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        從建筑設(shè)計談建筑節(jié)能設(shè)計

        2009-04-21 06:44:50王曉艷
        企業(yè)導(dǎo)報 2009年1期
        關(guān)鍵詞:窗扇體型建筑節(jié)能

        王曉艷 蘇 穎

        【摘要】 今天,“節(jié)約能源,提高能源利用率”已經(jīng)成為各行各業(yè)在謀求提高勞動生產(chǎn)率的同時所追求的另一個目標(biāo),建筑行業(yè)也不例外。而建筑節(jié)能本身就是一項系統(tǒng)工程,它涉及到建筑,采暖等各個方面,本文僅從建筑設(shè)計方面分析建筑節(jié)能設(shè)計。

        【關(guān)鍵詞】 建筑設(shè)計;節(jié)能

        現(xiàn)代生活和生產(chǎn)對能量的巨大需求與能源相對短缺之間日益尖銳的矛盾促進(jìn)了世界范圍內(nèi)節(jié)能運(yùn)動的不斷展開。今天,“節(jié)約能源,提高能源利用率”已經(jīng)成為各行各業(yè)在謀求提高勞動生產(chǎn)率的同時所追求的另一個目標(biāo),建筑行業(yè)也不例外。而建筑節(jié)能本身就是一項系統(tǒng)工程,它涉及到建筑,采暖等各個方面,下面僅從建筑設(shè)計方面分析建筑節(jié)能設(shè)計:

        一、控制建筑物的體型系數(shù)

        體型系數(shù)是目前常用的體型控制指標(biāo),即:建筑物同室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。建筑物外表面積越大,散熱面積越大,其耗熱量隨體型系數(shù)的增長而增大。《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26規(guī)定:“建筑物體型系數(shù)宜控制在0.30以下”。因此,嚴(yán)格控制體型系數(shù)對節(jié)能建筑設(shè)計很重要。

        1、建筑體型系數(shù)與建筑單元聯(lián)列情況有關(guān)。以住宅樓為例,每增加一個聯(lián)列單元,建筑物就減少一面山墻,其外墻面積就縮小,體型系數(shù)也就相應(yīng)減小。因此對節(jié)能建筑設(shè)計而言,適當(dāng)多的住宅單元聯(lián)列,對體型系數(shù)控制是有利的。

        2、適當(dāng)增加建筑物層數(shù),可降低體型系數(shù),建筑物層數(shù)增加的過程中,外圍面積的遞增比不上所包圍的體積的增加,即體積略大于面積的增率。高層建筑的體型系數(shù)普遍偏低,一般在0.10~1.15之間就是這個原因。因此,在功能使用許可、經(jīng)濟(jì)允許的條件下,適當(dāng)增加建筑物層數(shù)對控制體型系數(shù)是有利的。

        3、當(dāng)單元平面(標(biāo)準(zhǔn)層)面積相同時,提高建筑物進(jìn)深(面寬減少),體型系數(shù)灰相應(yīng)減小,即相對直角而言,正方形的體型系數(shù)為最小。因此,在功能許可、技術(shù)條件允許時,建筑平面接近正方形對建筑節(jié)能是有利的。

        4、選擇合適的平面形狀。為滿足可比要求,我們假設(shè)各平面的四周表面積相同(不包括頂部和底部),并使高度一致列出五種形狀進(jìn)行分析評價:三角形、正方形、長方形、正六邊形和圓形。實踐證明從體型系數(shù)來評價對節(jié)能的意義順序為:圓形—多邊形—正方形—長方形—三角形。因此,圓形和多邊形對節(jié)能有利,三角形對節(jié)能不利。

        5、建筑物平面空間組合集中緊湊,減少凹凸變化,可使體型系數(shù)減小。因此,建議在建筑平面形狀上采取典型的平面,在此基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)钠矫孓q護(hù),創(chuàng)造一定的美學(xué)效果,盡量減少不必要的小尺度的凸凹不齊。

        6、適當(dāng)增大建筑物體量,可降低建筑物的體型系數(shù)。建筑物的建筑體量對其單位建筑面積采暖耗熱影響很大,從大量的分析得出:在選擇體量設(shè)計時,應(yīng)避免作建筑面積2000㎡以下的小體量建筑,一般宜在3000㎡—5000㎡之間。在大體量的趨勢下,建筑物進(jìn)深加大,層數(shù)加多,其體量加大,使節(jié)能愈顯著。

        二、擴(kuò)大南向獲熱面積

        寒冷地區(qū),在冬季建筑物南向所獲得的太陽輻射總量比其它方向大得多;南偏東西的角度越大,接受的太陽輻射越?。欢龞|正西只有南向的1/3左右。因此增大建筑物南向獲熱對節(jié)能是有利的。

