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住宅建筑节能设计范文

发布时间:2023-10-10 15:36:36

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住宅建筑节能设计

篇1

Abstract: In China, low power consumption and energy-saving residential is the inevitable trend of development of residential buildings, this paper describes the design of the construction of energy-efficient buildings.

Key words: building energy efficiency design; energy consumption; technical measures; optimization design

中图分类号:TU201.5

1建筑节能设计内涵

建筑节能是一个系统工程,从建筑材料和制品的选择与生产、建筑规划与设计、建筑施工技术与管理、建筑设备设计与选型,到建筑物在使用过程中自然能源的开发与利用,采暖、空调、照明等设备的能耗节省,各个环节相互协调和紧密联系。在现有建筑中,城市建筑普遍存在着围护结构保温隔热性和气密性差、供热空调系统效率低下等问题,节能潜力巨大。

2建筑节能技术现状

自达尔文的生物进化论出现之后,适者生存的理念便开始不断地影响着人们的生活与社会的发展。无一例外,它也影响着中国建筑业的发展进程,但不管行业如何发展都需要以技术作为基本前提,建筑节能的推广普及亦离不开基础性的技术开发与研究。节能的技术体系应该包括节能的新理论、新标准、新技术、新构造和新工艺等,应涉及建筑节能的设计、施工、评估、维护等环节。

建筑节能作为一门综合性学科,涉及到建筑、暖通、电气、建材、环境、检测、计算机应用等诸多专业内容,是多学科的交叉和结合。假若把节能建筑当作一种特殊的产品,从研发产品的角度出发,节能建筑开发各主要环节的相对独立,也形成了建筑节能技术推广普及的障碍。一方面是从建筑节能科研成果到建筑节能产品的转化、从建筑节能产品的工厂生产到工地和应用都需要经过较多的周折,源于科研、生产、建设等各环节联系松散。部分地区现在推行的推荐产品、推荐图集等做法很受建筑师欢迎,但其在产品覆盖面、普及率以及实际应用上还有较大差距;而另一方面,设计方、施工方不能在第一时间得到最先进的节能产品,更没有去研究、选择、试验新产品、新构造的精力和勇气。

在节能材料施工方面,诸如墙体外保温的防开裂、限高、贴面砖等一些技术难题的攻关缓慢,由此看来,建筑节能技术开发研究还任重道远,也需要国家及地方政府在建筑节能技术开发和创新方面加大政策支持力度。

3 建筑能耗状况与节能的必要性

建筑能耗包括建造能耗(建筑材料的生产、运输能耗、建筑施工能耗),使用能耗(供暖、空调、通风、给排水、照明、烹饪)等,其中,使用能耗远比建造能耗大得多。当前,我国的建筑能耗已接近社会终端总能耗的30%,占全国总能耗的首位。我国正处于城市化发展的高峰期,我国的民用建筑总面积400多亿m2,既有和新建建筑中,高能耗建筑分别为99%和95%。城市每年都有约20亿m2的新增建筑面积。与发达国家相比,我国的建筑能耗是发达国家的2~3倍以上,在资源再生利用率上也远低于发达国家。建筑节能已被认为是各种节能途径中潜力最大、最为有效的方式,对缓解我国的能源紧张和供应不足具有重要意义。所以,建筑节能是一项意义重大且十分迫切的任务。在所有的建筑类型中,住宅的比例是最大的,占到70%左右;住宅的能源消耗也是我国城镇民用建筑中比例最大的部分,约占到70%~80%。同时,住宅为人类提供居住空间,与人的日常生活关系

最为密切。因此住宅的节能是我国节能工作的重点,意义重大。与发达国家相比,我国建筑节能设计起步较晚,且能源浪费现象又十分严重。如我国建筑采

暖,外墙的耗热量为气候条件接近的发达国家的4~5倍,外窗为1.5~2.2倍,门窗透气性为3~6倍,屋顶为2.5~5.5倍,总耗能是3~4倍。造成这种状况的

主要原因是:①节能意识淡薄,致使房屋建筑结构设计不合理;②过于着重工程的初始投资,而很少考虑建成后的日常运行中的能耗费用;③设备效率不高,运行管理不善;④采用传统建筑材料建造房屋,建筑设计保温标准偏低等。如果现阶段还不重视城市住宅的节能设计,而任高耗能建筑大行其道,那么城市住宅建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产的增长速度,国家的能源生产势必难以支撑这种浪费型需求。充分了解我国建筑节能设计的必要性后,我们应该把建筑节能作为我国可持续发展战略的一部分。在提高和保证住宅舒适性的前提下,有效地利用建筑节能设计原理,尽量降低建筑物使用过程中的能耗。

