房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)初探

袁文革

摘要:通過對住宅小區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)分析,研究了住宅節(jié)能設(shè)計(jì)中在造型設(shè)計(jì)、遮陽技術(shù)等方面存在的問題,提出相應(yīng)的措施,希望能為房屋節(jié)能設(shè)計(jì)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞:房屋建筑 能耗 節(jié)能設(shè)計(jì)

我國是一個資源大國，擁有著豐富的能源,但是隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對生活品質(zhì)的要求越來越高，對能源的需求也越來越多,節(jié)能已成為實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和提高人民生活品質(zhì)的首要問題。建筑領(lǐng)域早已把節(jié)能納入建筑設(shè)計(jì)具體的工作程序中,使建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)施與檢驗(yàn)提上日程。因此，房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)便成為值得一個高度關(guān)注的焦點(diǎn)。

一、住宅能源概況

1、項(xiàng)目概況

首先觀察小區(qū)的地理位置，尋找能夠利用的可再生資源。例如：小區(qū)臨近河流,具有豐富的自然流水資源，可利用水力資源進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換；小區(qū)如處于平原地區(qū)可利用其豐富的太陽能資源進(jìn)行發(fā)電等。對于住宅小區(qū)的熱工設(shè)計(jì)必須當(dāng)?shù)氐臒岘h(huán)境為基礎(chǔ),滿足夏季防熱、隔熱和散熱的要求,還要兼顧冬季保溫。

2、住宅能耗構(gòu)成

住宅能耗是指住宅在使用過程中的能量消耗 ,主要包括建筑采暖、炊事、熱水供應(yīng)、空調(diào)、照明、家用電器、通風(fēng)等。其中以空調(diào)和采暖能耗為主,根據(jù)統(tǒng)計(jì),在南方住宅的生活用能中,采暖空調(diào)能耗可達(dá)40 %～55 %左右。

二、住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)分析

住宅節(jié)能設(shè)計(jì)是整體的設(shè)計(jì),從小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑單體設(shè)計(jì)、建筑細(xì)部設(shè)計(jì)一直到環(huán)境控制系統(tǒng),每個環(huán)節(jié)都相互影響、相互制約。因此在做節(jié)能設(shè)計(jì)時,要從全局出發(fā),按照因地制宜、整體設(shè)計(jì)以及全過程控制的原則,結(jié)合氣候、經(jīng)濟(jì)、 技術(shù)等多方面的因素全面展開。下面對住宅小區(qū)進(jìn)行全面的分析,研究節(jié)能技術(shù)在建筑中的使用。

1、小區(qū)的整體規(guī)劃

1. 1 采光和日照

住宅設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)?shù)氐娜照涨闆r,采用點(diǎn)式布局,合理布置建筑間距,保證了建筑南墻的太陽輻射面積在整個采暖季節(jié)中不因遮擋而減少 ,并使房間采光充分且滿足住宅建筑中每戶至少應(yīng)有一個居住空間在大寒日能獲得滿窗 2 h日照。

1. 2 朝向

好的朝向可達(dá)到舒適的室內(nèi)熱環(huán)境,特別對于夏熱冬冷地區(qū)的建筑。住宅采用平行設(shè)計(jì),盡量使所有房間都朝向最佳朝向,避免起居室、臥室等主要使用房間受東、西向日曬。

1. 3 通風(fēng)

通風(fēng)順暢可加速熱量的散失,改善環(huán)境溫度,減少空調(diào)能耗。小區(qū)在布置上順應(yīng)成都市的盛行風(fēng)向,以利于夏季通風(fēng)散熱。

2、單一建筑的空間布置

2. 1 平面布局

住宅小區(qū)由于有限的土地資源及需要達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益,使建筑在設(shè)計(jì)中不能保證所有的房間都具有最好的朝向和通風(fēng)等條件,因此根據(jù)房間的重要程度作相應(yīng)的安排,臥室、起居室等重要房間的朝向宜南偏東,保證使用時間較長的空間的采光；廚房、衛(wèi)生間等輔助用房則偏重考慮它們的主導(dǎo)風(fēng)向。

2. 2 立面設(shè)計(jì)

建筑的造型和其圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式對建筑物性能有決定性影響,可直接作用于建筑的自然采光 ,自然通風(fēng)及建筑物與外環(huán)境的換熱量等。住宅小區(qū)的立面設(shè)計(jì)盡量采用簡潔造型并在保證每個房間的自然照明下嚴(yán)格控制建筑的窗墻比。

2. 3 建筑細(xì)部處理

1)外墻和屋頂保溫隔熱技術(shù)的采用。對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行保溫,能夠提高冷天外墻內(nèi)表面的溫度,使室內(nèi)氣候環(huán)境得到改善。住宅的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用效果相對較好的外保溫方式,在住宅的外層圍護(hù)結(jié)構(gòu)中增加保溫隔熱層。2)門窗。門窗的選擇不僅要從外觀、性能、使用等方面考慮,還要從開發(fā)商對項(xiàng)目投入的資金進(jìn)行綜合選擇。小區(qū)的門窗采用了塑鋼門窗。3)雙層玻璃?？紤]單玻璃巨大的能量流失開發(fā)出的雙層皮玻璃既滿足了建筑的功能需求又降低了能耗。小區(qū)除了門窗玻璃的使用外,起居室陽臺的欄桿也使用的是玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu),因此選用了雙層玻璃降低能耗。

