设计
①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;
②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;
③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;
④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。
2.5建筑节能设计中外墙保温设计
在建筑外墙实现节能设计,主要的通过利用新型的保温材料对建筑外墙进行处理,主要的形式有节能保温涂料和轻型的保温板材。新型保温材料和复合型的外墙施工技术是主要的节能做法,目前较为普遍运用的材料是聚氨酯保温材料,聚氨酯泡沫的保温效果在实践运用中表现良好,满足了建筑节能的要求。对于一些需要特殊外墙视觉效果的建筑,在外墙节能设计上偏向于外墙外保温技术和内保温技术的有效结合。现代建筑的支撑结构相对独立,对墙体进行节能设计时可供操作的空间较大,可以对原有的墙体进行节能保温加固后再进行外包处理,宜采用节能涂料和板材以及保温门窗等共同使用。
2.6建筑设计中照明的节能设计
①对新型光源的使用:在新的节能要求下,新型的光源设备不断的推出,传统灯具的寿命短、启动时间长、功率因数差等缺点致使其无法与新型的光源设备进行比较。在电气系统的照明设计中采用如电磁感应灯、LED灯等新型光源,可以有效的实现电气系统的节能。
②改变光源的控制方式:在照明设计中采用如时控、光控和声控等自动化的控制技术,这些技术的运用已经很成熟,在电气系统节能设计中还有很大的空间可以实施,其成本低,操作简单,可以有效的实现对电力的节约。
2.7建筑设计中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。
2.8建筑节能设计中太阳能及新风系统的节能设计运用
①充分利用太阳能:太阳能的利用主要包括太阳能热水器、太阳能发电、太阳能采暖等形式;在建筑设计中增加对太阳能资源的利用是实现建筑设计节能环保的重要举措;太阳能的利用方式有以下几种:a.通过控制好建筑物的朝向,采用反光镜等实施保证建筑物内的采光,以求做到在白天采用自然光进行采光,减少人工照明;b.优化建筑布局,不但可以保证高密度建筑区的采光效果,还可以实现建筑物之间的空气流通,排除不良空气,提高建筑物的舒适度;
②新风系统的节能设计:随着现代建筑结构越来越复杂,建筑物的封闭性越来越强,为保证建筑物内空气的流通,室内新风输入系统已成为建筑物不可或缺的因素,室内新风的输入与污染气体的排除成为建筑设计的新课题;先进的新风系统可将排放气体的热量与新风气体进行冷热的交换从而减少对新风处理的耗能;目前建筑物多采用新风由地面墙边送入和由屋顶排除污染气体的设计,在室内形成一个空气的循环。
总之,只有在现代建筑设计中做好节能建筑设计,才能缓和日益增长的人口与自然资源之间的矛盾,从而降低建筑工程的能耗,提高资源的利用效率;同时要始终贯彻建筑节能策略和科学发展观,杜绝建筑浪费能源现象的发生,减少环境污染,提高人们的生活质量,进而降低建筑能耗,节约能源,促进建筑产业的向前发展,有效实施可持续发展战略。
参考文献
[1]邓伟明.对建筑设计中节能建筑设计的分析[J].科学与财富,2011,23(4):16-18.
关键词:建筑设计;节能;发展;问题
一、当前节能建筑设计发展分析
1.分析我们目前环境的特点
节能建筑与传统的建筑相比,主要通过采用商品化的生产技术设计和建设过程,实现低碳式建筑过程的实现,同时对于节能建筑而言,主要是突出强调了将本地的文化和原材料融入建筑设计中的节能减排的措施,所以对于低碳式建筑,建筑结构设计中需要与当地自然、气候条件相结合,体现本地风格特色的建筑美学,此外节能建筑还需要适应四季之景,这是与传统的建筑中存在的最大的区别,传统经济与自然环境相冲突的方面过多,可谓是严重地破坏了大自然环境,而且传统室内空气不流通,对于居民的身体健康是极为不利的,而在这一方面,节能建筑设计内部与外部是连通的,根据气候变化对室内环境进行自动地过渡调节,在建筑过程中,适当地调整成本,从这一方面便可以体现出节能建筑中在节能环保中最大的优势。
2.当前建筑行业能源消耗问题
随着我国城市化进程的不断推进,建筑能耗在社会能源消耗的总消费量比例不断增大,这对于我国经济的可持续发展造成了严重的阻碍,例如在夏季,我国仅仅城市空调电能消耗电荷量就高达4550万千瓦,是三峡电站全负荷输出电量的3倍。随着我国能源问题不断严重,尽管我国部分工业结构进行改造升级,降低了工业生产过程中的能源消耗,所以在城市空调负荷的不断增大的情况下并不会造成城市电力供应出现很大的问题,但是随着建筑过程中的能源消耗不断增大,仅仅通过降低工业生产过程中的电能消耗是无法从根本上解决我国能源紧张问题的,这对于我国可持续经济、环境保护的发展是极为不利的,所以针对建筑设计中节能建筑的设计对于建筑行业中节能是十分重要的。
在建筑行业中,建筑节能所带来的经济效益以及社会效益是巨大的,但是仅仅依靠节能建筑设计来降低建筑的能源消耗是远远不够的,节能建筑设计缺乏科学的规划和相关的节能新技术支持,同时还缺乏相应的国家政策的保护,再加上节能建筑工程相对于一般的建筑工程复杂很多,这对于建筑设计过程中的难度增加了不少,不仅仅需要不同建筑的用能特点及使用寿命,制定相关的规划和设计运行计划,同时还需要保证建筑的节能效果,所以我国的节能建筑发展缓慢。
3.建筑行业中的能源问题原因分析
随着市场经济的发展,我国社会主义现代化建设取得了卓越的成就,但是对于建筑行业中能源消耗过大问题,一直是我国重要能源问题,由于我国的建筑节能技术的应用能力不强,导致我国的节能建筑发展缓慢。在我国的建筑企业的管理人对于建筑节能技术创新意识不强,目光总是局限于传统的粗放型管理模式,对于建筑节能技术的应用问题以及创新问题重视程度不够,在实际的建筑过程中往往使用成熟的技术,缺乏对新兴技术的应用,这也是导致当前建筑行业高科技技术应用程度不高的现状。
而且在第三次科技革命以来,全球科学技术发展迅速,但是我国建筑企业由于传统意识的问题,导致缺乏对于新兴技术尝试应用,这是为我国建筑行业中能源消耗问题过大的原因之一,导致我国建筑行业的发展对于自然环境的造成了严重的破坏,所以为了改变当前我国建筑行业能源消耗问题过大现状,必须通过引进应用新兴技术,降低建筑过程中的能源消耗问题,同时重视对现有的节能建筑技术进行创新,提高我国能源的利用程度。
二、节能技术应用以及节能建筑设计
建筑节能技术涉及到建筑过程中的各个环节,例如建筑的保温、隔热、降低光反射等等方式,加强建筑节能环保能力,同时还需要注意节能建筑技术和环保材料。
1.建筑门窗节能设计
门窗是建筑物用于采光、通风的主要结构,在建筑结构设计中,通过设计建筑的门窗的合理尺寸以及数量,使得人们居住更加舒适,降低建筑的能源消耗,所以针对节能建筑的门窗设计要做到以下几点:第一,合理地设置门窗比例,避免过度地追求建筑美观新颖,而采取使用大面积落地窗等,大面积的落地窗不仅仅是提高了建筑造价,更是加大了建筑本身的能源消耗,所以根据建筑的门窗设计,需要根据建筑物地理位置情况进行合理设计,通过设置合理的窗地比,在保证室内的通风和采光良好的基础上加强建筑的节能效果;第二,保证门窗的气密性,城市建筑存在的普遍的问题便是建筑保暖能力差,所以加强门窗的气密性,降低室内的热量损失,降低建筑的能源损耗;第三,对于建筑直面阳光的门窗,可以适当的增加遮挡构建,确保室内环境舒适,同时降低雨水对门窗的冲刷,确保门窗的气密性。
2.屋面、屋顶的节能设计
在整个房屋建筑中受到日照时间最久的地点就是屋面、屋顶,因此要特别的注意受热时间长的屋面、屋顶的保温隔热功能,建筑屋面、屋顶的设计需要根据不同地区的日照强度和降雨量情况来进行,选择合理的屋面防水材料和保温层的材料、工艺流程,最好是在建筑屋面、屋顶增加太阳能设计,使得建筑充分利用太阳能,有效降低建筑的电能消耗。
3.使用新型建筑材料与建筑技术
当前在建筑工程中使用新能源、新材料以及建筑新技术,对于降低建筑建设过程中化学燃料的使用有着重要意义,最大限度的是利用太阳能、地热能、风能、生物质能等可再生能源,降低电能、热能的使用,同时根据建筑当地的实际情况,对建筑周围的能源进行充分利用,同时利用在建筑过程中应该加大对环保材料的使用程度,建筑外墙结构尽量使用无污染、无放射的聚氨酯硬质泡沫材料和保温隔热涂料,外墙保温及饰面系统、建筑保温绝热板系统、隔热水泥模板外墙系统等应用有利于改善建筑物的外观,更是在低碳式建筑的节能减排中起着重要的作用。
4.建筑中应用可再生能源技术
可再生能源技术在当前可持续经济中占据着重要位置,在建筑工程中应用可再生能源技术对于多功能节能建筑设计影响重大,通过使用可再生能源技术,使得建筑与环境保护协调发展,对于我国当前经济发展国情,使用太阳能技术是解决我国城市低碳式建筑的主要发展方向,通过大力使用太阳能能够将建筑设计的集热器使用效果加强,以提升集热效果,降低设备安装难度。