4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。

4.1 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[2]。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。

4.2 提高围护结构节能的科技含量建筑物的能耗是由其冷风渗透和围护结构的

热传导两方面造成的。大量试验结果表明,住宅围护结构的耗能量占建筑采暖热耗的1/3以上,显然,如果围护结构具有良好的保温隔热性能,则可以减少夏季室外传入室内的热量和冬季室内传出室外的热量,从而减少建筑物的能耗。

4.2.1 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。

4.2.2 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。目前复合墙有两种做法: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。在节能设计中也应根据墙体的朝向不同而设计不同的墙体厚度。如各面墙均相同,由于各朝向所吸收到的太阳辐射量差别很大,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,这样可以减少保温费用,在构造上也容易做得比较简单[3]。

4.2.3 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。

5结语

我国建筑节能设计才刚刚起步,建筑节能设计有很大的市场,前景是光明的。只要我们认真扎实地在以上各个环节中做好工作,就可以有效地降低建筑耗能量,利用“后发”优势,迎头赶上,为中国建筑业、能源业作出贡献。

参考文献:

篇2

一、发展节能住宅建筑的意义

在建筑领域,人类从自然界所获得物质原料的50%用来建造各类建筑及附属设施,建筑能耗在人类总能耗中所占比重约为1/4。在经历了数次能源危机以及对矿物能源资源的不可恢复性和温室效应对生存环境负面影响的认识越来越清楚之后,世界各国提出了控制矿物能源用量的增长,提高能源使用效率,开发新能源和可再生能源的目标。作为耗能大户的建筑业节能受到极大的关注。建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。随着人们物质生活水平的不断改善,对住宅建筑的环境质量要求也日益提高。我国是一个经济快速增长、人口占世界20%的大国,也是能源相对匮乏的大国,已成为世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国。目前我国每年建成房屋面积已超过所有发达国家一年建成建筑面积的总和。建筑在生产和使用过程中要消耗全球资源中能源总量的50%,产生的污染也十分惊人。所以建筑节能和保护环境是摆在人们面前的紧迫课题。

二、节能建筑设计应贯彻的设计原则

各地区的节能建筑,必须适应本地区的气候特征,既不能照搬严寒地区的建筑型式,也不能照搬夏热冬暖及海洋性气候地区的建筑型式,更不能照搬四季如春的温和气候地区的建筑型式,一般说来设计时应遵循以下原则:

(1)建筑物尽量采用南北朝向布置。否则,须加强建筑围护结构的保温隔热性能而需增大建筑成本。

(2)建筑群之间和建筑物室内,夏季要有良好的自然通风,建筑群不应采用周边式布局型式。低层建筑应置于夏季主导风向的迎风面;多层建筑置于中间;高层建筑布置在最后面,否则,高层建筑的底层应局部架空并组织好建筑群间的自然通风。

(3)按相关设计标准的规定,尽量加大建筑物之间的间距,尽量减少建筑群间的硬化地面,推广植草砖地面,提高绿地率,加强由落叶乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系,以便由树冠和地面植被阻档、吸收大部分的太阳直射辐射,减小地面对建筑物的反射辐射。

(4)应控制建筑物的体形系数不超过节能设计标准的规定。即尽量减少外墙的凸凹面和架空楼板,坡屋顶宜设置结构平顶棚或降低坡度,应采用封闭式楼梯间等。当体形系数超过标准的规定时,应加强围护结构的热工性能,计算建筑物的采暖空调能耗并不得超过标准的规定。

(5)不应设置大窗户,窗户大小以满足采光要求为限。门窗玻璃应采用普通透明玻璃或淡色低辐射镀膜玻璃的中空玻璃,居住建筑和办公建筑不应采用可见光透光率低的深色镀膜玻璃或着色玻璃。还要求外门外窗具有良好的气密性、水密性、不小于30分贝的隔声性能和不小于2.5kea的抗风压性能。

