顧軍
(北京信遠(yuǎn)筑仁科技發(fā)展有限有限公司)
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與節(jié)能方法研究
顧軍
(北京信遠(yuǎn)筑仁科技發(fā)展有限有限公司)
從當(dāng)前我國(guó)建筑能耗的現(xiàn)狀入手分析,結(jié)合筆者多年的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn),指出了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn),并對(duì)建筑節(jié)能方法進(jìn)行了深入研究。
建筑節(jié)能;設(shè)計(jì);方法
相比較西方發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)的節(jié)能工作起步較晚,能源浪費(fèi)問(wèn)題突出,特別是在建筑采暖耗熱量等方面都奇高,其能耗增速或與我國(guó)能源生產(chǎn)增速產(chǎn)生不協(xié)調(diào),這種浪費(fèi)型增速問(wèn)題急需得到重視。特別是近年來(lái),舊房節(jié)能改造規(guī)模的不斷擴(kuò)大,也使得人力和物力的耗損均被大幅提高。加之在新建和改建建筑方面的能源耗損量也在逐年增加,由此也會(huì)引發(fā)森林被大量砍伐、材料資源被過(guò)度開采,長(zhǎng)此以往,會(huì)引發(fā)土地破壞嚴(yán)重、植被退化、物種減少、環(huán)境惡化等系列問(wèn)題,這些都應(yīng)該引起我們的高度重視。
在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中,建筑物朝向選擇的合理性是非常重要的。特別是在現(xiàn)代住宅設(shè)計(jì),建筑的朝向設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到各項(xiàng)綜合因素。如住宅內(nèi)部房間的使用要求、當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)風(fēng)向、太陽(yáng)的輻射、建筑周圍的環(huán)境以及各地區(qū)的氣候等。為了確保建筑設(shè)計(jì)的合理性,設(shè)計(jì)人員必須經(jīng)過(guò)縝密的調(diào)查、認(rèn)真的研究、全面的分析和科學(xué)的評(píng)價(jià)。筆者總結(jié)發(fā)現(xiàn):我國(guó)住宅的建筑朝向設(shè)計(jì)是有一定的規(guī)律可尋的。根據(jù)南北方的氣候特點(diǎn)的不同,在住宅建筑的設(shè)計(jì)中建筑長(zhǎng)軸方向會(huì)選取不同的主導(dǎo)風(fēng)向,一般南方與夏季主導(dǎo)風(fēng)向垂直,北方與冬季主導(dǎo)風(fēng)向平行,這種朝向設(shè)計(jì)能有效降低冷空氣的滲透度。而住宅建筑的平面形狀設(shè)計(jì),則應(yīng)盡量用外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積小的建筑。
在居住區(qū),住宅的平面布局具有多樣性,常見的有周邊式、自由式和行列式。而不同布局的房子又各有特點(diǎn),周邊式封閉、通風(fēng)性差;自由式通常用于具有特殊地形要求的建筑設(shè)計(jì)中;行列式又可分為兩種不同布局,一種是并列式,一種是錯(cuò)列式,在一些特殊地形中還會(huì)有斜列式布局的方式。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,為了使建筑的通風(fēng)效果更好,在居住區(qū)布局多以行列式和自由式為主。基于建筑防熱的角度,這兩種排列設(shè)計(jì)方法的朝向更好一些,這樣一來(lái)多數(shù)的房間都能更好的進(jìn)行自然通風(fēng),并接受充足的日照,而在這些排列中,錯(cuò)列式和斜列式的布局更好一些。
在立體布置方面,通常會(huì)選用“前低后高”和“高低錯(cuò)落”等建筑手法,以使建筑環(huán)境功能發(fā)揮到最大化,此種設(shè)計(jì)也能使居住區(qū)看起來(lái)更生動(dòng),賦予色彩。
體形系數(shù)是建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面積與其所包圍的建筑體積之比。該值的大小與能耗的多少成正比例關(guān)系的。而如何正確處理建筑形式多樣化與節(jié)能的關(guān)系是每一個(gè)建筑設(shè)計(jì)師都在關(guān)心的問(wèn)題??偨Y(jié)發(fā)現(xiàn),建筑物層數(shù)在6層左右的更有利于節(jié)能。此外,建筑物的外形、表面積大小等與熱交換量多少也成正比例關(guān)系。因此,建筑物的造型最好是簡(jiǎn)潔、完整的,最好不要將輪廓線設(shè)計(jì)得過(guò)于復(fù)雜。
在設(shè)計(jì)住宅單體套型方案的過(guò)程中,必須從節(jié)能的角度來(lái)進(jìn)行舒適性和居家性的設(shè)計(jì)。各房間的功能必須明確區(qū)分好。因?yàn)樵谝话慵彝ブ?,人們往往將更多的時(shí)間花在了客廳和主臥室,因此在設(shè)計(jì)中這些空間一般朝南,而廚房、衛(wèi)生間等朝北和東西方向。這樣建筑的整體采光性能更好一些。需要注意的是,套內(nèi)各房間最好都有直接對(duì)室外的窗,房門窗也最好相對(duì)設(shè)置,以利于自然采光和夏季能有穿堂風(fēng);如果建筑物為炎熱地區(qū),還可選用內(nèi)天井或外天井住宅套型平面,這樣能提升自然通風(fēng)效果,室內(nèi)氣候也能得以改善。
居住區(qū)的綠化水平與小區(qū)環(huán)境、人們的居住舒適感和節(jié)約建筑能耗有著直接的聯(lián)系,因此必須加以重視。在節(jié)能設(shè)計(jì)中,居住區(qū)綠化設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng):第一,地面綠化以灌木為主,有條件的話可引入水景。第二,住宅除北面外可種高大的落葉喬木,以調(diào)節(jié)朝陽(yáng)居室。第三,墻面、陽(yáng)臺(tái)可適當(dāng)進(jìn)行垂直綠化。此舉能美化景觀環(huán)境,還能起到冬季保溫、夏季隔熱、增加綠化面積、改善住宅室內(nèi)熱環(huán)境的作用。
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件(屋頂、墻、地基、隔熱材料、密封材料、門和窗、遮陽(yáng)設(shè)施)的設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有關(guān)。為減少建筑能耗,設(shè)計(jì)中應(yīng)提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)各組成部件的熱工性能,并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和建筑的地理位置及朝向進(jìn)行精確計(jì)算,確定最優(yōu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)組合。與此同時(shí),還要對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部件與組合的技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和可行性進(jìn)行綜合評(píng)估。