我国目前还处于社会主义初级阶段,同时拥有着13亿庞大的人口数目,因此进行环境保护难度很大。面对这种情况,在建筑设计过程中实施节能设计变得非常重要,尤其是现阶段人与自然越来越恶化的情况,因为受到来自环境问题的影响,我国国民经济发展速度明显放慢,两者之间的矛盾也越来越尖锐,所以,在不断推动经济发展的同时开展患者保护,已经引起社会各界人士的高度关注。采取何种措施构建有效的运营机制,并且把建筑中节省下来的资源使用在经济建设另外行业,一方面有益于我国社会主义的发展,另一方面还能够对资源进行合理的配置,从而达到保护环境,人与自然和谐相处的效果。
2.将节能建筑设计应用在建筑设计过程中的措施
对建筑设计进行改革,并且将节能建筑设计应用在建筑设计过程中已经发展成为目前社会各界人士高度重视的问题。所以,建筑设计师开展设计时,并且重点关注建筑节能设计相关内容,大力加快建筑行业发展速度,一边增加人们生活质量,一边对环境进行保护。因此,建筑设计师们可以从以下5个方面开展建设节能设计。
2.1应用可替代性和可持续利用能源设计师对建筑开展设计时,需要选择合适的能源,比如可替代性能源或者可持续利用能源。可再生能源涉及范围很广,比如太阳能、潮汐能以及风能等,充分使用上述再生能源,不仅能够给建筑提供大量的能源,同时还可以达到能源持续利用的效果。
2.2建立健全建筑性能以及结构设计师能够使用比较先进的技术来改善建筑的性能以及结构,比如热桥阻断技术、外墙保温构造技术以及地面保温技术等,更改建筑的护结构,使其保温性能受到影响,呈现上升的趋势,进而减少建筑能源被耗损。
2.3在节能建筑中应用新技术当前我国节能建筑水平较低,因此需要更多新技术被投入到节能建筑中,因此,国家需要大力引进外国先进的新工艺、新技术以及新材料等,整体增加国内建筑节能水平,在取得对室内温度进行调控效果的同时,给室内环境舒适要求提供保证。另外,国家还可以大力使用像浮筑楼板技术等技术来增加建筑室内舒适度。
2.4使用具有节能且环保特点的材料通常设计师对建筑进行设计时,其会尽最大努力使用具有环保和能够循环再生特点的材料,一方面为了减少资源和能源耗损,另一方面是为了能够减少环境被污染,防止自然环境被破坏。比如添加有苯以及苯系物的油漆,设计人员应该将其淘汰,而更改为使用活性炭墙体和竹炭等对人体危害不大,并且还可以节能环保的新材料。另外,环保材料回收难度不大,同时还能够再次循环利用,能够防止产生大量建筑废弃物,进而在最大的程度上保护环境。
2.5开展节能设计时合理使用热工环境和通风性能设计师开展建筑设计过程中,需要对建筑的采光与朝向等一系列问题选择进行适当的思考。因此,其需要在遵守相关政策的前提下,重点思考进行建筑节能作用,特别需要重点对建筑热工环境与通风性能等多方面因素进行充分的思考,同时根据建筑环境的具体气候,应用合适的建筑材料和构件,科学对建筑开展设计。另外,设计南向窗户时,需要科学设计层数,同时应用保温对策,降低热量耗损量,同时合理地扩大窗户范围,优化配置太阳辐射热资源。对另外朝向窗户进行设计时,为了减少热能被耗损,需要合理地缩小开窗范围。
2.6淘汰危害性大材料,使用环保材料随着建筑技术的快速发展,我国产生了大量环保且危害性低的环保材料,其中:(1)墙体材料:轻质板材、粘土空心砖以及掺废料的粘土砖等。(2)保温隔热材料:矿物纤维类保温隔热材料、泡沫塑料类保温隔热材料以及硬质类保温隔热材料。(3)节能门窗与玻璃。这些新材料环保,可以节省能源消耗,并且不对人体造成危害,因此建筑设计人员应该大力提倡新环保材料,而类似含有甲醛、苯以及氨的建筑材料,马上淘汰。
3.结束语
关键词:建筑节能;设计
中图分类号:TU201.5文献标识码:A文章编号:
引言:
随着社会经济的发展,建筑中材料发生了翻天覆地的变化.泥土砖瓦房取代了原始的树枝、茅草泥土砌成的房屋,继而现代砖石钢筋混凝土房又取代了木结构、砖石结构。这一历程中,建筑设计也随之取得了显著发展。因此,建筑设计中,如何更好地利用自然能源,提高建筑中的能源利用效率,是建筑师必须考虑的问题。
1.建筑设计中建筑节能的途径
1.1房屋各部位的绝热
①屋顶的绝热:一般采用屋顶外侧绝热方式。为了防止“烘烤”现象,可以设法通风换气。同时还应正确选用绝热材料。
②墙壁的绝热:一般宜采用墙壁外侧绝热方式。外侧的绝热层要有相当大的传热热阻。同时应处理好防止内部结露的问题。
③地面的绝热:地面与普通地板相比,冬季的热损失较少,这从节能的角度来看是有利的, 但考虑到南方又湿又热的气候因素,对地面进行全面绝热还是必要的。一般可采用内侧绝热的方式,但是,为了防止土中湿气侵入室内,可加设防潮层。
④门窗的绝热:窗的结构形式常采用以下3种方法:①利用双层窗玻璃,在寒冷地区可以设置三层窗。②利用能反射红外线的玻璃或利用贴有能反射红外线的合成树脂薄膜的玻璃。③利用上述二者的复合形式。同时应合理选择窗内材料,在既需采暖又需制冷的地区,原则上宜选用以吸热玻璃、热反射玻璃为原料制成的中空玻璃。同时也应指出,在我国目前的经济条件下,应努力发展和推广在普通玻璃上贴隔热膜的做法, 以代替节能玻璃的使用。在密封材料上,应改变目前在同一密封部位仅采用单一材料进行密封的做法,应采用在性能上互为补充的多种密封材料在同一部位进行密封,则接缝具有更好的综合性能。并应逐步推广采用三级密封方式。
1.2采暖的节能途径
在建筑设计中,主要从以下5个方面来考虑:
①建筑设计中,充分利用各种可能条件促进辐射热进入室内。
②在建筑设计中从表面的辐射、开口部位的辐射和部位内的辐射诸方面的条件来抑制辐射热的损失。
③在建筑设计中可以分别从减小温度差、导热面积、导热系数或增加材料厚度(材质相同时)诸方面来抑制导热损失。
④在建筑设计中,可以分别从风势、开口部位和缝隙以及冷风的性状诸方面来抑制对流热损失。
⑤在建筑设计中,通过建筑造型和材料的选择达到蓄热效果的充分利用。
1.3制冷的节能途径
设计时制冷的节能途径主要从以下6个方面来考虑:
①设计时考虑障碍物的存在、太阳照射的方向性、开口部位的处理以及反射和再辐射诸因素来抑制辐射热进入室内。
②设计时要采取必要措施防止地面产生反射和二次辐射以达到抑制导热传热进入室内。
③采取措施抑制对流热进入室内。
④可将采暖时抑制热从室内散失的方法完全颠倒过程使用,从而促进辐射热从室内散失。
⑤可以利用采暖时抑制导热散失完全相反的方法来促进导热散热。
⑥利用自然通风、在建筑物最高处设置排气孔以及人造风等措施促进对流散热。
1.4照明的节能
照明节能的要点,在于不使用照明设备,或者使用很少的能耗,得到需要的照度及其均匀的照度分布状态,总之,要求得到合理的采光和照明。其节能途径有如下几种:
①设计时提高所有建筑部位(包括开口部位在内)及室内的所有物体的光反射系数,可以有效地控制光的损失。也可以把所有扩散性的反射面都作成白色而使照度均匀分布。
②设计时,注意建筑部位的朝向,以便能够接受到日照,充分利用太阳照射和天空光。 在途中有反射时,要考虑到反射面的面积和反射系数以及反射方向等条件。 另外,利用天窗、 照亮室内顶棚、扩散照在窗上的阳光、 利用上层的光亮也是照明节能的途径。
③采用高效率光源,提高照明设备的效率。根据不同亮度的要求,可以采用整体照明和局部照明结合的方法。
2.节能再生能源
从环境控制技术入手,合理利用太阳能、地源热泵等主动式节能技术,开发运用可再生能源。
2. 1太阳能技术。太阳能是我们取之不尽、用之不竭的可再生能源。我国的太阳能资源丰富,大部分地区太阳辐射量大,具有开发利用太阳能的优良条件。目前主要的太阳能利用方式有:①被动式太阳能热水系统,利用太阳能集热器或真空管吸收太阳辐射热,为用户提供生活热水。此系统结构简单、经济适用,在我国的城市与农村得到了广泛的运用。②主动式太阳能系统,在太阳能居室采暖方面具有更大的选择性,但需要外在能源启动运行,并需借助电扇或泵等装置来转换和传递太阳能,以此获得生活热水或提供居室供暖。③太阳能光伏发电系统,是利用太阳能光伏电池板吸收太阳能,并将太阳能转化为电能,提供室内设备用电或接入市政电网送电。与被动式太阳能热水系统相比,主动式太阳能系统和太阳能光伏发电系统在生态节能建筑中使用较多,但建设成本较高。
2. 2地源热泵技术设计。利用地下水、深层土壤和水库、湖泊等深水层受自然季节气候影响小、温度相对保持稳定的特点,通过水作为媒介,与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换提供热泵的冷热源。冬季地能作为“热源”,从地下或水中“取”出来,供给室内采暖。夏季作为“冷源”,供室内致冷,同时将室内热量释放到地下水、土壤或地表水中,贮存起来作为冬天采暖的“热源”。地源热泵系统根据换热方式的不同分为:土壤源热泵系统、地下水热泵系统、地表水热泵系统等。因不同工程的地质条件、地表环境、地表土壤、场地状况等有所不同,需因地制宜地选择设计不同的换热方式。如南京工程学院新建的图书馆,就利用基地200m处天印湖这个有利条件作为冷热源,设计地表水热泵系统为图书馆提拱制冷和采暖所需的能量,具有良好的生态节能效果。
在生态建筑和低能耗建筑中,太阳能技术和地源热泵技术往往采用联合运行的方式,可以克服自身技术存在的局限性,提高资源利用效率。
3.建筑节能设计
3.1优化维护结构的墙体设计
推广建筑节能, 主要是要提高建筑围护结构(包括墙、门窗、屋顶等)的保温性能。