(6)屋顶和外墙既要保温又要隔热,其保温隔热性能应符合建筑节能设计标准的规定,还要防止保温层渗水、内部结露和发霉。屋顶和外墙,不能采用单一的轻质材料和空心砌块材料,最适合采用厚实材料加轻质材料的复合构造做法。

(7)屋顶和外墙的外表面,宜采用浅色饰面层,不宜采用黑色、深绿、深红等深色饰面层,否则应加大屋顶和外墙保温隔热层的厚度,计算其夏季的内表面计算温度不超过36.9℃,宜低于35℃。

(8)加强分户墙和楼地面的保温性能,使其符合建筑节能设计标准的规定。居室及办公室楼地面面层的吸热指数还应符合民用建筑热工设计规范的规定。

(9)设有集中采暖、空调的节能建筑,应选用高效、低能耗的设备与系统,不得采用直接电热式采暖设备和装置,应设置分室温度控制装置。除上述9点之外,节能建筑还应具备设计规范所要求的隔声性能等适用性能、安全性能、耐久性能和环境性能。

三、节能设计在我国住宅建筑中的应用措施

(一)屋顶保温隔热的节能设计

在住宅建筑屋顶构造设计中,应使用高效保温材料、架空型保温、倒置保温等进行合理的保温和隔热设计,这样可以很好地保证在冬季低温地区、夏季高温地区给室内提供适宜的生活温度,同时为冬季的暖气用能、夏季的空调降温用能节省出大量能源。我国冬季的采暖大多数地区还在用煤,夏季的降温一般都是用电,合理的屋顶保温和隔热设计可省出大量的能耗。

(二)门、窗系统的节能设计

外门窗是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,其面积约占建筑外维护结构面积的30%,其能耗约占建筑总能耗的2/3,其中传热损失为1/3,所以门窗是外维护结构节能的重点。在节能措施上,首先在保证日照、采光、通风、观景条件下,要尽量减少外门窗洞口的面积。其次,可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内。再次,加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一,提高门窗气密性。最后,在经济状况允许的条件下,可考虑使用新型保温节能门窗,能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗可大大提高热工性能。

(三)建筑外墙节能设计

以往以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准,按照新标准在单一材料墙体中,只有加气混凝土能满足要求,所以应发展复合墙体技术。设计中主墙体可采用混凝土空心砌块、空心砖墙体、空心砌块墙体、现浇混凝土墙体,然后加以轻质高效保温层和耐候饰面层。保温层可放在承重层外侧,特别提到的是复合结构中常采用单层或多层封闭空气间层与带反射材料的封闭空气间层,在增大热阻、满足保温的同时还可以减轻围护结构的自重。

四、结语

在建筑节能设计方面,通过以上几方面的优化设计不仅可以解决国家的能源问题,同时也可以促进建筑技术和建筑产业的发展,为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活水平起到一定的作用。

参考文献

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近年来,伴随着我国房地产建筑行业的爆发式发展,城市建筑与生态危机的矛盾越来越突出,住宅建筑节能对于减少能耗、降低碳排放的目标至关重要。当前,我国的建筑行业对于节能问题重视不够,意识淡薄,片面追求高舒适度,长期以往导致我国的节能设计非常原始,新建筑的能耗不断提高,现有在建住宅节能工作隐患很多。

一、当前我国住宅节能问题

住宅建筑的节能问题包括的方面很多,从几大主要能耗漏洞中,可以归纳为:

1、保护结构保温方法不合理

在我国有一些住宅建筑商为了减低建筑成本,就在护保温设计中均使用内保温、夹芯墙等方法,这种保温方法导致的结果是内外墙两层皮,分别被置于不同的温度环境中,时间一长就会导致二者发生不同的形变力,导致墙体裂缝的发生,既影响装修的美观,又无法达到良好的节能效果,并间接危机建筑物的安全性。

2、建筑设计过程中对于节能的设计标准过低

目前,我国对于建筑能耗问题还没有强制标准,导致绝大部分建筑开发商不愿意在节能上投入成本。因此,设计出的在建住宅建筑基本上无法满足节能建筑的基本要求,多数均为高能耗的建筑。同时,建筑施工过程能耗也比较严重,最终我们的住宅是发达国家能耗的2-3倍,至于建筑垃圾、环境污染等成本更高。

