談節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑工程中的應(yīng)用

程榮華

摘 要：建筑節(jié)能對(duì)建筑業(yè)有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，面對(duì)全球能源的日益緊張，世界各國特別是歐美發(fā)達(dá)國家對(duì)節(jié)能技術(shù)給予了充分的重視。而我國的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作從20世紀(jì)90年代初才剛剛啟動(dòng)。因此，我們應(yīng)做到：首先，在設(shè)計(jì)技術(shù)節(jié)能方面，積極采用節(jié)能建材、新型節(jié)能墻體、屋面的保溫隔熱技術(shù)、節(jié)能門窗的保溫隔熱和密閉技術(shù)，加大新能源和可再生能源如太陽能和低熱能在建筑中的應(yīng)用，并進(jìn)一步推廣不同能源的熱泵技術(shù)、產(chǎn)品以及回收廢熱、余熱技術(shù)；其次，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)管理方面，加強(qiáng)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作，嚴(yán)格實(shí)行房屋建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，要把建筑節(jié)能設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)是否達(dá)標(biāo)的重要考核項(xiàng)目；最后，在房屋建筑設(shè)備產(chǎn)品的使用方面，應(yīng)采用節(jié)能型供熱、空調(diào)設(shè)備，并提高設(shè)備運(yùn)行時(shí)的能源利用率，以達(dá)到更好節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；必要性；節(jié)能設(shè)計(jì)

1 前言

我國對(duì)能源的需求量大而能源不足，現(xiàn)需大量進(jìn)口，因此節(jié)能是國家的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。我國建筑的耗能量約占全國耗能的30%，而且還在不斷上升，所以建筑節(jié)能刻不容緩。本文介紹了建筑節(jié)能的必要性，結(jié)合工程實(shí)例探討了建筑工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)方法。

2 建筑節(jié)能的必要性

目前世界范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源日趨枯竭，人類將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)?、風(fēng)力、太陽能、核能，而我國的能源問題更加嚴(yán)重。隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，我國的建筑能耗逐年大幅度上升，已達(dá)全社會(huì)能源消耗量的32%。我國現(xiàn)有建筑面積為400億m2，絕大部分為高能耗建筑，且每年新建建筑近20億m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此，建筑設(shè)計(jì)節(jié)能勢(shì)在必行。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

某工程的建筑面積11870m2，地上單元式住宅（2～9層）建筑面積9605m2，首層商業(yè)面積850m2，地下設(shè)備層面積1495m2，建筑物高度27.30m，體形系數(shù)0.22。此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)定為節(jié)能65%，選擇并采用了合理、成熟的建筑節(jié)能技術(shù)，新型的建筑節(jié)能材料，充分應(yīng)用在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的建筑水、暖及電氣中。建筑上采用了節(jié)能的外墻材料、先進(jìn)的熱源采暖、中水回用與太陽能的利用及智能化的樓宇管理系統(tǒng)為一體的形式。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值的設(shè)計(jì)

限值分解必須要根據(jù)現(xiàn)有的住宅狀況分析，其體形系數(shù)多數(shù)為0.3左右，樓層數(shù)、窗墻比能夠滿足現(xiàn)代設(shè)計(jì)的需要，結(jié)合建筑物耗量來加以調(diào)整，一般建筑物耗熱量指標(biāo)在14.59W/m2。對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要把相關(guān)的節(jié)能理念運(yùn)用在其中，這樣才能達(dá)到本質(zhì)上的節(jié)能需要。通常無須像50%節(jié)能那種模式計(jì)算，只要通過相關(guān)的結(jié)構(gòu)比例加以控制，再從其它方面審核控制，對(duì)建筑的體型系數(shù)、窗墻比、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)等計(jì)算后調(diào)整在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，這樣就能保證建筑物實(shí)現(xiàn)有效地控制調(diào)整，把限值標(biāo)準(zhǔn)代入該建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算出熱指標(biāo)作為參照值，然后進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算設(shè)計(jì)，保證建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)指標(biāo)處在有效范圍中。

3.3 改善內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能

3.3.1 優(yōu)化分戶隔墻

兩側(cè)各100mm加氣混凝土，中間加50mm厚聚苯板，保證傳熱系數(shù)在K=0.72W（/m2·k）（目前該地區(qū)規(guī)定限值為：K=2.79W（/m2·k）。對(duì)傳熱系數(shù)加以調(diào)整控制：①這樣可以達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)梁寬的要求；②對(duì)戶間傳熱嚴(yán)格控制，避免散熱設(shè)備數(shù)量增大；③對(duì)噪聲分貝顯著減小，避免居住用戶受到干擾。

3.3.2 優(yōu)化室內(nèi)樓板

150mm鋼筋混凝土樓板，上鋪20mm厚自熄型聚苯板，上鋪40～50mm厚C20細(xì)石混凝土墊層，上做20～30mm面層，使傳熱系數(shù)達(dá)到K=1.40W（/m2·k）（目前該地區(qū)規(guī)定限值為K=2.83W（/m2·k）。這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：①使得戶間傳熱減小，控制了散熱設(shè)備數(shù)量；②在墊層內(nèi)鋪設(shè)管道，主要是保證60～70mm厚的墊層厚度，不會(huì)給建筑性能帶來影響；③對(duì)建筑外部的噪音嚴(yán)格控制，使得樓板荷載減輕；④在成本造價(jià)的控制上效果明顯，不會(huì)影響到整體建筑投資。