在满足作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对屋顶、楼板、墙体、门窗等进一步的设计,以满足建筑在创造舒适的室内环境的同时符合建筑的节能要求。例如屋顶中庭的采光顶中,采用双层玻璃形成“呼吸外壁”,使之既能采光,又能导入自然风,降低环境因素的影响;在建 筑外墙设计中可采用蓄热墙、夹心墙、捕风墙、光电复合墙等设 计,减少耗能,利用环境;在楼板层的设计中,可利用楼板的结构 空问和吊顶空间将循环水管布置其中,夏天可用冷水降低室温, 冬天可用热水取暖 ;还可将吊顶设计成折线形,可利用其反光的原理充分利用太阳光。
3.2减少窗墙比
窗大小与空调负荷关系甚大 ,窗墙比宜适当控制。在窗墙比的选择上 ,应区别不同的朝向。对南向窗 ,在选择合适玻璃层数及采取有效措施减少热耗的前提下可适当增加窗面积 ,充分利用太阳辐射热;而对其他朝向的窗,应在满足居室采光环境质量要求的条件下适当减少开窗面积以降低热耗。
3.3屋顶节能
由于太阳辐射强烈引起顶层房间过热 ,是一个十分普遍的问题 ,必须认真对待。应加强隔热层 ,可以设架空通风层 ,还可设倒置式屋面;采用种植隔热屋顶 ,改善生态环境;另外还可采用坡屋顶 ,利用阁楼通风散热。
3.4 建筑朝向
朝向对能耗的影响也是较大的, 正东向或正西向的房屋同正南的房屋相比, 全年综合耗电量大约增加20%。在住宅设计中, 坐北朝南似乎已成为一种定律, 户户朝南又是房产商的招牌售房口号, 但这种做法不一定与当地的太阳入射角和主导风向存在因果关系, 理想的日照方向有时恰恰是最不利的通风方向。
朝向选择需要考虑的因素有: (1) 冬季能有适量并具有一定质量的阳光射入室内, 炎热季节尽量减少太阳直射室内和外墙面;(2)夏季有良好的通风, 冬季避免冷风吹袭。由于冬夏季太阳入射角的差别和朝夕日照阴影的变化, 我们应利用合理的朝向, 使建筑在夏季尽量避开南向烈日的炙烤, 而冬季争取尽可能多的温暖阳光, 使建筑获得冬暖夏凉的宜人室内环境。
4.结语
筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题。在我国现阶段,主要提倡运用与经济发展水平相适应的简单节能技术为主,切不可为片面追求低能耗目标而不顾经济成本,大量使用节能新技术。同时注重太阳能、风能、地能等可再生自然能技术的研究和开发,降低可再生能源的利用成本,逐步从大城市与经济比较发达地区向全国推广运用,实现我国建筑节能既定目标。
参考文献:
关键词:能耗;节能设计
Abstract: China is the world each year the largest amount of new buildings, the new area of 2 billion square meters per year, equivalent to the consumption of 40% of the world's cement and steel, construction waste produced annually by hundreds of millions of, to China and the world tremendous threat. Therefore, for the energy-saving heat continues to heat up, as the basis for the rise of the building section energy tide is new and modern technology, how to reach through the building design building energy efficiency.Keywords: energy consumption; energy-saving design
中图分类号:TE08文献标识码:A文章编号:2095-2104
住宅的总体规划应与单体建筑相协调,充分考虑各种宏观因素(如地区、朝向、方位、建筑布局、地形地势等)对单体布局的影响,充分利用所在地区的天然热源、风源等来实现每一栋住宅建筑单体夏季都有充足的迎风面,冬季都有充足的日照,以满足采暖、通风与采光的要求。单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响,特别是高层建筑群内部易受到回旋涡流的作用,容易出现死角,不利于室内的自然通风,从而形成不利的小区微气候。因此,为了营造绿色舒适的小区微环境,应调整好单体之间的组合,使每栋建筑物处于周围建筑物的气流旋涡区之外,避免出现滞流区。另外,绿化和水体可以改善小区的微气候。设计时,应结合居住区规划布置绿化和水体,以此进一步改善室内外的环境(声、光、热),减少热岛效应,改善局部气候,保证小区内的空气温度、空气湿度、气流速度和热岛强度等各项指标符合健康舒适和节能要求。
一、设计住宅平面的建筑节能
住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。
由于我国地处北半球,太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向,此朝向夏季可减少太阳辐射得热,冬季可增加太阳辐射得热,而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系,容易形成穿堂风,而又避开了冬季盛行的西北风。因此,将住户长时间活动的居住空间(如厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置,利用自然环境使室内达到最大的舒适度,为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间,所以建筑平面谊设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等,以挡住日照直接照射主要房间,避免冬季西北风灌入。经,在其他条件相同的情况下,南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。
二、设计住宅外墙的节能
墙体是住宅的主体部分,是建筑室内外热交换的主要介质,建筑节能50%,其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达4~10度,所以墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,还应考虑选用保温隔热性能好的墙体,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。
目前,常用的几种外墙材料中,保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温是连续外包的,有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等,而产生“断桥”作用,达到预期的节能降耗效果。此外,减少建筑物体型系数,也就是减少建筑物外表面积,减少护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。体形系数是指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。因此,体形系数越小对建筑节能越有利,也就是说,在其他条件相同的情况下,宽的建筑比窄的好,高的比矮的好,外表整齐的比外表凸凹变化的好。为得到合理的有利节能的建筑体形,体形系数一般应控制在0.3以内,住宅进深应扩大到10m以上,而长度则以55m为宜。从热传递方面分析,通常建筑物实墙的阳角内侧气流较通风口处差且散热面相对比较大,所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在此处,所以一般交角处是建筑物耗能量较大的部位。如果建筑物设计成圆柱形,则外墙棱角少,外表面积也小,有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。从接收太阳辐射热能考虑,应使建筑物南向墙面的面积尽量的大,其他墙面的外表面积尽可能的小,也就是说南向墙面与其他各方位墙面的面积比应是越大越好。另外,也可以利用植物来调节气温,在日照强烈的墙面,种植植物来吸收太阳热量,减少传入室内的热源。据报导,建筑西墙种植爬墙虎,在植被遮蔽90%状况下,外墙表面温度可降低8.2℃,并有利于吸尘和消音,减少温室效应。
三、设计 住宅屋面的节能
在建筑物受太阳辐射的各个外表面中,屋面是接受太阳直射时间最长的部位,因此受辐射得热也是最多的,相当于东西向墙体的2~3倍,所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料(如膨胀型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上,可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易,可广泛采用。