3、建筑材料不环保,消耗资源多

目前,聚氨酯和聚苯板是我国主要的建筑节能材料,是消耗石油资源的大户。据统计,生产一吨聚苯板需要消耗石油两吨,聚氨酯的石油消耗与其相当。当前我国房地产行业的发展急速扩展,石油资源捉襟见肘,建筑材料生产行业 经消耗了将近一半的石油资源,让人触目惊心。

4、门窗设计使用不利于节能

很多设计者在门窗设计中,往往不考虑能耗问题,门窗的设计标准太低,不利于保温节能。这一点在桂北地区的住宅建筑当中很常见。目前建材市场上的门窗品种较多,部分门窗气密性较差,密封材料使用寿命短,制作工艺粗糙,这些问题还有待解决。

5、在设计施工中对于再生能源的利用不够

目前在我国,只有极少的建筑能够大规模地使用太阳能资源进行能源采集。对于水、电以及各种能源的消耗缺乏循环利用的设计,建筑材料缺乏废旧资源的回收利用。对于利用建筑设计来进行空间布局节能更是缺乏研究。对于屋面以及地面等的节能问题几乎没有企业在施工设计时进行考虑。

建设节能住宅的基本设计策略

1、注意住宅的整体性

当前,我国很多的住宅的主体设计与装修是分开进行的,业主在装修阶段对住宅的原有布局与基本设施(如基础水电、墙体窗洞等)会进行改建,这会造成资源的浪费。如果在建筑设计中,把整体设计与室内的设计进行融合,将减少资源的浪费。同时,可以吸取发达国家工厂化住宅建筑的经验,推进标准化、模块化的建筑设计,通过国家给标准化建筑制定具体的统一数据标准,能够大大减少施工与装修工作中的浪费,而且能够发挥整体节能优势,提供能源的使用效率。

2、重视建筑结构本身的节能效果

我过的建筑设计师在传统的规划设计中,考虑的往往是容积率、日照间距、空间形态、以及建筑与环境等问题,很少重视设计中的节能问题。其实,建筑本身结构的采光与通风问题是非常重要的,房间的纵深、门窗的位置、外墙的凹凸、楼道的设计等对于采光与通风有着很大的影响。减少太阳辐射、增加自然通风可以节约能源。例如:根据不同的地区设计不同的结构;建筑的朝向面向当地夏季的主导风向;窗户的设计要有利于形成过堂风等,都应该成为设计的基本原则。

3、要充分重视再生能源的利用

在设计时,要充分利用太阳能的优势,根据住宅的形态、构造、设备的特点,让多项太阳能技术搭配使用,如穿孔金属板太阳能集热墙、太阳能组合屋面板、太阳能热水系统的综合应用等。利用地源热泵技术,利用地下水等深水层温度相对保持稳定的特点,与地能进行冷热交换提供所需的冷热源。在建筑材料上,要重视各种环保新材料的使用,但是要防止将废旧的钢筋等不合格材料用于建筑。

4、设计过程遵循节能原则

建筑行业跟随着建筑能耗问题的日益突出,要求建筑师在优化设计方案时把节能作为设计的一个标准,树立循环经济理念,做到最低限度地资源和能源消耗,最大限度地减少对自然生态环境的破坏。

住宅建筑节能相关措施

住宅建筑的节能主要还是要通过做好建筑的规划设计工作,采用新的技术手段,转变服务理念与消费理念来实现。

1、在建筑材料的选用上

在选用墙体材料和隔热保温材料时要注意。首先,墙体材料在建材中约占70%,要充分利用本地资源取代粘土生产粉煤灰烧结砖。目前加气混凝土是集承重和绝热为一体的材料,属于在节能上达标的材料,蒸压轻质加气混凝土板具有质轻、保温、隔热、防火等优良性能,应用于新结构体系如钢结构中是比较理想的。其次,要重视保温材料的使用选择,墙体传热在建筑物总体传热中占比例最大,在大力推广外墙保温技术的同时,要加强新型节能材料的开发和利用,例如保温涂料综合了涂料以及保温材料的双重特点,有一定强度及弹性的保温层,是一种理想的保温材料。再次,重视节能门窗和节能玻璃的使用,目前国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃等。能大大地提高节能的效果。同时,在施工中要重视生态水泥的使用,包括:环保型高性能贝利特水泥,低钙型新型水硬性胶凝材料,碱矿渣水泥等。重视建筑垃圾的综合利用,对固体废弃物加以筛分、破碎后制成建筑垃圾砖或用作路基垫层及地基垫层,走循环经济之路。