高新技術(shù)在建筑節(jié)能中的作用不可小視。但當(dāng)前國(guó)內(nèi)節(jié)能工作多沿用傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)。因此,急需引進(jìn)新技術(shù)。而能源利用率的提升應(yīng)包括兩個(gè)方面:第一,提高終端用戶用能效率。如,建筑暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須是高能效的,這樣在使用過(guò)程中可通過(guò)能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)舒適度、室內(nèi)空氣品質(zhì)和能耗情況的精準(zhǔn)調(diào)試。而其他的家電產(chǎn)品和辦公設(shè)備,則應(yīng)盡量使用節(jié)能認(rèn)證的產(chǎn)品。第二,加強(qiáng)對(duì)總能源利用。在能源轉(zhuǎn)換過(guò)程中,到達(dá)終端能源時(shí)的能源損失非常之大。為了更好的全面反映能源利用效率和能源對(duì)環(huán)境的影響,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)能源開采、處理、輸送、儲(chǔ)存、分配和終端利用等全過(guò)程的綜合評(píng)價(jià),建筑能耗設(shè)備選擇也應(yīng)第二代能源系統(tǒng),可充分利用不同品位熱能,最終實(shí)現(xiàn)能源利用的最佳化。
嚴(yán)格監(jiān)管的方法包括:第一,建筑單位必須認(rèn)真貫徹落實(shí)《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》,對(duì)新建的住宅工程、公共建筑一律強(qiáng)制實(shí)行國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。第二,嚴(yán)格實(shí)行建材準(zhǔn)入制度,鼓勵(lì)使用低能耗產(chǎn)品。第三,對(duì)建筑設(shè)計(jì)、施工圖審查、施工許可與竣工驗(yàn)收備案等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能的“閉合”管理。 除了加強(qiáng)監(jiān)管外,還應(yīng)注重相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng),因此,高校應(yīng)加強(qiáng)對(duì)節(jié)能專業(yè)各類人才培養(yǎng)的重視,與時(shí)俱進(jìn)的增設(shè)建筑節(jié)能學(xué)科,培養(yǎng)專業(yè)人才。
在節(jié)能和環(huán)保目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,與新能源的利用程度有著直接的聯(lián)系。所謂新能源,主要指的是非常規(guī)的可再生能源,如太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、生物質(zhì)能等均屬其列。當(dāng)前,太陽(yáng)能已經(jīng)得到初步的利用,如太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)熱水器、太陽(yáng)能制冷技術(shù)、太陽(yáng)灶等,近年來(lái),被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑因構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低,已經(jīng)得到較廣泛應(yīng)用,但綜合來(lái)說(shuō),當(dāng)前國(guó)內(nèi)的太陽(yáng)能利用規(guī)模并不是很大,技術(shù)應(yīng)用也有諸多的不完善之處,商品化水平也有待提高。除此之外,地?zé)崮芎惋L(fēng)能等新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用和開發(fā)力度也有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
此外,除了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的加強(qiáng)外,還應(yīng)該加強(qiáng)建筑節(jié)能的全民參與??赏ㄟ^(guò)加大政府宣傳引導(dǎo)、政策約束、機(jī)制創(chuàng)新等方面來(lái)提升全民的節(jié)能參與意識(shí),并通過(guò)第三方機(jī)構(gòu)的方式來(lái)幫助民眾建立建筑節(jié)能減排的小知識(shí)、小竅門等。
綜上所述,建筑節(jié)能作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程,其節(jié)能性與諸多因素有著直接而密切的聯(lián)系,如規(guī)章政策、節(jié)能新材料和工藝技術(shù)的應(yīng)用水平,以及再生能源的開發(fā)和利用程度,相關(guān)節(jié)能設(shè)備的設(shè)計(jì)和管理等,唯有對(duì)各種因素進(jìn)行綜合考量之后進(jìn)行合理設(shè)計(jì),才能真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、提高熱效率的設(shè)計(jì)目的。
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Building Energy Eff i ciency Design and Energy Saving Method Research
GU Jun
(Beijing Xinyuan Zhuren Science and Technology Development Co., Ltd.)
This paper starts with the current situation of the current our country building energy consumption analysis, combined with years of practical work experience, the author points out the building energy efficiency design key points, and the method of building energy efficiency were studied.
building energy conservation; design; method