另外,利用屋顶种植花卉、灌木(如彩叶草、三色堇、麦冬草等)形成生态型屋面,既可阻挡热源,减少温室气体的排放,达到保温隔热,又可美化环境,改善城市气候,做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜,可起到滞阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤导热系数小,有很好的热惰性,不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动,有利于屋面的保温隔热。同时,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热,从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。据测试,蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较,温度可低27℃。此外,采用平坡屋顶结合的构造形式,在屋面保温隔热层上做架空层,通过空气流通来散热也是个不错的办法。
四、设计住宅门窗的节能
外门窗是耗热的重要渠道,它既是太阳辐射的得热部件,又是主要的失热部件,传热系数约为墙体的3~4倍,是节能的重点部位,所以合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。对于住宅设计应避免少做落地窗、飘窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中应该强调东西南北开窗有别,不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好),门窗配件,提高窗框的隔热性能(如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材、铝木复合材料等),减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃(如中空玻璃、镀膜玻璃等)。根据国内外大量应用经验证实,采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光,通常也是建筑自然通风的渠道。所以,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位,引进自然风,增加夏季的渗透通风。但同时,外门窗的设计应减少冬季寒风的渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。对于向阳的地方,可采用凹式开窗设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。
五、结束语
我国作为世界能耗大国,对于发展可持续发展的生态建筑,减少建筑能耗更是刻不容缓。而建筑节能是养活建筑能耗的有效方法,同时也是节约的方法。因此,作为建筑师,更应从自身做起,从不同角度,依据建筑规范对节能进行优化设计,充分利用我国现有的自然条件,在改善人们居住环境的同时,充分挖掘节能潜力,从而实现节约能源,减少能源消耗。相信在不久的将来,建筑节能事业必将在我国展现欣欣向荣的景象。
参考文献:
1.邱永亮,朱菊梅.住宅建筑节能优化设计的探讨.陕西建筑.2005
1建筑节能设计存在的问题
建筑节能设计是实施能源、环境、社会可持续发展战略的重要组成部分,也是国际社会建筑走可持续发展之路的基本价值取向。但,我国的建筑节能设计研究和实施起步较晚,在建筑节能设计领域还存在诸多问题。
1.1建筑节能规划重要性认识不足
一直以来,建筑领域注重结果,轻效果的现象普遍存在,我城市建筑的规划设计方面,建筑设计人员更多关注的是建筑物的容积率、空间布局形态、建筑物与环境之间是否协调,以及建筑物的楼间距和日照情况等等,真正重视建筑节能设计的较少,即便引入了节能设计理念,也大多是对建筑物的单体方案中体现了一定程度的节能设计,没有从整个规划布局中进行总体设计。
1.2建筑单体通风设计不合理
随着新一轮房市的火热,越来越多的建筑开发商尤其是商品房的建设者们为了追求最大的经济效益,往往会要求建筑设计人员在容积率方面充分利用,按照最高容积率进行建筑物的设计,有的还会超值设计,容易导致建筑的单体面积的通风效果难以达到最佳状态,后期建筑物在使用过程中所产生的大量热量难以在短时间内散失,一般采取人工通风或者人工智能进行降温,增加了建筑能耗。例如,窗户的设计多选择立面造型,虽然满足了人们对于采光的需求,但隔热效果差,也不利于通风效果。
1.3建筑外遮阳设计不合理
当代,建筑物除了满足日常的功能需要外,对于建筑物的外观设计要求越来越高,建筑美学被引入到了建筑设计和建设中,越来越多的建筑物体现了人与自然的和谐共处。但是,设计人员刻意追求建筑立面的装饰,忽略了建筑外遮阳的设计,导致了建筑物的能耗较大,甚至可以节约利用的资源没有很好的得到充分的利用,与建筑设计中的节能原则相违背。
1.4忽视了热桥问题
现在的建筑设计越来越讲求其外在造型的新颖、别致,导致在后期建筑施工中的建筑物屋面和墙体的凹凸进退越来越多,在实际建设中会使用许多飘窗,增加了建筑物的美观性,但由此也增加了建筑的热桥产生,使得建筑节能效果大打折扣。
2建筑节能设计原则
2.1与气候条件相适应
建筑物建成后受到自然环境的影响较大,我国地域广袤,南北地区气候条件差异性巨大,在建筑设计中的建筑节能方面要坚持与气候条件相适应原则,不同的地区,在建筑设计要充分考虑其当地的气候条件,最大限度的节能能源,充分利用好当地的自然资源条件,如对于风能和太阳能充沛的地区,在建筑设计时可以在楼面安装相应的太阳能面板,在建筑材料的选择方面要注重趋利避害,结合建筑设计的总体结构,在建筑内营造良好的室内环境,节省资源和能源。
2.2整体规划的原则
建筑节能的实现,要从建筑设计、建筑实践整个环节,因此,首先从设计理念方面要把节能思想融入到节能实现的每个步骤;从建筑的整体出发,宏观层面做好节能规划和实践,注重从建筑设计整体结构做好节能设计的规划和实施。
2.3多措并举的原则
建筑节能除了要从宏观做好设计之外,还需要结合建筑的实际,从建筑的选址、规划、布局以及后期的建造等每个环节中都要把节能理念融入进来,例如,设计时要充分考虑建筑的照明、通风、采暖等方面的节能,还需要从建筑材料的选型、设备和产品的采购等都需要严格按照建筑节能的标准,并做好建筑节能设计管理和监督。
2.4把握好与建筑节能关系
建筑平面设计包括形状、建筑长度、宽度、幢深与平面布局等方面的设计[1]。例如,在从节能角度考虑建筑设计时,原则上尽量减小维护结构总面积;增加住宅建筑的长度、宽度以及幢深,可以有效实现节能效果。此外,根据建筑平面布局结构,合理做好热环境、温度阻尼的分区等等。
3建筑设计中建筑节能措施的运用
3.1建筑整体节能设计
3.1.1做好设计规划根据建筑物的整体情况,充分考虑建筑物所在区域的气候条件,从建筑物的形状等方面进行合理的规划设计,以保证设计后的建筑物能够有效的应对恶劣的自然环境。规划设计通常需要从建筑物体型、整体的体量设计、建筑物的日照和方向,与城市的整体发展规划、道路、历史文化等综合因素结合起来,充分考虑多方因素的平衡,设计出理想的节能建筑风格。
3.1.2合理建筑选址建筑物的选址对周边的环境因素考虑较多,同时,这也与建筑节能密切相关,因此,从建筑设计前的选址方面,要结合气候、地形、水质、土质、周边环境等因素综合考量,要把建筑物建成后的运行与所在地的环境结合起来,在保护好生态环境的基础上,把握建筑物所在区域的自然条件,使建筑设计更具节能环保。
3.1.3外部环境设计
当建筑物选址确定和设计规划完成后,需要充分把握建筑的外部环境设计,根据建筑的功能要求,从建筑物的外部环境进行优化和设计,如建筑物外部的绿化植被、人工湖、隔音设计,以及建筑物周边的温度和湿度的平衡设计等等。
3.2建筑单体节能设计
3.2.1窗户节能设计
窗的使用,可以有效阻挡外界环境变化对建筑室内的侵袭,也可以使人在室内很好的与外界自然沟通。窗的有效节能设计能够减少窗户耗热、提高窗户得热效果。影响窗户热损失的因素主要是窗户的面积、材质热传系数以及朝向、遮挡等情况。因此,窗户的节能设计首先是设计好窗墙比、窗户玻璃层数以及窗户的朝向设计。由于南向双层窗辐射得热量大于窗户热耗值,南向窗为得热构件,因此,在设计双层钢窗的窗户时,要增加南向窗墙比;此外,窗户层数的设计也要考虑不同气候地区的自然条件,例如南向窗户在选择合适层数并采取有效措施减少热耗的前提下,适当增加窗户面积,将太阳辐射产生的热能充分利用起来;而对于其他朝向的窗户,在满足采光需求的条件下适当减少开创面积,以减少热耗。加强窗户的气密性、改善窗户镶嵌部分的保温能力、选择热导系数较小的设备选型(如塑料窗框),以改进窗户热工性能。
3.2.2屋顶节能设计