2、在住宅的冷暖设备上

首先,供热系统和制冷系统平衡是现在设计师在对住宅建筑进行设计时应考虑到的。充分采用变频空调和蓄冷空调技术,尽力实行集中冷暖供应系统,并对使用过程进行严格管理与维护。增加一次性投入,做好建筑的太阳能集热与地热采集使用设备的建设。装备好自力式调节阀,加大智能化控制设备的建设,装备好按户调节热量及温控装置,按户热量表计量装置,空调系统热量回收系统等的建设。这些新技术的使用必须与智能化控制结合,形成整体的技术控制平台,使得住宅不仅在建设阶段减少能耗,更靠使用过程中的管理保证能耗的减低。

3、做好单体建筑的节能工作

单体的装修在我国是非常普遍的,而且对于节能也很重要。在单体建筑上,要做好建筑的遮阳棚有窗帘的设计安装,通过在玻璃上镀膜或者贴彩色透明纸等进行遮阳。通过在屋顶与墙面进行绿化工作,也可以做好遮阳与保温的工作。通过增加双层立面如双层窗户等,减少能量的流失。

四、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。而建筑节能是解决建筑能耗的有效方法,同时也是最经济的方法。节能住宅的一次性投入是比较大的,但是其节能效应并不时能用经济投入本身能够衡量的。建筑节能是未来发展的趋势,建筑节能离不开科技的创新,这需要我们进一步加强技术创新与使用,逐步在技术成熟的情况下促进节能建筑的普及。

参考文献

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Abstract: This article presents the design of energy saving and thermal insulation structure design should be considered by Hyundai Residence building from the construction project design and construction design of two stage, and according to his many years work experience, analyzes the Hyundai Residence building energy-saving design in the future; for now discussed the design of residential building for the use of renewable energy conception.

Key words: Hyundai residence; energy-saving design; construction; measures; renewable energy

中途分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

能源问题已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素,住宅建筑节能设计对于减低建筑能耗,促进能源节约和合理利用,并缓解

了我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾,对实现城市建设可持

续发展起着重大的意义。

一、建筑方案设计阶段的节能措施

建筑方案没计阶段的节能措施是指在进行住宅建筑方案设计时,合理进行住宅区总平面布局,利用建筑物空间的组合、建筑的朝向、细部造型等措施达到节能降耗的目的。

(一)平面规划设计·

住宅建筑设计中的节约用地问题,是一个老话题,也是一个永恒

的话题,人类可使用的土地资源是有限的、不可再生的。我国人均土

地面积不及世界人均水平的43%。随着经济快速发展,城市化进程

的加快,造成了城市用地的成倍增长和农业用地的急剧下降。而在城

市用地中,近一半是居住建筑用地。合理的住宅小区总平面规划设计

可达到很好的节能降耗的目的,具体措施包括:

1、尽量选择有良好采光和自然通风条件的地块,尽量争取使住

宅建筑坐北朝南.充分利用太阳能和自然通风来调节室内外温差。

2、高层住宅对于低层住宅,大进深住宅对于浅进深住宅,长面宽住宅对于短面宽住宅来说,都能有效地节约用地。目前,我国的北京、上海等大城市已经面临住宅用地紧张的问题,大量的高密度的居住区已成为当前开发的主体模式,小高层住宅和高层住宅的比例也逐

