建筑節(jié)能設計探討

宋紅云

摘要: 本文作者介紹了建筑節(jié)能的概念，分析了建筑節(jié)能設計、節(jié)能措施等各方面環(huán)節(jié)。

關鍵詞: 建筑節(jié)能；設計；探討

Abstract: In this paper, the author introduces the concept of energy efficiency in buildings, analyzes the design of building energy saving, energy saving measures and other aspects of link.

Key words: building energy conservation; design; discussion

中圖分類號：TU201.5文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

建筑節(jié)能設計是確保新建建筑上達到節(jié)能設計的標準，這是落實國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標。隨著我國城市建設的快速發(fā)展，建筑能耗大幅提升，傳統(tǒng)能源節(jié)能日趨枯竭。因此加大力度節(jié)能建筑的建設，保證建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，這是利國利民的舉措。

1 建筑節(jié)能的概念

建筑節(jié)能就是建筑全壽命過程中每一個環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設計、建造和使用過程中, 通過采用節(jié)能型的建筑材料、產品和設備, 執(zhí)行建筑節(jié)能標準, 加強建筑物節(jié)能設備的運行管理, 合理設計建筑圍護結構的熱工性能, 提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和管道系統(tǒng)的運行效率, 以及利用可再生能源, 在保證建筑物使用功能和室內熱環(huán)境質量的前提下, 降低建筑能源消耗, 合理、有效地利用能源。

建筑節(jié)能是一項系統(tǒng)工程, 必須由政府主導, 由國家立法,對建筑節(jié)能做出全面的、明確的政策規(guī)定；必須由相關部門按照國家的節(jié)能政策, 制定全面的建筑節(jié)能標準；必須由設計、施工、各級監(jiān)督管理部門、開發(fā)商、運行管理部門、用戶等各個環(huán)節(jié), 按照國家的節(jié)能政策和節(jié)能標準的規(guī)定, 全面地、嚴格地采取節(jié)能措施, 使每一位公民真正樹立起全面的建筑節(jié)能觀, 將建筑節(jié)能真正落到實處。

2 建筑設計中的節(jié)能措施

2.1 建筑外遮陽與建筑節(jié)能設計

采取對新老建筑進行附加外遮陽的措施可使空調的高峰負荷大大削減下來。戶外遮陽在歐洲等地已經有了三十多年的發(fā)展歷史, 在我國明清故宮內, 寢宮也都設有可調節(jié)的遮陽板, 可是當前所謂的時尚和新潮讓人們忘卻了祖先留下的寶貴經驗和最基本的生活常識。國際經驗表明, 夏季建筑節(jié)能最簡單有效且性價比最好的方法就是使用外窗遮陽。因為通過建筑外窗的熱量中, 占窗面積80%左右的玻璃得熱是第一位, 把遮陽做好則夏季節(jié)能可以達到50%以上。通過建筑能耗計算表明, 如果室內掛上淺色布窗簾而不采用外遮陽時, 太陽輻射造成的空調負荷至少為采取垂直式外遮陽手段后的1 倍, 這是因為太陽能已經進入室內了, 而加上外遮陽時負荷會降低75%～85%。試驗表明, 使用外遮陽后原來運行4 匹空調的房子只需不到2 匹的空調就可保證舒適度?？烧{節(jié)的外遮陽, 還可靈活地解決建筑冬季與夏季對太陽需求不同的矛盾。

2.2 建筑屋面與建筑節(jié)能設計

提高圍護結構的保溫性能是降低建筑能耗的關鍵。屋頂作為一種建筑物外圍護結構所造成的室內外溫差傳熱耗熱量, 大于任何一面外墻或地面的耗熱量。因此, 提高屋面的保溫隔熱性能, 對提高抵抗夏季室外熱作用的能力尤其重要, 這也是減少空調耗能, 改善室內熱環(huán)境的一個重要措施。在多層建筑圍護結構中, 屋頂所占面積較小, 能耗約占總能耗的8%～10%。因此, 加強屋頂保溫節(jié)能對建筑造價影響不大,節(jié)能效益卻很明顯。

2.2.1 屋面綠化的保溫隔熱性能

當平屋面上的找坡層平均厚100mm, 再加上覆土厚度為80nn 的屋面, 其傳熱系數(shù)K<1.5W/㎡·K, 若覆土厚度大于200mm 時, 其傳熱系數(shù)K<1.0W/㎡·K。夏季綠化屋面與普通隔熱屋面比較, 表面溫度平均要低6.3℃, 屋面下的室內溫度相比要低2.6℃。因此, 屋頂綠化作為夏季隔熱有著顯著效果, 可以節(jié)省大量空調用電量。