3.4 室內(nèi)設(shè)計(jì)

3.4.1 智能通風(fēng)的設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)建筑的通風(fēng)設(shè)備是土建管道徑形成的自然拔風(fēng)，這樣的通風(fēng)設(shè)備無法控制風(fēng)量，在通風(fēng)的同時(shí)熱量也被帶出導(dǎo)致能量的散失，舒適性也較差。外墻、門窗的保溫隔熱技術(shù)和密封技術(shù)是從20世紀(jì)70年代開始并推廣加強(qiáng)的，這些技術(shù)使房屋的空氣交換問題凸顯出來；80年代開始，“房屋呼吸”概念開始普及，“房屋呼吸”可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量的控制，使室內(nèi)外形成正負(fù)差，在主要居室內(nèi)注入新鮮空氣，污濁空氣則通過廚房和衛(wèi)生間排出。

3.4.2 戶式中央空調(diào)與中央新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

能效高、消耗低是戶式中央空調(diào)的特點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的空調(diào)需要開窗換氣，造成了污染和熱損耗，同時(shí)也增加了制冷和供熱的費(fèi)用，而戶式中央空調(diào)具有的熱交換功能可以使熱交換律達(dá)到70%以上，大大減少了各方面的消耗。當(dāng)然，節(jié)能技術(shù)和材料的運(yùn)用會(huì)增加一定的成本，大約每平方米增加50～70元，可是用一定的為數(shù)不多的增加成本換取舒適的環(huán)境還是很合算的。實(shí)際數(shù)據(jù)表明，在冬季室內(nèi)溫度為18℃、夏季室內(nèi)溫度為26℃（即標(biāo)準(zhǔn)條件）的情況下，居室改為六面體節(jié)能后，住宅全年可節(jié)約采暖、空調(diào)電耗約50%。

3.4.3 選擇節(jié)能玻璃窗

現(xiàn)代建筑無論是商廈還是住宅，都趨向于大面積玻璃采光。一般住宅的玻璃窗采用普通玻璃，雖然造價(jià)便宜，但保溫效果較差，無法阻擋陽光中的熱能向室內(nèi)傳遞，冬季也無法阻擋室內(nèi)熱能的外泄，保持室內(nèi)適宜溫度的代價(jià)只能是大量消耗空調(diào)和暖氣的能耗，選擇高質(zhì)量的玻璃能讓室內(nèi)溫度穩(wěn)定。

4 照明節(jié)能的設(shè)計(jì)

首先，根據(jù)不同房間的不同功用進(jìn)行照明設(shè)計(jì)。其次，在設(shè)計(jì)上盡量運(yùn)用自然光的設(shè)計(jì)。第三，傳統(tǒng)的鹵素?zé)?、鎢絲燈可以用日光燈來代替，水銀燈可以用鈉氣燈、復(fù)金屬燈來代替。在裝修涂漆時(shí)可選用亮色來提高室內(nèi)的照明效果。此外，40W或60W的日光燈可代替多個(gè)20W的日光燈，同樣可以達(dá)到節(jié)能的效果。

5 墻面與地面的保溫隔熱處理設(shè)計(jì)

如果建筑外墻沒有進(jìn)行保溫層處理，在裝修時(shí)就要在內(nèi)墻上涂一層保溫砂漿。這種保溫砂漿為塊狀泡沫，一般厚度為2～3cm，在施工前只需把原有毛坯水泥砂漿除掉即可。不僅可以起到保溫節(jié)能的效果，還可以避免傳統(tǒng)水泥砂漿日久開裂的現(xiàn)象。還有一些板材和玻璃棉（如包空調(diào)風(fēng)管用的材料）也可以用于西墻內(nèi)表面的隔熱。一般在內(nèi)裝修時(shí)，可以結(jié)合藝術(shù)裝飾一并考慮隔熱。當(dāng)窗、墻、頂?shù)冉ㄖ鈬o(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能處理好以后，輔以地面節(jié)能處理，室內(nèi)節(jié)能效果會(huì)更好。簡單的地面保溫處理，就是在地面先鋪一層保溫板（又名擠塑板），可起到保溫、隔熱、防噪的效果。蓄能調(diào)溫地板，里面加有定形相變材料，冬季可以把白天曬在上面的陽光能量儲(chǔ)存起來在夜晚釋放，起到夜間提高室內(nèi)溫度的作用。

6 結(jié)束語

總之，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)涉及建筑技術(shù)、材料技術(shù)、能源技術(shù)、智能技術(shù)、仿生技術(shù)、廢物再利用技術(shù)及設(shè)計(jì)、施工、管理、政策法規(guī)等諸多部門的全方位的、綜合性的系統(tǒng)工程。

參考文獻(xiàn)：

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