建筑節(jié)能及優(yōu)化方法研究

陳海叢　劉美萍

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)能源的使用也不斷在增加。雖然我國的資源比較豐富但是要想獲得持久發(fā)展就應(yīng)該把資源的合理利用作為重點(diǎn)?，F(xiàn)在建筑行業(yè)不斷發(fā)展直接帶來了資源的巨大消耗。所以在建筑中對(duì)于資源的節(jié)能刻不容緩。本文通過對(duì)建筑的節(jié)能以及節(jié)能方法展開深入研究從而讓在建筑中更加合理有效的利用資源。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能設(shè)計(jì)；節(jié)能；優(yōu)化設(shè)計(jì)

引 言

國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展直接帶動(dòng)了建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑不僅跟人們的生活聯(lián)系密切同時(shí)還是一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快慢的一個(gè)標(biāo)志。但是建筑行業(yè)的快速發(fā)展同樣也給能源帶來了巨大的消耗。根據(jù)當(dāng)前的建筑行業(yè)的發(fā)展，截止到2020年中國的建筑耗能將是現(xiàn)在耗能的三倍以上。所以在實(shí)際的建筑過程中應(yīng)該把建筑節(jié)能作為重點(diǎn)去抓。在不斷杜絕建筑過程中的能源浪費(fèi)的同時(shí)，積極開展能源優(yōu)化方法從而保證了能源的有效利用。

1 建筑節(jié)能的重要性

1.1 建筑節(jié)能有助于環(huán)境保護(hù)

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)于居住的環(huán)境質(zhì)量也在提高。居民為了更好的滿足自己的生活質(zhì)量，很多家庭都安裝了空調(diào)，雖然這樣會(huì)讓生活質(zhì)量提高。但是由于空調(diào)的安裝數(shù)量增多不僅會(huì)帶來電能源的巨大使用，同時(shí)空調(diào)還會(huì)產(chǎn)生很多對(duì)人身體有害的物質(zhì)。這樣不僅影響了環(huán)境還在一定程度上造成能源的浪費(fèi)。所以在進(jìn)行建筑的過程中應(yīng)該考慮到建筑節(jié)能，通過建筑節(jié)能來取代空調(diào)帶來的環(huán)境污染。

1.2 提高居民的生活質(zhì)量

在實(shí)際的建筑中，很多的節(jié)能技術(shù)都應(yīng)用到了建筑中。例如；建筑中的保溫材料的使用，雙層玻璃的安裝、建筑形態(tài)的設(shè)計(jì)等。通過這些節(jié)能方法的應(yīng)用，在很大程度上改善了居民居住房屋中的熱環(huán)境。由于保溫材料等新型材料的使用讓整個(gè)建筑熱效率在不斷的提高，這樣直接給國家節(jié)約了很多熱能源。同時(shí)也讓居民減少資金浪費(fèi)。

1.3 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展

雖然我國的能源總量排在世界第二，但是中國人口眾多。這樣平均到每個(gè)人身上的話資源就相對(duì)匱乏。隨著有限資源的不斷減少，人均占有量也在不斷的下降。中國改革開放以后經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)，建筑行業(yè)的不斷增長給能源帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。對(duì)于現(xiàn)在能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重情況來看，要想更好的降低能源浪費(fèi)就該把建筑節(jié)能作為一個(gè)重點(diǎn)去對(duì)待。

2 建筑節(jié)能的優(yōu)化

2.1 對(duì)外窗的設(shè)計(jì)方法

在炎熱的夏天，窗戶可以有效的遮擋陽光從而避免了大量的熱量進(jìn)入屋內(nèi)。所以窗戶的傳熱系數(shù)的大小直接影響著屋內(nèi)溫度的高低。當(dāng)窗戶的傳熱系數(shù)很小的話可以保證整個(gè)建筑的屋內(nèi)的涼爽。當(dāng)屋內(nèi)溫度降低時(shí)才會(huì)間接的減少電能的浪費(fèi)。所以窗戶傳熱系數(shù)的和建筑的制冷有著密切的聯(lián)系。①控制好窗和墻的比例關(guān)系。根據(jù)一般的情況來說，通常的建筑中窗戶的面積都不大。根據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)定每個(gè)方位的窗戶都有相應(yīng)的比例關(guān)系。所以在對(duì)窗戶設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來設(shè)計(jì)，防止出現(xiàn)只為了增加立面的效果卻忽視了窗戶時(shí)候可以開啟，這樣直接影響到節(jié)能。②窗戶類型的選取。在實(shí)際的窗戶選取過程中遮陽系數(shù)（SC）直接影響到節(jié)能。為了更好的節(jié)能應(yīng)該首選節(jié)能系數(shù)較小的窗戶。建筑中普遍安裝的窗戶有；鋁合金窗戶、塑料窗戶、鋼窗戶等。在對(duì)窗戶節(jié)能工程中應(yīng)該選擇玻璃窗戶，因?yàn)椴ＡТ皯粼诜N類上分為很多種，其次玻璃也屬于可在回收資源。雖然一般的玻璃在性能和節(jié)能上都比較差點(diǎn)，但是優(yōu)質(zhì)的玻璃對(duì)于節(jié)能還是效率很高的。