渐增加。

3、避免建筑物成排成群的布置,尽量采用错列式和斜列式 ,也可结合地形采用自由排列的方式,达到很好的空气对流的目。

4、少建或不建点式住宅,多建条式住宅,在住宅平面上尽量减少凹凸、进退,减少外维护结构面积。

5、在小区内多种植树木花草,不同物种相互搭配,可有效改善小区生态和室内热环境。

(二)建筑遮阳设计,

建筑遮阳的基本功能是隔断夏季直射阳光直接通过窗户进入室

内,防止阳光过分照射建筑围护结构,减少其表面的热量获得,从而

达到改善室内热环境,降低建筑冷负荷能耗的目的。因此,在设计建

筑物时应考虑南向及东西向的遮阳设计。遮阳的方法可分为两类:固

定式遮阳和可调节式遮阳。固定式遮阳的基本形式有:

1、水平式遮阳板。适用于南向,遮挡从窗口上方来的太阳辐射;

2、垂直式遮阳板。适用于东北、西北向,遮挡从窗口侧方来的太阳辐射;

3、综合式遮阳板,适用于东南、西南向,遮挡窗前斜方来的太阳能效果。辐射:

4、挡板式遮阳板.适用于东、西向,遮挡正射窗口的太阳辐射。人们经常使用的折叠、滑动或介于闭与开之间的百叶窗、能调节叶片角度的百叶窗、可收放的遮阳卷帘、可调节的遮阳板或遮阳蓬等都是调节外界气候资源的遮阳构件,属于可调节式遮阳。

遮阳设计要有利于采光、通风和防雨。不阻挡视线,注意与建筑风格相协调,力求构造简洁且经久耐用。

(三)住宅空间空气对流设计

自然通风能够改善人体热舒适,降低气温,相对于主动的热调节

措施,具有明显的节能效益和生态作用。在住宅的平面布置设计时,

门窗的位置、大小、户型的设计应充分考虑空气对流和穿堂风的组织,避免气流的转折和“缩颈”,使气流通畅均匀。另外,根据地区环境的特点,在住宅方案设计中巧妙构建开畅的空间,如畅厅、畅廊、畅阳台、空中花园等形式,一方面可通畅地组织室外气流,另一方面可减少太阳辐射对室内的影响,夜间也有利于热量向室外散发。

二、建筑构造设计节能措施

住宅的节能指标包括建筑物耗热量指标和耗煤量指标。其中建

筑物总传热耗热量的一半以上是由于护结构的传热损失的。因此,在住宅的内外空间布局和环境确定之后,强化护结构的保温

隔热性能,增强建筑的热稳定性,减缓其外表面散热速度,对于建筑节能具有非同—般的意义。

(一)屋面

对于住宅建筑来说,屋顶的保温隔热性能的好坏,直接影响的是

顶层住户的室内温度与舒适度。为减少热辐射,应尽量采用坡屋顶,

一方面能够丰富建筑物造型,另一方面可以增加顶层的辅助空间,在

可能的情况下,还可以进行屋顶绿化,通过植被降低屋顶太阳辐射,

降低屋顶内表面温度。

(二)外墙

外墙是建筑物的重要围护结构,占整个护结构的绝大部分,

其传热系数大小、热性能好坏,直接影响着建筑物的节能效果。随

着粘土砖被禁用,建筑节能的技术进步,许多新型墙体材料得到充分

的利用。目前,可以根据当地条件推广的建筑节能技术有:

1、外墙内保温技术和外墙外保温技术

外墙内保温通常是指在外墙的内侧粘贴保温板材或粉刷保温砂

浆2.5—3cm厚。其构造形式可分为: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。其优点是施工方便,缺点是在房屋装修时内保温层易遭受破坏,并且内保温材料占用一定室内使用空间。

外墙外保温通常是指在外墙的外侧贴聚苯乙烯挤塑板,外侧再刷一层防裂砂浆后贴面砖或做外墙涂料。其特点是对室内热稳定有利,冷热易于处理,且不易结露,但施工较复杂,施工质量难以保证。

2、空心砖墙及其复合墙体技术。空心砖墙保温效果优于实心砖,

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中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

1 建筑节能的重要性

目前世界范围内大部分天然资源已日趋枯竭,比如石油、煤炭、天然气等三种传统能源,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,就我国来说,这个问题尤为严重。

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 整体及外部环境的节能设计

2.1选址要合理

一般来说,建筑选址主要是根据当地的天然气候、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。

2.2外部环境设计应合理

其次是建筑位址确定之后,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在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;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。

2.3合理的规划和体型设计

根据当地的各种自然因素,对建筑规划和体型进行合理设计,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。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尽量减少太阳辐射。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同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的,因此, 只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。

