建筑節(jié)能設(shè)計(jì)因素影響研究

1.黃慶東 2.黃 楠

1.遼寧省建筑設(shè)計(jì)研究院 2.中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)因素影響研究

1.黃慶東 2.黃 楠

1.遼寧省建筑設(shè)計(jì)研究院 2.中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的今天，地球能源消耗越來(lái)越大，因此，為了保護(hù)環(huán)境，從而節(jié)約能源，節(jié)能成了各行各業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，也是一項(xiàng)難點(diǎn)。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，節(jié)能建筑設(shè)計(jì)受到重視，文章中筆者對(duì)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題、節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的重要性及改善措施進(jìn)行了探討，希望為同行業(yè)工作者提供一些理論依據(jù)。

建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)；因素；措施

1 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的概述

在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，其影響因素有很多種，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①外部環(huán)境。在規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，外部環(huán)境是影響建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要因素之一，所以在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮朝向、布局等因素；②建筑單體節(jié)能設(shè)計(jì)。對(duì)于建筑單體的節(jié)能設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)方案至關(guān)重要，對(duì)建筑能耗的效果具有直接作用。

2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)因素

2.1 建筑高度

使用功能對(duì)建筑空間高度起到?jīng)Q定性作用，建筑空間的高度不同，給人們帶來(lái)的感受也有所不同，而且建筑高度的選擇至關(guān)重要，不僅影響建筑材料的消耗，同時(shí)還能影響室內(nèi)熱量的損耗，所以必須合理確定建筑層高，以此達(dá)到節(jié)能的效果。按照我國(guó)《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50096-2011，確定住宅層高宜為2.8m，除了滿足基本的使用要求及空間感受外，另一個(gè)主要原因是因?yàn)檫@個(gè)高度可以滿足節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的。

2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料

由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱量損失占據(jù)總熱量損失的很大一部分，所以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量損失至關(guān)重要。所以為了達(dá)到節(jié)能的目的，主要應(yīng)控制好兩方面因素，一方面為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式，另一方面為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，而影響熱工性能因素也包括兩個(gè)方面，一是建筑結(jié)構(gòu)形式，由于不同的建筑結(jié)構(gòu)形式，圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同，熱工性能也不相同，二是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選材，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)小，會(huì)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)降低。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，剪力墻是住宅主要的結(jié)構(gòu)類型，所以一般情況下，外窗采用的為斷橋鋁合金中空玻璃，該材料的熱工性能較好，同時(shí)外墻和屋面采用模塑聚苯板、擠塑聚苯板及巖棉等保溫材料。

3 加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的有效措施

3.1 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)

以往的研究和實(shí)踐普遍認(rèn)同增加外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱能力的方法主要有兩種：一是提高熱阻，即無(wú)論考慮穩(wěn)定傳熱還是考慮不穩(wěn)定傳熱，提高熱阻或者說(shuō)降低傳熱系數(shù)，都是降低夏季室內(nèi)空氣溫度和圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度最基本的措施。二是采用蓄熱系數(shù)較大的材料并保證必要的厚度，可以增加外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱容量，內(nèi)表面溫度的波動(dòng)振幅就減小，即減小內(nèi)表面最高溫度，出現(xiàn)溫度最高值的延遲時(shí)間也較長(zhǎng)。因?yàn)?，多層材料?duì)溫度波動(dòng)的抑制作用，除了與各層材料的熱惰性指標(biāo)有關(guān)外，各層材料的排列順序尤其是絕熱層的位置也是一個(gè)重要因素。

對(duì)于實(shí)體圍護(hù)結(jié)構(gòu)，不僅應(yīng)增強(qiáng)墻體的絕熱效果還必須同時(shí)控制合理的窗墻面積比，避免一味追求通透效果。窗口或玻璃幕墻外可考慮采取遮陽(yáng)手段來(lái)降低供暖空調(diào)能耗，尤其是西向遮陽(yáng)的問(wèn)題，值得引起專業(yè)人員的重視。

3.2 采光與照明節(jié)能設(shè)計(jì)