2.2 屋面的合理設(shè)置

①在屋面上安裝隔熱板。為了保證屋內(nèi)的溫度，降低傳熱系數(shù)，通常采用的辦法是在地面上安裝隔熱板。要想更好的滿足隔熱效果，在進(jìn)行隔熱材料選取的時(shí)候應(yīng)當(dāng)首選那些導(dǎo)熱性小，蓄熱能力大的材料。在實(shí)際的施工安裝過程中通常選用傳熱系數(shù)較小的材料，通過增加實(shí)體材料的厚度有效的降低了圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的溫度，同時(shí)還增加了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)性。②通風(fēng)式隔熱屋頂?shù)陌惭b。在炎熱的夏天，屋頂可以采取一定的措施降低屋頂?shù)臏囟?。但是在?shí)際的過程中，不管如何改進(jìn)還是有一定的溫度傳到屋內(nèi)。通風(fēng)屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)在一定程度上可以大大減少外界傳到屋內(nèi)的熱量。這種設(shè)計(jì)通過外界的空氣流動(dòng)帶走屋頂?shù)臒崃?，?dāng)外界的空氣流動(dòng)越大時(shí)帶走的熱量也就相應(yīng)的增加。所以，跟其它的設(shè)計(jì)相比通風(fēng)式屋頂技術(shù)隔熱效果更好帶走屋頂熱量的速度更快。③增加反射。眾所周知物體的外表顏色和吸熱量有著直接的關(guān)系。所以在對(duì)外表面進(jìn)行設(shè)計(jì)處理的時(shí)候應(yīng)該首先選取那些顏色較淺的物質(zhì)，或者是在表面涂抹顏色較淺的涂料。增大陽關(guān)的反色同時(shí)也降低了建筑外面吸收的熱量。

2.3 對(duì)外墻的設(shè)計(jì)要求

①增加墻體的熱阻值。就目前的情況來看一般的保溫隔熱都是采用增加墻體的熱阻值。墻體的外表可以采用新型的隔熱材料，具體的隔熱材料一般包括；新型煤粉空心磚、混凝土空心磚、加壓的混凝土空心磚等。②外表進(jìn)行淺色處理。根據(jù)光的反射原理，淺色物質(zhì)對(duì)于熱量的吸收比較小，所以在墻體的外表面可以涂抹或者裝飾淺色的材料。③通過把保溫材料放置在墻體的外側(cè)，這樣會(huì)讓外界溫度對(duì)于主體結(jié)構(gòu)影響變小。有效隔絕溫度的時(shí)候也讓建筑變形較小，同時(shí)還對(duì)墻體內(nèi)產(chǎn)生的冷橋起到保護(hù)作用，從而直接增加建筑的使用壽命。經(jīng)過對(duì)比分析外墻外保溫具有很大的優(yōu)勢(shì)，但是在實(shí)際應(yīng)用中也存在著很多的不利因素，所以對(duì)于外墻保溫體系有了更高的要求。根據(jù)太陽的輻射和外界溫度的變化為例子說明。由于外保溫材料上的抗裂保護(hù)層一般厚度是3～20mm之間。所以當(dāng)外界的溫度一樣的時(shí)候，有保溫材料的建筑溫度變化速度要比沒有保溫層的快30倍左右。所以建筑外墻保溫材料對(duì)建筑至關(guān)重要。

