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作者:摘要:节能型建筑是21世纪可持续发展的迫切需要,拥有极大的发展潜力,是今后建筑发展的主要方向之一。推动建筑向绿色、节能、环保方向发展,是个世界建筑领域实践可持续发展理念的大趋势,也是中国经济社会发展面临的重要任务。本文从节能的角度探讨建筑设计的措施。
关键词:节能型;理念;建筑;设计;应用
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:
所谓建筑节能,即为建筑在运用的全过程中,所涉及到的每一个环节中的总节能。从本质上讲,建筑节能涵盖了建筑规划、建筑施工、建筑选址以及建筑设计和使用等诸多环节,基于对一些节能环保建筑材料的运用,就节能环保的产品和设备,应当严格遵守建筑节能的相关性规定,在建筑设备的管理和运行过程中,强化对建筑节能设备的管理工作,对建筑的一些围护架构应当采取科学的手段对其进行设计,致使建筑的围护架构的热工性质能达到最佳状态。
一、节能理念在建筑设计中的重要性
1、能源结构长久以来都以煤炭为主,煤炭总量占能源总数的四分之三,当前我国的煤炭能源使用量已经达到了13亿t,煤炭资源严重匮乏。
2、能源分布不均,我国幅员广阔,能源分布不均在所难免,经济发达的地区能源相对短缺,由于我国农村面积比较广泛,导致农村能源也比较匮乏。
3、能源利用率低,发达国家平均能源利用率为33%,我国为发展中国家,能源利用率仅为23%,远低于发达国家水平。随着社会主义经济制度的不断发展和完善,我国的建筑行业水平有了明显的提高,高能耗建筑也非常多,并且数量每年都在不断的增长,尽管国家的相关部门对节能作出了一个设计标准,但是现如今这一标准已经不能满足人们对节能的要求了,巨大的能源消耗已经给人们带来了巨大的经济和精神负担,甚至使人们无法完成正常的工作、学****和生活,因此,节能标准急需改善和提高,这就要求国家的相关部门给予足够的重视,尽快提出新的节能标准,充分认识到建筑全面的节能势在必行。
二、节能型理念在建筑设计中的具体应用
1、合理的规划和体型设计
科学合理的建筑设计和规划可以有效的应对恶劣的天气变化。这些规划和设计中包括建筑物的整体形态,建筑物的布局以及建筑物各部分的组合,同时在建筑设计中还应当考虑到日照、风吹和风向的转换的问题。日照和风向是对于建筑物在冬季能否从自然环境中截取足够的日照且避开风向这些问题而考虑的,建筑物在夏季时需要考虑因素,要考虑到建筑物的门窗设计是否符合风向维持自然通风,而在日照方面要避免阳光的辐射。当然一个优秀的建筑物设计要考虑的因素远不止这些。建筑物同时还会受到社会人文因素的影响,诸如风俗文化,历史文化,交通道路、城市规划的设置以及政府有关政策的影响,若想一个建筑在规划和设计时做到面面俱到是不可能实现的,能做到的只有权衡多方面的因素,找出各种因素之间的最优平衡点,做出最佳的选择,为建筑物的构建做出最佳的科学合理设计和规划。
2、建筑平面节能设计
建筑平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。
由于我国地处北半球,太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向,此朝向夏季可减少太阳辐射得热,冬季可增加太阳辐射得热,而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系,容易形成穿堂风,而又避开了冬季盛行的西北风。因此,将住户长时间活动的居住空间(如厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置,利用自然环境使室内达到最大的舒适度,为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间,所以建筑平面宜设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等,以挡住日照直接照射主要房间,避免冬季西北风灌入。经调查,在其他条件相同的情况下,南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。