我國(guó)地處北半球，南向采光時(shí)間長(zhǎng)，且有較高的照度，可依據(jù)四季光照特點(diǎn)，充分利用天然光來(lái)實(shí)現(xiàn)日間采光，可對(duì)建筑的側(cè)窗、天窗等重點(diǎn)采光部位予以被動(dòng)式的采光設(shè)計(jì)，將窗戶玻璃夾層中設(shè)置棱鏡或者光傳輸纖維，室內(nèi)墻面、頂棚裝飾采用淺色，高反射率的材料，提升照明質(zhì)量，對(duì)光線進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，使建筑室內(nèi)光線達(dá)到最佳效果。根據(jù)地區(qū)氣候特點(diǎn)，合理采用鍍膜玻璃實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光譜的篩選和甄別，降低采暖或空調(diào)能耗。東西朝向極易導(dǎo)致光線直入形成眩光，設(shè)計(jì)時(shí)建議采取一定的遮擋措施。

量大面廣的日間照明，宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低，日間采光可采用日光反射裝置和光導(dǎo)照明系統(tǒng)，不僅能夠?yàn)榻ㄖ峁╅L(zhǎng)時(shí)間的自然光照明，還可依據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)對(duì)光線強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。有中庭的公共建筑還可以利用屋頂開(kāi)設(shè)天窗，將天窗設(shè)計(jì)為上層采用透光玻璃，下層采用金屬百葉的復(fù)合雙層天窗，太陽(yáng)光透過(guò)玻璃投射到金屬百葉上，再反射向墻面、地面，形成光的漫射，不但獲得柔和明媚的自然光線，其有韻律感的投射陰影也可增加室內(nèi)裝飾的層次感。

3.3 建筑空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)

為降低能耗，在滿足生產(chǎn)要求和人體健康的情況下，合理降低室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于使用者健康和節(jié)能降耗均有益處，空調(diào)房間室內(nèi)溫濕度基數(shù)，夏季應(yīng)盡可能提高，冬季應(yīng)盡可能降低?？刂婆c正確利用室外新風(fēng)量也是節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，需在使用者的行為節(jié)能方面做一些努力，如禁止在空調(diào)環(huán)境內(nèi)吸煙等措施。利用先進(jìn)技術(shù)減少輸送系統(tǒng)的動(dòng)力能耗，采用大溫差的供回水(或送回風(fēng))，選用低流速有利于系統(tǒng)的水力工況的穩(wěn)定性，采用輸送效率高的載能介質(zhì)所占用的建筑空間也小很多，采用變風(fēng)量(VAV)空調(diào)方式和變水量(VWV)空調(diào)系統(tǒng)，全年的送風(fēng)動(dòng)力比定風(fēng)量方式小得多，節(jié)能效果較好。

3.4 建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能措施

采用多臺(tái)水泵工作的方式有利于防止超壓，流量小，則單泵或運(yùn)行小泵，遇到大流量，則開(kāi)啟大泵或是將多泵進(jìn)行并聯(lián)式運(yùn)行。應(yīng)用消防水泵從給水管網(wǎng)直接地吸水，必須對(duì)水泵的工作情況進(jìn)行校核，以給水管網(wǎng)的最高水壓為重要標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制以防止超壓。

3.5 新能源的利用拓展

太陽(yáng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕履茉矗诮ㄖ倪\(yùn)行能耗中具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力，我國(guó)是太陽(yáng)能電池生產(chǎn)大國(guó)，但我國(guó)建筑對(duì)太陽(yáng)能的利用卻很少，政府可鼓勵(lì)推廣太陽(yáng)能在建筑上的開(kāi)發(fā)利用，屋頂、墻體均可作為太陽(yáng)能電池或蓄熱板的載體，另外光電幕墻集發(fā)電、隔熱、隔音、裝飾等特點(diǎn)于一身，可有效降低建筑的能源消耗，在需要使用玻璃幕墻的建筑上將普通玻璃幕墻置換為光電玻璃幕墻能有效提升幕墻的環(huán)保功能和保溫功能，不僅大量節(jié)約石化能源，降低污染程度，新材料本身也將豐富建筑立面，帶來(lái)不同的視覺(jué)感受。地源熱泵利用地下冷(熱)能，可以作為采暖和空調(diào)的有效補(bǔ)充。

結(jié)束語(yǔ)

總之，以上我們從建筑的結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計(jì)對(duì)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了分析，闡述了太陽(yáng)能、風(fēng)能在建筑中的技術(shù)應(yīng)用，可以說(shuō)人們使用清潔能源取代傳統(tǒng)的高耗能的能源是可以實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與不斷的開(kāi)發(fā)研究，最好與建筑的完美結(jié)合才能將建筑節(jié)能技術(shù)充分發(fā)揮出來(lái)。

[1]袁海生.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)探討[J].建筑與規(guī)劃設(shè)計(jì)，2012，2(14).

[2]張瑞文.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究[J].建設(shè)科技，2011，10(02).