建筑屋顶与自然环境直接接触,容易受到外界气温、日光的辐射等因素影响,屋顶所造成的室内耗能大于外墙和地面的耗能量。屋顶外形通常分为平屋顶、曲面屋顶和坡屋顶三中类型[2],不论是哪一种屋顶在设计时都应满足防水、隔热保温、结构安全以及建筑艺术等基本要求。具体来说,屋顶的节能设计方法可以从以下这些方面来实现:(1)选择隔热保温的平屋顶构造,在传统的保温屋顶构造上面选择“憎水性”保温材料架设架空隔热板,这种构造符合了夏热冬冷地区的建筑屋顶使用,节能效果十分明显;(2)设计绿化屋顶:根据屋顶的结构特点、荷载以及生态环境条件,在屋顶设计选择生长习性与之相适应的植物,将屋顶空间充分利用,营造绿色景观形态,既能够起到很好的隔热效果,又能通过植物的光合作用,释放氧气,改善建筑空气环境质量,降低温度,还能够美化城市环境。(3)屋顶结构改造。例如通过“平改坡”设计,将屋顶的建筑结构在许可条件下,将多层住宅平屋面改造成坡屋顶,并对外立面进行整修粉饰,坡屋顶得热量相对平屋顶较小,缓解建筑物内的温度,提升居住舒适度;(4)太阳能屋顶设计:屋顶具有较好的采光条件,将屋顶设计为太阳能屋顶,能够吸收太阳辐射能,降低室内温度,可以给建筑物内的用电设备提供源源不断地清洁能源,但太阳能屋顶成本较高,普及率较低。
3.2.3外墙节能设计
外墙是建筑的主体部分,做好节能设计尤为重要。针对外墙节能设计要秉持生态节能环保理念,提高资源的利用效率。(1)外墙构造节能设计。外保温方面,选择绝热效果好的材料(如水泥聚苯板、纤维增强聚苯乙烯保温板等等)复合在墙体,维护结构靠室外一面;内保温方面,将绝热材料复合在墙体维护结构靠室内一侧,满足承重及节点不结露基础上适当减薄墙体,设置相应的覆盖层防护;中间保温设计主要是要填充密实,防止内部空气对流。(2)细部热桥与结露设计。在建筑设计时要注意做好墙角、墙面出挑件(如雨罩、空调室外机隔板)等部位做好隔热断桥和相应的保温措施,一般将面接触改为点接触,减少热桥面积。(3)现有墙体改造:针对已建成的防污,在充分利用现有资源的基础上合理使用资源的角度做好墙面的改造设计,例如通过在墙体外种植爬山虎植物,降低外墙的温度,减少噪音污染。
3.3建筑节能技术的应用
建筑节能设计除了整体设计和单体设计外,还要充分利用各种节能技术,将其应用到具体的设计中。
3.3.1遮阳节能技术
遮阳节能技术有水平式、垂直式和复合式,其中,水平式是针对阳光从建筑窗户上访直射下来的遮阳效果,这种技术遮挡的高度角比较大,主要应用于坐北朝南的窗户上;垂直式遮阳遮挡的是从窗户侧面斜射来的阳光,遮挡的高度相对较小,一般应用于西北或东北方向窗户的遮阳;复合式遮阳则是在针对窗户上方和两侧斜射进来的阳光的遮挡,适用于东南和西南方向的窗口阳光的照射。此外,还有遮阳窗帘、调节叶片角度的百叶窗等,可以根据季节的变化,调整使用的角度,起到遮阳效果。
3.3.2自然通风技术
建筑节能设计要充分考虑自然通风条件,综合建筑物各方面的因素对建筑物室内外环境进行设计。建筑物选址时,建筑主立面尽量朝向夏季主导风向,而次要的立面朝向冬季主导风向。组团式住宅开口以面向夏季主导风向为主,对于多排布置的住宅,合理确定开口率,并将其布置成与夏季主导风向呈50度角设计。
作者:丘伟辉 单位:惠州市建筑设计院有限公司
参考文献:
关键词:建筑设计;节能措施;探讨
目前,世界上公认的一大难题就是能源问题,尤其是对我国而言,尽管部分能源占有率较高,但存在严重的能源分布不均的问题,更应该对能源加强控制与管理。这也是我国节约型社会创建的依据,要求从不同方面做好节能减排措施,对于消耗最大的建筑行业而言,在项目自始至终都应该采取节能措施,降低能源消耗,特别是在建设设计环节中节能措施的应用,对后续施工有直接的影响,加强建筑设计中节能措施的应用,也是我国可持续发展的要求。
一、节能措施在建筑设计中应用的意义
建筑设计中合理运用节能措施,具有重要的显示意义。首先,由于我国能源存在短缺的问题,而建筑行业又是能源消耗最大的行业,因此建筑节能非常有必要,尽管我国是能源大国,但由于人口多,人均占有率非常少,也就导致能源问题在我国极为严峻,在此背景下,应该重视节能问题,在各行业、各领域内做好节能措施,建设设计中也不例外。其次,由于建筑行业的能源消耗比较大,如果对这个行业能够做好节能措施,那么节能的效果必然会非常显著,为了是建筑行业对节能措施认真落实,首先就要从建设设计开始应用节能措施。最后,随着国家节能减排政策的出台,建筑行业中很多企业也都认识到了节能的重要性,也是以后建筑发展的主要方法,尤其是在建筑企业数量众多的基础上,企业之间的竞争压力较大,而节能设计能够降低成本,且具有节能效果,受到人们的欢迎,因此建筑企业为了提高自身的竞争能力,也有必要在建设设计中应用节能措施。
二、节能措施在建筑设计中的应用
在建筑设计环节中,为了能够突出节能措施应用的效果,结合现阶段建筑设计的特点,主要从建筑屋面设计、墙体设计及门窗设计等方面落实建筑节能措施。
1、建筑屋面设计中节能措施的应用
建筑屋面是整个建筑的重要组成,尤其是对现有建筑而言,屋面保温隔热的功能越来越明显,而且从能源消耗角度来说,保温隔热对能源的消耗也是比较多的,因此,在建筑屋面设计中,应合理应用节能措施,且效果明显。特别是在冬季和夏季时,可以利用室外温度差异降低对能源的使用。具体来说,在建筑屋面节能设计中,表现在以下三点:第一,设计中,屋面保温层的设计是关键,通常而言,要求保温层的材料选择要具备较好的吸水性和密度;第二,屋面施工材料尽可能选择节能材料,禁止使用存在污染的材料;第三,可以在屋面设计中,应用绿色植被对屋面进行覆盖,可以起到保温的作用,同时也具有美化建筑的作用,隔热效果显著。
2、建筑墙体设计中节能措施的应用
对建筑墙体采用节能措施进行设计,可以实现节能的目的,主要从以下几个方面进行设计:首先,在外墙设计中,可以采用隔热保温性能较好的材料对建筑外墙进行设计施工,构建单一性外墙;其次,对室内墙体设计时,为了能够使墙体的保温隔热性能更好的发挥出来,通常采用复合结构来设计,即用性能良好的保温材料在室内墙体设计成夹层模式,达到保温隔热的目的;第三,在墙体内部粉刷中,尽可能用石膏材料,如选择石膏板对内部墙体进行铺设,因为石膏板的隔热性能非常好,不仅仅等起到节能保温的效果,而且墙体的强度也能够得到提高,一定程度上对墙体进行了支撑。从建筑材料的发展来看,越来越多的保温材料得到应用,如在墙体施工中,也可应用聚苯板、保温砂浆及聚氨酯板等,很大程度上这些材料均能够提升建筑墙体的节能效果。
3、建筑门窗设计中节能措施的应用
建筑整体能耗中,门窗的能耗消耗是非常多的,仅仅门窗的能源消耗,接近整个能耗的一般。所以,在建设设计中,对门窗加强节能设计是最重要、最关键的,传统的门窗设计中,为了是能耗得到降低,往往采用的是缩小门窗的面积来实现,这就导致了门窗的作用无法发挥出来,包含室内的通风、采光等,由此可见,只是将门窗面积缩小来实现节能的目的是不合适的,在建筑门窗设计中节能措施的应用主要从以下几个方面入手:首先,对墙体与门窗的面积比例首先要合理进行确定,通过相关计算得到最佳的门窗与前提比例,可以有效的降低门窗的能源消耗;其次,对门窗的气密性加强控制,主要原因在于门窗气密性的提高可以最大限度的使室内和室外隔绝开,从而使室外温度对室内温度的影响最小化,降低由于室外温度变化导致的室内温度控制不佳造成的能源消耗问题,也因为这一原因,国家对门窗气密性的要求为必须达到四级;最后,在门窗材料的选择方面,尽量使用环保材料,同时对所选材料的能耗状况也要充分进行考虑。
4、现代建筑节能设计的重要措施
随着我国建筑的不断发展,在现代建筑节能设计中,已经不仅仅是对建筑屋面、墙体、门窗等部位进行节能设计,同时其它部位的节能设计也越来越多,在具体设计中,应该结合施工现场具体情况进行规划设计,达到整体节能效果的实现。对现代建筑节能进行设计中,可从以下几方面进行设计:首先。对建筑技能科学进行规划。从节能的角度出发,选址要合理、科学,确保建筑分区、道路布局、建筑朝向、结构设计、建筑间距等方面的合理性,从这些因素综合节能入手,实现建筑整体的节能效果实现。其次,在建筑设计中,照明节能设计也非常重要,照明设施要尽可能选择节能设备,照明线路、节能光源要合理选择,并设计与安装节能开关,尽可能的保证建筑使用过程中,最大限度的对自然光源的利用。第三,对建筑采暖节能措施要充分考虑。针对我国北方寒冷地区,冬季采暖能源消耗非常大,所以加强室内的采暖、保温设计非常关键,在设计中,尽可能的缩短供暖管长度、合理规划采暖管网,有利于提高管道的保温能力,防止热量大量的损耗,也能够最大限度的降低能耗和节约能源。第四,在建设设计中,对地热能、太阳能、风能等可再生能源要充分的进行利用,可将其转化为电能、热能等,可有效的降低建筑能源消耗,实现节约能源的目的。
三、结语
在现代建筑的发展中,节能建筑的是建筑发展的主要方向,在建筑设计中,应将节能措施、节能材料应用到施工中。从建设设计环节入手,考虑到建筑节能与建筑设计、规划、建筑功能、周边环境之间的相关因素。在设计中,对屋面、墙体、门窗等部分一方面考虑节能材料的应用,一方面考虑对太阳能、风能等可再生清洁能源的最大利用,能够有效的实现降低能源消耗的目的,从节能环保角度促进了我国建筑的长远发展。
作者:冯宪奇 单位:广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司
参考文献:
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[2]黄志英.住宅建筑设计中的节能措施应用探析[J].福建建材,2012,(10):113-114.
[3]刘小军.基于建筑设计的建筑节能方法的探讨[J].山西建筑,2010,(12):238-239.
[4]董玮.节能措施在住宅建筑设计中的应用分析[J].江西建材,2015,(05):11-12.