3、室外空间环境、绿化节能设计
建筑环境规划中应考虑到的水面和绿地合理分布。水面及绿地的配置,在调节环境的方面可以起到调节气温和增加空气湿度、遮阳防辐射、改善室内热环境,降低室内采暖空调能耗的作用。根据不同地区的地形及小气候情况,在规划中合理布置不同高度和种类的树木植被,可以起到在夏季创造建筑群内阴影遮蔽环境并疏导通风气流,而在冬季防寒风的效果。建筑墙壁、阳台、窗台以及屋顶的绿化,能有效缓解曝晒及骤雨造成建筑物表面的温差变化,使绝大部分辐射热被阻隔进入围护结构向室内传递,从而改善了生态和室内环境。
3、建筑围护结构的节能设计
(1)外墙节能
对任何建筑而言高效、经济的保温材料以及先进的构造技术对建筑的整体保温、增强密闭性非常重要。墙体保温分内外
两种,外墙保温因为其施工方便、保温层不受室外气候侵蚀可避免产生热桥以及可以减少保温材料内部结露、增加室内使用面积、室内二次装修和设备安装不受限制等系列优点而被广泛应用,同时有研究显示,采用外墙保温的建筑其保温效果是传统住宅的一倍,可以在很大程度上节省热能。
(2)外窗
外窗是建筑围护结构中耗能最大点,若其处理不当将成为冬季热量、夏季冷量损失的通道而造成能源浪费、开支增加,近年来外窗所用材料从单层玻璃发展到镀膜、中空双玻等增强了其保温隔热性能,大大减少了玻璃表面与室内空气温差,降低了室内采暖负荷节省采暖费用,且其透光性也得到大大提高。为了节省木材、增强防火性能及其耐久性今年来越来越多的铝合金、塑钢等合金及复合材料被用于外窗框,同时为了提高合金窗框的隔热性能以及配合中空玻璃的应用而发明了带隔热桥型材断面型材,为减少建筑能耗提高室内舒适性都带来了很大改观。
(3)屋顶节能
屋面节能可通过加设隔热保温层、设架通风层、采用种植隔热屋顶等方式,改善生态环境;另外还可采用坡屋顶,利用阁楼通风散热。隔热保温层可以阻挡屋面吸收的太阳辐射热向室内传导。架空型屋顶遮阳板拦截太阳辐射热,并把所吸收热量通过通风空气间层转移到空气随风带走。种植、蓄水屋面通过在屋顶上种一些植物遮挡太阳辐射热,并实现太阳辐射热的资源性转化,屋面温度变化比较小。
4、自然通风节能设计
在夏季,为了满足室内舒适条件常采取空调方式,但是高能耗、高污染,未来城市环境要求“免空调”的制凉方式,也就是建筑要回归自然。良好的建筑通风对于建筑、人和环境都有较大的作用:热舒适作用,空气对流可以有效的带走室内的热量,并且是降低室内空气湿度的自然方式;空气品质的提高,由于建筑围护结构材料、室内装修材料其成分或溶剂中含有相当的有害物,而且人体及日常生活也会影响室内的空气品质,所以良好的建筑通风可以更新室内空气、带走有害物;通过提高自然光的利用效率,降低不适阳光的照射并减少由此带来的空调耗能。现在的通风节能技术主要有以下三种,地下风凉应用、烟囱效应应用和风洞效应应用。
5、建筑设备节能
建筑设备选择过大不仅使设备低负荷运行,效率低,而且增加了设备造价及运行能耗。建筑设计应充分利用可再生能源(如太阳能热水系统、光电转换系统等);有效回收、利用都市废热;提高空调等各种设备的运行效率;利用节水设备,推广住宅小区中水系统,回收自然降水,降低对地下水、河流水、湖泊水的开采;并在住宅小区室外和室内照明中推广使用节能型灯具。
总之,当前和今后相当长的时间内,是建筑节能发展的大好时期,随着节能技术的不断发展,一定会有更多更好的节能思路和节能产品涌现。我们应积极地研究并推广使用节能产品来满足节约能源、改善居住环境的要求,实现人与自然的和谐发展。
参考文献:
[1],做好可持续发展[J].内蒙古科技与经济,2010,(01)
[2]李宁,[J].黑龙江科技信息,2010,(05)
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