3、住宅小區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問題

3. 1風(fēng)環(huán)境欠佳

住宅小區(qū)建筑的高度對室外風(fēng)環(huán)境具有很大的影響,對于高層建筑,局部地方可能風(fēng)速過大便會對人們的生活和行動帶來不便,對于建筑節(jié)能上,會在冬季使冷風(fēng)的滲透加強(qiáng),導(dǎo)致采暖負(fù)荷增加。如果小區(qū)規(guī)模不大,對于高層建筑的單體設(shè)計(jì)和全體布局會欠全面的考慮,在處理小區(qū)風(fēng)環(huán)境上不全面。

3. 2 造型上的缺陷

在建筑設(shè)計(jì)中,原則上應(yīng)減少建筑物外表面積,適當(dāng)控制建筑體形系數(shù),即建筑物外表面積與其所包圍的體積之比,減小建筑面寬,加大進(jìn)深或增加組合體,建筑外形選用長條形,而體形復(fù)雜,凹凸面過多的塔式住宅對節(jié)能不利。住宅小區(qū)是點(diǎn)式平面的塔式住宅,且整體呈鋸齒形狀,比較造型規(guī)整的住宅設(shè)計(jì),能耗相對要高。

3. 3 有限遮陽技術(shù)的使用遮陽系統(tǒng)

小區(qū)的陽臺做內(nèi)陽臺,可有效減少陽光對室內(nèi)的直接照射又能保證整個房間的通風(fēng)采光效果。不過整個小區(qū)的遮陽技術(shù)的使用還是不夠的,住宅多采用飄窗,上部結(jié)構(gòu)挑出板基本不能起到遮陽的效果,這部分的能耗有所缺失。

4、住宅節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展及應(yīng)采取的措施

4. 1 優(yōu)化風(fēng)環(huán)境

良好的室外風(fēng)環(huán)境,不僅能為人們創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境,還能使建筑在冬季防風(fēng)以及夏季有效利用自然通風(fēng)的問題上達(dá)到最好的效果。例如盆地屬于準(zhǔn)靜風(fēng)區(qū)(風(fēng)速小于 1. 5 m/ s的頻率大于 50 %的區(qū)域),對應(yīng)項(xiàng)目的整體環(huán)境,可采用墻、板防風(fēng)帶等設(shè)置屏障、避開不利風(fēng)向等方法來解決冬季防風(fēng)的問題。豐富小

區(qū)綠化環(huán)境,利用植被改善小區(qū)微氣候。

4. 2 重視遮陽技術(shù)的使用

窗口遮陽措施的使用能阻斷直射陽光透過玻璃直接進(jìn)入室內(nèi),防止陽光過分照射和加熱建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu),并且能為室內(nèi)創(chuàng)造舒適的熱環(huán)境,降低室內(nèi)溫度和空調(diào)能耗,具有顯著的效果。對于周圍環(huán)境來說,外遮陽是避免光污染較有效的途徑。因此,我們在設(shè)計(jì)中可以豐富遮陽方式,采用水平遮陽或者垂直遮陽,采用擋板遮陽、綠化遮陽、遮陽篷以及其他遮陽方式。將遮陽作為建筑造型設(shè)計(jì)的元素,融入小區(qū)整體設(shè)計(jì)。

三、太陽能資源的利用

現(xiàn)代房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的另一個方面是開發(fā)利用新能源，太陽能作為一種可再生的潔凈能源，是建筑上很有利用潛力的新能源之一。太陽能在我國大部分地區(qū)都具有良好的利用條件，全年日照時間最長可達(dá)2800h-3300h，年日照時數(shù)大于2200h的地區(qū)，占全國面積2/3以上。絕大部分采暖地區(qū)均分布在長日照區(qū)域內(nèi)，這些地區(qū)日照時數(shù)6h/d的年總出現(xiàn)天數(shù)都在200d以上，多的可達(dá)300d。目前，隨著節(jié)能設(shè)計(jì)研究和房屋建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展，基于房屋建筑的布局特點(diǎn)和使用特點(diǎn)，附加陽光間與室內(nèi)采暖設(shè)備相結(jié)合的節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)獲得人們越來越多的關(guān)注。它能使房屋建筑在室外氣象參數(shù)劇烈變化情況下，室內(nèi)溫度分布更為均衡，同時改善了室內(nèi)熱環(huán)境并節(jié)約了能源，達(dá)到一個良好的效果。

結(jié)語

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重大且持續(xù)的工程,住宅節(jié)能是我國建筑節(jié)能的重點(diǎn),隨著建設(shè)的繼續(xù),新規(guī)劃的實(shí)施、新材料的引用以及新的設(shè)計(jì)方式的嘗試都會對住宅建筑節(jié)能總體設(shè)計(jì)提出新的問題,我們要客觀的分析,結(jié)合氣候、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等諸多因素,遵循因地制宜、整體設(shè)計(jì)和全程控制的原則,進(jìn)行住宅節(jié)能設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

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