3 建筑各部位的节能构造设计

3.1墙体节能

墙体是建筑护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国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,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(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)小于0.3时,北京地区传热系数不超过1.16W/(m2.K),而目前常用的内抹灰砖墙,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技术。

3.2门窗节能

外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,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。

3.2屋面节能

在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。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。

4节能建筑设计要点

4.1自然条件

地区自然条件特征包括太阳能辐射强度、最热(冷)月平均气温及空气湿度、夏(冬)季主导风与平均风压、雨雪量等要素。这些要素是我们节能设计需要注意的“自然条件”。此外,还需注意区域的“微环境”,如地形条件、地表环境、地表土壤和环境植被等。

4.2通风

良好的自然通风,既有利于改善室内的热舒适程序,也可减少开空调的时间,降低建筑物的实际使用能耗,因此在建筑单体设计和群体总平面布置时,考虑自然通风是十分必要的。可现在有的楼盘本来自然通风良好,却将南向平台用玻璃密封起来,形成所谓“阳光房”,阻断自然通风,是达不到建筑节能设计标准要求的。

4.3建筑物朝向

朝向对建筑能耗的影响,除了通风之外,还有太阳辐射。太阳辐射得热对建筑能耗影响很大,夏季太阳辐射得热增加制冷负荷,冬季太阳辐射得热降低采暖负荷。总之,由于太阳高度角和方位角的变化规律,南北向的建筑夏季可以减少太阳辐射的热,冬季可以增加太阳辐射的热,是有利的朝向。在规划条件允许的情况下,应该优先采用南北或接近南北朝向,尽量避免东西朝向。经计算若将南北朝向的建筑旋转90°成为东西朝向,其建筑的能耗会增加一倍。

4.4合理控制体形系数

建筑物体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包的体积之比。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著,体系形数越小,单位建筑面积对应的外表面积越小,护结构的传热损失就越小。从降低建筑能耗的角度出发,应将体形系数控制在一个较低的水平上。但体形系数不只是影响围护结构的传热损失,它还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关。体系系数过小,将制约建筑师的创造性,造成建筑造型呆板,平面布局困难,甚至损害建筑功能。当然,我们也要避免片面追求怪异、表面积过大的建筑造型。

4.5正确控制窗墙比

住宅建筑围护结构中热工性能最薄弱的环节是窗户。一般而言,窗户的保温隔热性能比外墙差很多,夏季白天通过窗户进入室内的太阳辐射热也比外墙多得多,窗墙面积比越大,则采暖空调的能耗也越大。窗墙比就是建筑外窗总面积与护墙体总面积之比值。由于护墙体的热工性能比玻璃窗户要好。尽管外窗面积比外墙面积要小得多,但通过外窗得失热量却占护结构得失热量的40%左右,因此需根据不同地区气候特征合理控制窗墙比。

4.6屋顶的保温隔热

在夏季,太阳辐射强度大,屋顶外表面温度最高达到60~80℃,顶层室内温度受其影响会提高2~4℃。屋顶在整个外包面积中占的比例不大,但对顶层房间而言却是比例最大的围护结构,而且水平面的太阳辐射也远大于垂直墙面。在冬季,屋顶对外散失热量,又增加了室内的空调热负荷。屋顶的保温隔热设计类似于外墙。从长远来看,我们应鼓励外墙和屋顶采用薄抹灰膨胀或挤塑型聚苯乙烯板外保温等较高档的节能技术和产品,热工性能应突破标准的规定值。屋面隔热保温除采用倒置式设计外,蓄水屋面和种植屋面越来越引起人们的重视。

5 结语

面对全世界的各种天然能源的日渐短缺,我国也不能例外的面对各种能源问题,而建筑能耗在能源总消耗量中占很大部分,现阶段,如何在建筑设计中融入节能的设计是非常必要的。建筑设计应结合当地的事实条件比如地理环境、气候条件,按照国家的节能政策和节能标准的规定,在传统民居中吸取营养,充分地利用地方材料,从建筑的整体设计和局部细节,包括外观和内部的设计方面,整体结构设计和细部深化等方面全方位进行节能设计,只有这样才能打到真正的节能。

参考文献:

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