关键词:节能;建筑设计;应用效果
建筑行业耗能较高,目前我国处于自然资源紧缺的情况,为响应节约资源的号召,节能建筑设计有了更大的发展空间。节能设计能够促进建筑设计转型,减少相应的污染以及不必要的浪费。在这样的建筑设计理念下,极大的方便了人们的工作、学习和生活。
1 节能建筑设计的意义
1.1 节约能源
随着社会发展,消耗的资源也在增加,因此节约能源非常必要。建筑行业是耗能产业,如果将节能设计应用其中,不仅节省原材料,而且会节省相关的建筑经费。我国的城镇化正在向前推进,其中消耗的资源不可估量,由于我国能源利用率与发达国家相比还有很长路要走,导致了巨大的能源浪费。因此,节能建筑理念对于我国能源的节省具有重要作用。
1.2 改变人们的观念
社会发展的进步伴随着资源的消耗,环保的理念在人们心中有着重要位置。节能建筑设计符合了当今社会追求简约、环保的理念,并将其向更广的范围推广,变成全民理念。这对于社会的发展起到良好的示范作用,建筑设计理念的深入和应用可减少人们对资源的消耗,因此节能建筑设计势在必行。
2 节能建筑设计在建筑设计中应用的意义
2.1 适应国家发展
国家要想发展长远,能源是起到关键性的保障。如果没有能源作为国家经济发展的后盾,那么一切无从谈起。我国在节约能源的技术层面有待提高,造成大量能源被浪费消耗,对经济的发展起到了负面影响。在社会的进步发展中只有推行节能建筑设计,才能防止在建筑行业造成浪费,降低耗能对国家发展的制约影响。经济可持续发展是我国经济的目标,因此,节能建筑设计符合国家长远发展的需要。
2.2 环保的需要
建筑行业会使用大量建筑材料,例如钢筋、水泥等。如果这些材料不能很好的利用,就会造成浪费。另外,在生产钢筋、水泥的过程也会产生能源消耗,其中的“三废”会污染空气以及对水质造成危害。能源的浪费会对人们的日常生活造成不便,例如近年来的雾霾天气,影响着人们的出行。随着宣传环保力度的加大,人人都在践行环保理念。节能建筑设计在建筑设计中的应用也是节约资源的一种形势,是环保理念的一部分。
2.3 国家可持续发展的需要
由于我国能源浪费严重,有关于环境、能源的问题成为国家要解决的重点。为了节约能源,实现能源利用的最大化,国家推出可持续发展战略来实现未来的美好蓝图,并将其放在国家发展的首要位置。在建筑行业推行节能建筑设计也是在响应国家的号召,工作人员应当做好将节能建筑设计应用到建筑行业的工作,使人们看到更多节能建筑设计的影子。为了阻止能源继续浪费,要认真对待节能建筑设计工作,不能走过场。将建筑和节能理念相结合,带给人们新感受的同时,还避免能源浪费。作为可持续发展的需要,落实节能建筑设计在建筑中的应用变得更加重要。
3 节能建筑设计在建筑设计中的应用
节能建筑设计在建筑设计中有着广阔的施展空间。由于当今人们认可节能理念,节能建筑设计适合发展需要。在具体应用过程要注意诸多问题,下面做具体分析。
3.1 合理选址
在建筑设计首先要考虑的问题是如何选择合适的位置,经过工作人员的调查研究以及地理勘测之后,选择在自然因素、社会因素都适合的位置。为了节能的理念,可以选择在建筑过程中以及使用过程中消耗能源最少的环境。例如在设计全开式客厅,要考虑空气流动,可将其放在迎风面。建设建筑群时,考虑高低建筑的排列位置。合理的环境可以减少对空气、水源以及各种自然资源的危害。例如在河流的上游不能建造一些排污工厂,会影响水源质量和下游居民的生活。为了保护人们的生活环境,工厂应建在远离生活区的地方。
3.2 使用新能源和可再生资源
不可再生资源的使用导致资源短缺,需要寻找替代能源满足社会发展的需求。新型能源以及可再生能源成为代替不可再生能源的理想能源,新能源可以在今后的建筑行业独当一面,成为不可缺少的材料,减少不可再生能源的使用。在节能建筑设计中,将新型能源例如太阳能、风能等应用其中。利用太阳能可减轻煤炭在功能上的重担,利用潮汐发电可缓解传统发电带来的能源浪费,从而减少污染,缓解当今社会不可再生能源短缺的现状。
3.3 建筑结构渗透节能设计
建筑行业要在建筑结构的规划过程中,将节能设计渗透其中,二者结合。考虑到风向转换、水源流向、日照时间等,对建筑进行科学环保的设计。建筑物的结构是极其耗费资源的部分,可以从它入手,利用建筑选址带来的优势去减少资源的浪费。针对不同气候的地区要采用不同的节能设计理念,例如在冬季寒冷地区,尽量不安装落地窗,要考虑其保暖设施,在建筑设计中加入隔热保温材料。充分利用自然环境来满足人们居住的要求,从而减少对能源的使用。
3.4 推广高效的节能建筑技术
节能建筑设计的相关技术起步较晚,有的还在探索之中,虽然有许多技术成功在建筑设计中应用并得到很好的效果,但是也有部分技术需要科学研究支撑,因此成本较高。在进行建筑设计时,选用高效、性价比高的节能技术是非常有必要的。有些技术应用V泛,在社会中引起不错反响,例如太阳能的使用已经成熟,可将太阳能发电、供热等技术应用到建筑设计上;将隔热膜应用到窗户上也是不错的保暖选择。这些都可以有良好的节能效果,并符合当今社会发展的趋势。
4 结束语
节能建筑设计有着良好的发展前景,在当今社会能源紧缺的情况下,采用节能建筑设计是一种性价比较高、易于让人们接受的设计。作为建筑设计人员,要顺应时展,及时充实自己,提高自己在建筑方面的设计水平。在学习节能建筑设计时,注意掌握其在使用过程中的要求和方法。为了社会的环保、绿色发展,节能设计发挥着不容小觑的作用,充分利用它的长处为我国建筑行业的资源节约与社会发展做出更多贡献。
参考文献
[1]汪一.节能建筑设计在建筑设计中的应用效果分析[J].城市建筑,2016(8):147.
关键词:生态节能建筑设计;重要性;城市建设;措施应用
中图分类号:TU2 文献标识码: A
引言
随着我国城市化进程的不断加快以及建筑行业的迅速发展,建筑能耗在社会能源消耗中所占的比例越来越高,在坚持可持续发展的今天,如何采取完善的建筑节能措施降低建筑物能耗,已经成为建筑工程行业发展中鱼待解决的问题。建筑设计作为建筑工程实施的关键控制环节,也是提高建筑节能效果的主要措施。在建筑设计中严格执行国家相关节能标准,控制建筑物的能耗,已经在建筑设计中占到了核心位置,这对于推动我国建筑行业的生态环保与绿色低碳也具有重要的作用。
1、推动节能设计的必要性
1.1建筑能耗总量巨大且呈迅速增长趋势
根据相关部门的数据调查显示,目前我国建筑能耗呈现增长迅速的趋势,且90%以上的国内建筑都不符合节能标准要求。中国的建筑能耗约占全社会总能耗的29%以上,且每年都以1个百分点的速度在不断的增加。绿色建筑更像是一个热门话题,在建筑领域,它似乎只是一个概念,并没有切合实际的进行实践。
1.2建筑节能状况十分严峻
随着我国城镇化进程的不断深化,人民生活水平也在不断提高,对工作以及生活环境的要求也是越来越高。因此对供暖、空调、照明、家用电器的建筑能源服务水平的要求也不断提高。就供暖来说,供暖区域已经从黄河以北扩展到长
江以南,而空调装机容量年均增长速度超过20%,并且能耗量大,对环境污染程度也越来越严重,尤其是冬季供暖,能源的消耗以及对环境的影响特别明显。
2、建筑物节能设计要点分析
建筑物的能耗主要是指为了改善建筑物室内环境,进而在采暖、通风、空调、照明、供水等方面的能源消耗,因此建筑物节能设计主要是通过在建筑规划、建筑结构几何参数、建筑护结构以及充分利用各种可再生资源等方面采取相应的处理措施,控制建筑物室内外热量的传递,进而降低建筑物的整体能耗,实现建筑设计的保温节能。在建筑物的节能设计中,关键要点就是通过对设计方案的优化,尤其是在建筑物整体规划布局、护结构保温、各种可再生能源利用等方面进行优化,以满足建筑物的节能降耗要求。
此外从绿色配置的角度来分析,植物确实能够调节环境中的温度和湿度。因此提高环境周围的绿化利用率不仅能够美化环境,还能够在一定程度上改善微气候,从而达到节能的目的。而不同的植物,对环境改善的侧重点也有所不同,这也要求在进行园林规划时,合理的选择植物品种,一般情况下,夏季时枝叶繁茂,冬季则树干脱落。因此乔木是一个很不错的选择。
3、建筑节能设计中需要考虑的自然因素分析
在建筑节能设计中,对于自然因素主要是通过设计师对自然因素的掌握与合理控制,有效地规避不利因素并充分利用自然资源,以提高建筑工程的节能质量与效果,主要影响因素主要有以下几方面。
3.1光照
建筑物室内适度的光照可以增加居住环境的舒适感,而且可以降低由于采光增加的能耗。但是如果光照过度则会造成室内温度过高,增加空调制冷带来的能耗。此外,增加太阳能热水器或者是发电板,也是实现建筑节能的重要途径。
3.2通风
如果建筑物空间布局不合理,容易造成建筑物室内空气流通不畅,导致室内环境需要采用空调通风换气并调节温度,增加不必要的能耗。
3.3雨水的利用
雨水作为日常生活中必不可少的自然资源,如何在建筑物设计中充分的收集利用雨水也是建筑规划设计中必须考虑的因素。
4、建筑物节能设计具体措施
4.1合理的规划建筑物空间布局
建筑物的空间布局形式对于建筑的节能效果也有着重要的影响,因此对于建筑物规划布局也应该按照节能设计要求进行必要的规划。第一,应优化建筑物的平面布局,对建筑物朝向、建筑物彼此之间的间距、建筑物内部的风道、建筑物
内部绿化设施等进行综合布局设计;其次,在建筑物设计中应该按照建筑物空间设置以及绿地设计,合理的确定建筑物的密度以满足建筑物间距、采光、通风等多方面的要求;第三,做好建筑设计过程中的雨水收集系统设计、太阳能利用设施以及水利用循环系统设计等内容,全方位地进行节能设计优化。
4.2门窗节能设计
建筑物门窗设计中如果未能充分考虑到节能设计的要求,同样会造成建筑物能耗的不合理增加。对于建筑物门窗节能设计,首先要合理的确定建筑物门窗的朝向以及窗墙比等参数,应该按照建筑物的采光和保温效果综合分析窗墙比以及朝向设计;其次,要确保建筑物室内能有较好的通风效果,通过自然通风的方式及时散失室内环境的热量,通过对流改善建筑物门窗的通风效果;第三,要合理的选择窗框以及玻璃材料,以提高建筑物的节能效果,特别是对于在现代建筑工程中应用较为广泛的玻璃幕墙,更应该通过采用隔热玻璃、增加遮阳装置或者是采用双层幕墙等技术,改善建筑物的节能效果;第四,应该按照节能设计标准提出相关的要求,对门窗气密性能做好设计,尤其是做好门窗开启扇的密封设计。
4.3 屋顶建筑物墙体节能设计
建筑墙体的主要功能是承重、防水和保温,在对墙体进行设计时,应多注重其合理性。墙体材料的投资在整个工程当中所占比例很大。我国传统的墙体建设是采用实心砖来建造较厚的墙体。这样虽然能够达到保温节能的效果,但实质上也是一种浪费现象。随着社会的不断进步,空心砖和复合墙能够综合的保证节能保温不受到太大的影响,同时又能够大大地降低材料的使用率。复合墙体技术通常是由钢筋混凝土来承载结构重力,而在墙面也可以使用绝热、防腐蚀的材料进行保护。复合墙体目前已经被广泛推广与使用,且效果明显。
4.4建筑物屋顶节能
作为建筑物护结构之一,在建筑节能方面具有重要作用。节能屋顶的形式有很多种,其中最主要的几种形式为平屋顶、坡屋顶以及拱形屋顶。最为常见的是平屋顶和坡屋顶。一般情况下,在进行屋顶设计时,不只是考虑到其节能效果,还会根据建筑物的用途来综合考虑。平屋顶相对于坡屋顶和拱形屋顶而言,屋顶面积最少,因此受到阳光的照射面积也最少,热能采用率低。而在屋顶设计时,也应该考虑到屋顶排水系统,屋顶材料应使用吸水性较好的材料,屋顶排水管道应该符合设计要求。其次,屋顶保温材料也应该根据不同地区的气候差异来进行选择。屋顶颜色的不同,也会影响到其对光能的吸收率。一般情况下,颜色越深,对阳光的吸收率越高。最后也应该考虑到材料的强度以及抗腐蚀性,保证其使用年限。