2.2.2 蓄水屋面的隔熱性能

在相同的條件下, 蓄水屋面比非蓄水屋面使屋頂內表面的溫度輸出和熱流響應要降低得更多, 且受室外擾動的干擾較小, 具有很好的隔熱和節(jié)能效果。對于蓄水屋面, 由于一般是在混凝土剛性防水層上蓄水, 既可利用水層隔熱降溫, 又改善了混凝土的使用條件: 避免了直接曝曬和冰雪雨水引起的急劇伸縮: 長期浸泡在水中有利于混凝土后期強度的增長; 又由于混凝土有的成分在水中繼續(xù)水化產生濕漲, 因而水中的混凝土有更好的防滲水性能。同時蓄水的蒸發(fā)和流動能及時地將熱量帶走, 減緩了整個屋面的溫度變化; 另外, 由于在屋面上蓄上一定厚度的水, 增大了整個屋面的熱阻和溫度的衰減倍數(shù), 從而降低了屋面內表面的最高溫度。經實測, 深蓄水屋面的頂層住戶的夏日溫度比普通屋面要低2℃～5℃。因此, 由于上述優(yōu)點, 蓄水屋面現(xiàn)在已經被大面積推廣。

2.3 住宅外墻與建筑節(jié)能設計

墻體是住宅的主體部分, 是建筑室內外熱交換的主要介質, 建筑節(jié)能50%, 其中就有約25%是通過建筑圍護結構外墻的保溫隔熱性能來實現(xiàn)的。使用節(jié)能外墻與使用普通外墻室內溫度相差可達l0 度, 所以墻體的設計是不容忽略的一個方面。外墻除了應具有基本的承重、安全圍護等功能外, 還應考慮選用保溫隔熱性能好的墻體材料, 對傳熱性好的墻體或墻體中傳熱性好的部位應加設保溫隔熱層。目前, 常用的幾種外墻材料中, 保溫隔熱性能較好的是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復合墻體。復合墻體中絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、聚苯乙稀、加氣混凝土等。復合墻體保溫隔熱宜選用外墻外保溫。外保溫是連續(xù)外包的, 有效隔斷具有熱橋作用的混凝土梁、柱等, 而產生“斷橋”作用, 達到預期的節(jié)能降耗效果。

此外,減少建筑物體型系數(shù), 也就是減少建筑物外表面積, 減少外圍護結構面積, 減少建筑形體的凹凸, 也是節(jié)能的有效措施之一。體形系數(shù)是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。因此, 體形系數(shù)越小對建筑節(jié)能越有利, 也就是說, 在其他條件相同的情況下, 寬的建筑比窄的好, 高的比矮的好, 外表整齊的比外表凸凹變化的好。為得到合理的有利節(jié)能的建筑體形, 體形系數(shù)一般應控制在O.3 以內, 住宅進深應擴大到l0m 以上, 而長度則以55m 為宜。從熱傳遞方面分析, 通常建筑物實墻的陽角內側氣流較通風口處差且散熱面相對比較大, 所以交角處內表面的溫度遠比主體內表面溫度低。同時由于具有熱橋作用的框架柱或構造柱常設在此處, 所以一般交角處是建筑物耗能量較大的部位。如果建筑物沒計成圓柱形, 則外墻棱角少, 外表面積也小, 有利于減少能量的消耗。所以外表面整齊的建筑比外表面凸凹變化的建筑要節(jié)能。從接收太陽輻射熱能考慮, 應使建筑物南向墻面的面積盡量的大, 其他墻面的外表面積盡可能的小, 也就是說南向墻面與其他各方位墻面的面積比應是越大越好。

2.4 外部綠色能源與建筑節(jié)能設計

一個良好的整體設計, 通過對環(huán)境的充分利用, 可創(chuàng)造個理想的建筑物, 它既符合居住與使用的舒適性要求, 又能達到節(jié)能的目的。充分利用環(huán)境做好建筑節(jié)能的整體設計須從以下兩方面著手:

2.4.1建筑應有一個合理的選址和適宜的外部環(huán)境。一個合理的選址和適宜的外部環(huán)境對建筑的節(jié)能具有事半功倍的效果。如古代的選址就講究“左右有山輔弼, 前有環(huán)水, 后有鎮(zhèn)山”的山清水秀的環(huán)境,就是因為如此環(huán)境其氣候、土質、地形條件很符合人類的居住環(huán)境要求。但是目前, 隨著現(xiàn)代人口的不斷膨脹與土地資源匱乏的矛盾不斷激化之后, 能選擇到像古代要求的舒適環(huán)境已經是很難了! 但我們可以通過外部設計來改善既有的環(huán)境。如在建筑物周圍布置樹木、植被、水面等來改善建筑的小環(huán)境。

2.4.2 建筑應有一個因地制宜的規(guī)劃和良好的體型。對建筑的體型、形體組合、平面布局進行合理的規(guī)劃和設計對建筑的節(jié)能也有很大的影響。研究發(fā)現(xiàn)良好的形體組合與平面布局可形成局部的風壓差、引入舒適的季風、防止建筑物相互污染等作用；而不同的氣候環(huán)境選擇不同的體型, 可有效地解決建筑的通風、防熱、抗風沙等問題。

3 結束語

全面的建筑節(jié)能有利于促進我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綜合各種節(jié)能技術措施，設計出合理有效的建筑節(jié)能設計的方案，必定可以獲得更好的節(jié)能效果。

參考文獻：

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