2.4 自然通風(fēng)的應(yīng)用

外界的自然因素也可以做到對(duì)建筑的節(jié)能。通風(fēng)可以有效的降低墻體表面的溫度從而有效保證室內(nèi)的溫度。這樣即使在夏天也會(huì)減少空調(diào)的開機(jī)時(shí)間。在建筑進(jìn)行選址的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)地區(qū)所在的經(jīng)緯度和風(fēng)向的流向來進(jìn)行建造。充分利用上地勢(shì)的特點(diǎn)、太陽吸收的熱量被反射、植被的覆蓋等優(yōu)勢(shì)進(jìn)行節(jié)能改善。同時(shí)把當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能資源充分利用上，用風(fēng)來降低墻體的外表溫度，從而對(duì)建筑節(jié)能有更大的優(yōu)勢(shì)。在建筑中也要充分考慮到窗戶的安裝位置，根據(jù)風(fēng)的熱壓和風(fēng)壓作用，讓室內(nèi)的空氣和外界的空氣進(jìn)行交換。除此以外，還可以對(duì)風(fēng)進(jìn)行導(dǎo)流，讓風(fēng)向進(jìn)行轉(zhuǎn)變以及實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量的控制。在進(jìn)行空堂風(fēng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以利用管道對(duì)風(fēng)進(jìn)行有效利用，用風(fēng)進(jìn)行機(jī)械的降溫或者是對(duì)室內(nèi)油煙的排放。

3 建筑排水節(jié)能以及節(jié)水辦法

3.1 有效利用市政水壓

一般市政水壓力在0.2～0.4MPa之間，市政水壓能達(dá)到的地區(qū)優(yōu)先利用市政水供給，當(dāng)市政壓力達(dá)不到時(shí)則應(yīng)該采用設(shè)備進(jìn)行加壓供給。

3.2 設(shè)計(jì)好給水系統(tǒng)

對(duì)于高層的建筑供水來說，一般白天的用水量比晚上的用水量小。但是直如果直接用水泵進(jìn)行加壓供給則節(jié)能效果并不是很明顯，所以可以采用水箱水泵聯(lián)合供給的方式；對(duì)于商業(yè)用房則可以采用變頻加壓泵及氣壓罐為一體的聯(lián)合式供水方式；對(duì)于居民住宅來說可以采用變頻機(jī)組加壓的方式進(jìn)行供水。

3.3 合理選擇加壓泵

在對(duì)加壓泵進(jìn)行選擇的時(shí)候，主要考慮到的是上班高峰期的總用水量，對(duì)于泵的要求就是在高峰期的時(shí)候也能保證水的正常供給。多組泵同時(shí)工作的時(shí)，應(yīng)該考慮每個(gè)泵的特征曲線，相應(yīng)的進(jìn)行安裝氣壓罐和輔助泵以滿足小流量時(shí)的需求，同時(shí)對(duì)于管道的設(shè)計(jì)也要合理，計(jì)算好各個(gè)位置的流量損失，從而避免泵的壓力大管道流量小的情況，這樣也是對(duì)電能的一種浪費(fèi)。

3.4 給水最好循環(huán)使用

對(duì)于很多建筑項(xiàng)目來說，需要用水進(jìn)行冷卻，這樣可以考慮到水資源的回收利用。通過建一個(gè)蓄水池，把冷卻之后的水進(jìn)行降溫處理后繼續(xù)循環(huán)使用。如果對(duì)于水質(zhì)的要求高，循環(huán)一定次數(shù)以后可以把蓄水池中的水對(duì)植被進(jìn)行澆灌，在循環(huán)利用水資源的時(shí)候不僅做到了水資源的節(jié)能利用，同時(shí)把死水變成活水也不會(huì)讓水質(zhì)發(fā)生太大的變化。

4 總 結(jié)

經(jīng)過上面的分析我們不難看出建筑的節(jié)能對(duì)國家能源的重要性，在實(shí)際過程中建筑的每一個(gè)細(xì)節(jié)都和節(jié)能有著或多或少的聯(lián)系。建筑節(jié)能是一把雙刃劍，如果利用的好可以減少很多能源的浪費(fèi)，要是應(yīng)用不好則不僅做不到節(jié)能同時(shí)還會(huì)造成資源的巨大浪費(fèi)。本文通過對(duì)節(jié)能的重要性加以說明并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化研究從而讓建筑更有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

參考文獻(xiàn)

[1]宋麗娟.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山西建筑，2003.

[2]揚(yáng)子江.建筑屋面節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)[J].工業(yè)建筑，2005.

[3]岳永亮.朱菊梅住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討[J].陜西建筑，2005.

[4]石軍.淺談建筑設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)[J].中國科技博覽，2010，（33）.