4.5积极采用新技术改善建筑物的节能效果
在建筑物设计过程中,还应该积极的采用各种新材料和技术来改善建筑物的节能效果。例如在建筑设计过程中根据区域地理位置以及气候环境增加太阳能发电或者是风力发电设施,通过利用自然资源发电节约电能消耗,或者是利用太阳能加热装置为建筑用户提供热水,在冬季北方取暖上采用地热资源等形式对建筑用户进行供暖,利用这些新技术提升节能设计效果。
结语:
我国建筑行业虽发展快速,但在进行建筑工程设计时,对建筑设计的节能意识还需要提高。作为建筑设计中重要的设计因素,建筑节能也是降低建筑能耗的主要控制环节。节能设计理念的应用可以在很大程度上起到节能的效果。而措施的实施,则需要监管部门与设计、施工人员共同努力,重视我国能源与环境问题,方可取得较好的节能效果。在建筑设计过程中,设计师应该按照国家有关节能技术标准要求,创新设计手法,并积极采用多种新技术与新材料,以提高建筑物的节能效果.降低建筑物的整体能耗。只有这样才能让我国建筑业健康发展。
参考文献
[1]李果,马帅. 建筑设计中节能建筑设计问题分析[J]. 中华民居(下旬刊),2014,03.
[2]方志义. 关于绿色节能建筑设计的思考[J]. 河南建材,2014,02.
[3]王鸣暄. 建筑设计中节能建筑设计的探讨[J]. 江西建材,2014,17.
1.建筑节能意识起步较晚
我国从上世纪90年底中后期,才开始重视节能环保话题并逐步开始研究和推行,比发达国家晚了20年左右时间。节能意识在建筑行业中也是近几年才开始全范围推广的,目前我国仍旧执行着低水平的建筑节能设计标准。在既有的400多亿平米建筑中,仅有不到5%采用了简单的节能措施,新建的建筑项目中更是有90%以上都是高能耗建筑,我国整体能源的消耗是发达国家的3倍以上,对于能源的回收和再利用效率也远低于发达国家,严重制约着我国经济的进步。
2.建筑节能设计理念陈旧
目前我国建筑设计中节能环保意识不够,还是传统的设计观念,造成了能源的极大浪费。以北方采暖城市为例,首先墙体方面普遍都达不到节能标准,一些地区连要求的第一步节能30%也达不到,其耗热量是气候条件接近的发达国家的4倍以上。门窗方面依据传统的设计标准,导热系数过大,密封性保温性普遍都达不到节能标准。屋顶方面,传统的保温隔热板既达不到节能要求,而且还影响建筑物的美观形象。这些因素导致了北方城市,在冬季采暖期只能过度依赖供热采暖设施来达到保温取暖,而热能又会通过门窗等缝隙散失到外界,造成浪费。
3.可再生能源在建筑中的应用进度缓慢
我国国土面积辽阔,可再生资源分布的总量非常大,但国家至今还没有出台相关的技术标准和配套的政策法规进行统一化管理,致使目前的可再生能源应用规模较小且市场混乱。尤其是北方城市的建筑市场,本身对于新型环保材料的接受能力很差,多使用传统的高能耗建筑材料,而且一些建设单位在项目设计之初,只考虑建筑成本的投入问题,而不重设备运行过程中的节能、环保功效,因此造成了能源的大量浪费。
二、节能设计在建筑中的应用
设计是建筑工程项目中一个重要的环节,它是项目建设的依据,节约建筑能耗,需要从设计源头入手。
1.整体规划节能设计
建筑项目在设计规划之初,就应该本者节能环保的意识,尽量利用自然界可再生能源。首先要谨慎考虑建筑物的朝向、体型、楼间距、周围配套设施及绿化景观等因素对于建筑节能的影响。北方住宅建筑以南北通透(一南一北卧室,南向客厅)为正房,就是很好的利用了太阳的直射时间以及南北窗户自然风的对流,依靠自然资源来达到室内通风、保暖及采光的功效。对于一些不能设置为南北向的建筑,则至少应保证将最为主要的房间设置在冬季朝阳且背风的部位,减少围护结构的散热量。对于楼间距的问题,目前的建筑设计中已有严格规定,应保证冬季采暖期内建筑南墙的太阳辐射面积不会受到其它建筑的遮挡。建筑配套的景观绿化对于节能也同样有着重要意义。合理的树木、植被、花卉以及景观水系的维护管理,可以有效净化周围空气,降低外部噪音、风沙等影响,平衡周围环境中的温度、湿度等等。
2.建筑外墙及门窗的节能设计
墙体是连接室内外环境的部位,最容易造成室内热能量的损耗。墙体设计除了正常的保温、防潮、隔热措施以外,还应该多推广一些国内外的新型工艺,如寒冷地区的夹心复合墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计以及国外较常采用的导风墙体设计等,通过设计可以控制室内环境的自然通风。建筑的门窗设计上,主要是针对其密封性做一些补救措施。如门窗框与墙体之间的缝隙应采用硬泡聚氨酯发泡剂、聚氯乙烯泡沫塑料等软质保温材料填补,而不得采用普通水泥补缝。门窗四周与抹灰之间,应采用保温材料和嵌缝密封膏密封。避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能。
3.环保节能材料的推广
新型环保节能材料对于建筑的节约能耗有着重要的意义,作为建筑设计者,也应该以节能环保理念,大力推广和普及新型的节能材料。建筑材料的选择应以健康、高效、经济、节能为原则。如节能建筑涂料、节能木地板、节能化学建材等,这类材料兼具装饰美观与节能环保的双重功效,应当是未来建筑装饰材料的重点发展方向。又如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;应有在墙体、屋面结构中的新型保温、防水建材,除了能正常的保温、防水效果之外,这些材料从生产到使用,再到回收利用等一系列过程中均不会对环境造成污染。
三、结语
关键词:建筑设计;建筑节能
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
1 建筑节能在规划设计中的应用
在规划设计时应从朝向、日照、主导风向、楼间距等因素考虑节能设计的应用。比如:
我国所处位置受太阳高度角和方位角变化规律的影响,朝南向可在夏季减少太阳辐射,冬季增加太阳辐射,同时朝南向也利于夏季形成穿堂风,冬季避开西北风,因此在规划设计时,尽量将客厅、主卧室等住户长期活动的空间设置朝南位置,以节约空调和采暖的消耗。将厨房、卫生间、楼梯或者电梯设计成朝北向,遮挡日照直接照射,避免冬季西北风灌入。
我国冬季的主导风向是西北风,在总平面设计时尽量将门窗洞口避开迎风面,以减少冷风对建筑结构的渗透。特别是在严寒和寒冷的地区,在规划设计时更应该考虑避开冬季的主导风向,同时也要考虑多利用日照。住宅小区楼间距应在满足规范的日照间距的基础上适当的增加,这样有利于小区内空气流通,降低建筑能耗。
2 建筑节能在结构设计中的应用
2.1 外墙节能设计
墙体是围护结构的主体也是建筑的主要组成部分,承担着室内外热交换的作用。建筑节能的中的30%都是通过墙体保温隔热性能实现的。据分析,节能外墙与普通外墙室内温度差为4℃-6℃,所以在建筑节能的设计中外墙是绝对不能忽略的因素之一。
外墙具备承重、安全围护以及保温隔热等功能,其中在考虑节能方面时,要选择使用保温隔热性能较好的墙体材料进行施工。目前在工程中常常使用的墙体材料是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。其中复合墙体使用的绝热材料主要有岩棉、玻璃棉、聚苯乙稀、加气混凝土等,复合墙体宜选用外墙外保温,即采用连续外包的方式,在主体墙结构外层粘接一层保温材料,并在保温材料外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆,隔断其热桥作用的混凝土梁或者柱起到“断桥”的作用,从而降低耗能。由于此方法的效果明显高于内保温,随着建筑节能技术的不断完发展,外墙外保温将成为建筑保温节能形式的领导技术。
除此之外,建筑物的体形系数也是墙体中出于节能考虑的因素之一。《民用建筑节能设计标准》中对体形系数的定义是:“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。”因此减少建筑物体形系数,就是减少建筑物的表面积,减少维护结构面积,就做到了节能,换句话说体形系数越小,建筑物的节能就越有利。一般来说,体积大、体形简单的建筑以及多层和高层建筑,体形系数较小,对节能较为有利。在设计时也常常将体形系数控制在0.3以内。从热传递方面分析,由于建筑物实墙的阳角内层散热面大,且交角处多半设置有热桥作用的框架柱或者构造柱,因此,该处是建筑物耗能较大的部位,如果将建筑物设计成圆柱形则减少了交角,有利于节能。所以从节能的角度考虑建筑物外形设计时,尽量保持外表面整齐,避免凹凸变化太多。
对于一些既有建筑物,可以通过在日照强烈的墙面种植植物来降低传入室内的热源。除此之外植物还可以吸收粉尘和噪音,对于净化空气降低温室效应都有很好的作用。
2.2 屋面节能设计
屋面是接受太阳辐射最长的部位,它所采取的保温隔热措施对于建筑整体节能也很重要。在设计时应选用导热系数小、蓄热系数大、吸水率较小的保温隔热材料。建议采用倒置式屋面将保温材料设于防水层上,可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。屋面上应设置排气孔, 以排除保温层内不易排出的水分。
同墙体节能的方法一样,可以采用屋顶种植花卉植物等方法。由于土壤在吸水饱和后会形成一层憎水膜,有利于屋面的防水,而且土壤导热性能差,不随大气气温骤升或骤降而大幅波动,在阻挡热源的同时,降低温室气体排放,即达到保温隔热节能的效果又起到了美好环境的作用。
2.3 门窗节能设计
门窗即使太阳辐射吸热部位,又是主要的散热部位,因此在建筑节能设计时,合理设置门窗也是重点考虑的因素之一。设计时在保证采光通风的条件下,尽量减小门窗洞口的面积,选用气密性高、保温性好的材质,减少冷风渗透以及门窗的热传递。第一是控制窗墙比,一般住宅设计尽量避免落地窗的设计,对于方向不同,窗户的设计方式也不同,减少西北方向的立面窗户的面积。第二是提高门窗的气密性,选择好的窗体材料。对于外窗部位设计时,窗框与门窗洞口之间的缝隙采用保温材料填实,不得采用水泥砂浆。设计选用合适的窗型和门窗配件,减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃。目前设计中多采用断桥隔热铝合金窗框或者塑钢窗框,对于玻璃的选用则多采用中空玻璃窗。另外,对于面朝南向的窗户在设计时可以采用凹式设计,外加遮阳板,这样可以起到遮阳的效果。
3 建筑节能与新能源的结合应用
3.1 太阳能的设计使用
太阳能作为一种免费、清洁、环保的可再生能源,近年逐步得到建筑节能领域的重视。在我国太阳能开发利用主要有两方面:一方面是利用太阳能获得热能,比如太阳能热水器就在民用住宅小区中广范使用。使用太阳能热水器在设计时要充分考虑热水器和建筑的整体结合效果,统一安排搁置位置,处理好与外立面的关系,在此基础上还要在给排水方面进行周密的设计,除了保证热水器与建筑达到视觉效果的完美,还要保证防水、管道布置等不出现问题。另一方面,利用太阳能发电即应用光伏效用原理,将太阳能辐射转化为电能。这项技术在西方已经取得了良好是应用,但鉴于此项技术的成本偏高,在我国在高档的住宅小区或者公共建筑设计中,可以采用此项技术。随着科学技术逐渐发展以及应用经验的累计,在未来太阳能发电技术也会逐渐走入到普通住宅小区的建筑节能设计中去,并将作为今后辅助建筑能源的重要形式之一,在可持续发展的能源结构中发挥一份作用。
3.2 地热资源的设计使用
地热资源与太阳能、风能及潮汐能合称为“四大可再生资源”,相比较太阳能的使用,地热资源的使用具有地域的局限性,目前我国在部分中西部城市如西安、天津、沧州等拥有地热资源的城市,民用建筑设计中采用地源热泵技术进行冬季采暖,其节能效果非常显著。
节约资源是我国的一项基本国策,建设可持续发展生态建筑既是对节约资源这项基本国策的贯彻也是对科学发展观的反映。目前我国严峻的资源消耗形式,使得建筑节能刻不容缓,推行节能型建筑不仅有利于资源合理使用而且节约经济。作为建筑设计师,更应该在建筑设计时更应该树立节能的意识,从不同方面,参照建筑设计规范,对节能进行优化设计,充分利用建筑实体所处的环境条件,充分挖掘节能的潜力,确保资源节约,降低耗能,实现节能目标,为长远的发展创造良好的条件。
参考文献:
[1吴芝叶.建筑节能在居住建筑设计中的应用[J].山西建筑,2011(16):213-214
关键词:建筑节能 节能设计 建筑设计
一、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、太阳能和核能,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、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1 3亿吨;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1 0%。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1 3%,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。如果我国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。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远地保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
二、全面的建筑节能的涵义
全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物所使用的节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。全面的建筑节能是一项系统工程,必须由国家立法、政府主导,对建筑节能作出全面的、明确的政策规定,并由政府相关部门按照国家的节能政策,制定全面的建筑节能标准;要真正做到全面的建筑节能,还须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,严格按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地贯彻执行各项节能措施,从而使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。
三、在建筑设计中贯彻落实全面的建筑节能
建筑设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。
1.整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础 上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个 良好的外部微气候环境,达到节能降耗的目的。
(1)合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
(2)合理的外部环境设计
在建筑位址确定之后,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,主要方法为:①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;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
(3)合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋得到极好的通风效 果,达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2.单体的节能设计
单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
(1)建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对建筑各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗、梁柱等)的造型、结构、材料等方面加以进一步优化设计,充分利用建筑建筑材料自身特性的有利条件,减少能耗和改善室内微气候环境,从而达到节能的效果。具体有以下五个方面:
1)屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,也是建筑室内与外部空间能量发生交换,造成室内能量损失的主要部位之一。我们通常主要采取以下节能措施:①采用坡屋顶;②屋面设保温层;③根据不同地区需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。
2)楼板的节能设计。主要是利用其结构中空空间,以及对房间顶板的吊顶造型加以设计利用。如将循环水管布置预制楼板的中空孔中或现浇板面上,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。
3)建筑墙体的节能设计。墙体是建筑室内与外部空间接触面积很大,容易造成室内能量损失的部位。墙体的节能设计,除了适应不同地区的气候条件,正常做好墙体保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计以及国外较多采用的导风墙体设计。如,在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennaruUmno大厦外墙中,则外加了一种“捕风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风捕捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。
4)建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑
中有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计主要考虑以下几个方面: ①控制建筑不同朝向的窗墙面积比,从而减少不利朝向外窗的能量损失。如在寒冷地区,尽量减少北向开窗面积可以有效减少建筑冬季能耗损失;②设置各种形式的外遮阳:我国节能标准中规定,夏热冬暖地区、夏热冬冷地区中,夏季制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳;设置外遮阳后,建筑的夏季制冷能耗会有比较明显的降低③合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风,少用、不用空调通风;④严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施;⑤选择节能性能高的建筑门窗和幕墙:建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来,积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。
5)建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施,热桥部位主要指建筑外维护结构中热量传递较快的钢筋混凝土梁、柱、架空楼板等部位;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
(2)合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中,就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧,形成对北侧寒冷空气的“温度阻尼区”,从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的;在有采暖空调房间的建筑里,尽量将采暖空调房间集中布置,以避免在采暖空调房间与非采暖空调房间之间发生大面积的能量交换,造成大量能量浪费。国外,在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中,设计师通过对不同需求空间的竖向分隔,达到了极佳的通风降温效果。
3.选用建筑节能材料
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。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
4.建筑设计中应加强建筑节能方面的认识和学习
(1)深刻认识是建筑师做好节能设计的保证
当前,很多建筑师对建筑节能对于我们国家经济建设的重大意义理解不够,对建筑节能技术的了解跟不上时展,以至于不能把节能设计完全有效的做好,只是设计时套用标准图,造成设计中被动应付节能设计审查的局面,节能设计缺乏主动性。所以政府主管部门应加强对建筑节能方面的宣传力度,加强对建筑师的培训教育工作,使他们在思想上有个根本转变,使建筑节能设计变被动为主动。
(2)学习建筑节能新“理念”
推行节能理念,我们的眼睛不仅要“向外看”,引进学习国外先进节能技术,而且更要学会“向内看”,从传统建筑模式、风格中学习节能办法。强调建筑节能发展的民族性、地域性应该是当代建筑师们的共同理念。中国传统民居都蕴含了丰富的节能理念,是我们国家古已有之的节能典范。京津地区的四合院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。桂北风格的吊脚楼,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。其他如岭南风格的骑楼长街、陕北风格的窑洞、草原风格的蒙古包等,它们的建筑形式和用料都能带给建筑师们以无穷的启示。因此,可以说,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美效果的典范,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。