        三、外門窗的節(jié)能設(shè)計

        外門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小外門窗洞口的面積;提高窗戶的氣密性,減少冷風(fēng)滲透;提高窗戶本身的保溫性能,減少窗戶本身的傳熱量。

        1、房間窗口面積的確定應(yīng)視建筑物所處的地理緯度、當(dāng)?shù)氐亩救照章省⒎块g的采光要求、建筑物之間日照遮擋情況來確定。在滿足上述條件下,應(yīng)盡量減少門窗洞口面積。

        2、提高外門窗的氣密性,如設(shè)置泡沫塑料密封條,使用新型的密閉性能良好的門窗材料,在門窗框與墻間的縫隙密封可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設(shè)灰口等;框與扇之間的縫隙可用橡膠;扇與扇之間的密閉可用密封條、高低縫及外壓條等;扇與玻璃之間可用各種彈性壓條等。這些對條外窗本身的保溫性能是有利的。

        3、窗扇的保溫節(jié)能還可以通過增加窗扇層數(shù)和增加玻璃層數(shù)以及采用特種玻璃來實現(xiàn),如采用中空玻璃、吸熱玻璃、反射玻璃,塑料窗采用單層窗扇雙層玻璃,鋼窗扇采用雙層窗扇雙層玻璃等。

        4、縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇減少小窗扇,擴(kuò)大單塊玻璃的面積減少窗芯,合理的減少可開啟的窗扇面積,適當(dāng)增加固定玻璃及固定扇面積,對建筑節(jié)能是有利的。

        四、采用各種高效保溫的節(jié)能材料

        在建筑物外圍結(jié)構(gòu)中,墻體所占的面積最大,冬季通過外墻散失的熱量約為建筑總耗熱量的22%,屋頂散熱量約為9%。因此,搞好外墻和屋頂?shù)谋卦O(shè)計十分重要。采用各種新型保溫材料形成多樣化的高效節(jié)能經(jīng)濟(jì)的新型維護(hù)體系,可減少散熱量,提高保溫性能,實現(xiàn)節(jié)能的要求。從墻體節(jié)能來看有復(fù)合外墻和單一外墻材料兩大類,復(fù)合外墻又包括內(nèi)保溫復(fù)合外墻、保溫材料夾芯復(fù)合外墻和外保溫復(fù)合外墻三種。單一材料外墻包括加氣混凝土外墻、空心磚外墻、空心砌塊外墻等。從屋面節(jié)能來看,有高效保溫材料保溫屋面和結(jié)構(gòu)與保溫合一的復(fù)合節(jié)能屋面板兩大類。為了實現(xiàn)節(jié)能根本出路在于發(fā)展高效保溫的外墻維護(hù)體系。

        五、加強(qiáng)冷橋部位的保溫構(gòu)造設(shè)計

        在外圍護(hù)構(gòu)件中經(jīng)常設(shè)有導(dǎo)熱系數(shù)較大的構(gòu)件,如外墻中的鋼筋混凝土梁、柱、過梁、圈梁、陽臺板、挑檐板等。這些部位的保溫性能比主體部分都差,熱量容易從這些部位傳出去,散熱大,其內(nèi)表面的溫度也低容易形成結(jié)露水,這些部位通常叫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的“冷橋”。特別是節(jié)能型建筑中,由于采用新型節(jié)能圍護(hù)體系,整體的大面積加強(qiáng)了保溫,其冷橋節(jié)點失熱比傳統(tǒng)非節(jié)能建筑要大得多,所以是否冷橋節(jié)點部位的保溫構(gòu)造設(shè)計是新型圍護(hù)體系節(jié)能技術(shù)的成敗關(guān)鍵,應(yīng)引起足夠的重視。在設(shè)計中對于每一個冷橋節(jié)點應(yīng)逐個分析該節(jié)點所在部位的結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造方案及節(jié)點所在的不同節(jié)能圍護(hù)體系,選擇最佳綜合技術(shù),以保證整體建筑物節(jié)能效果良好。如:鋼筋混凝土過梁常做成L型,使外露部分面積減小或把過梁全部包起來,切斷冷橋窗臺板常做成磚砌挑窗臺板。

        寒冷地區(qū)的外墻若采用導(dǎo)熱系數(shù)小的新型保溫材料,砌筑的砂漿用普通砂漿砌筑時,灰縫處因熱阻不足也容易形成冷橋,此時應(yīng)該改善砌筑砂漿的保溫性能,使用導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫砂漿,如水玻璃礦渣砂漿等代替普通砂漿,減少灰縫厚度,提高砌筑精度。

        當(dāng)然,節(jié)能建筑設(shè)計涉及的面很廣,除上述幾方面外,還包括多方面的因素。如適當(dāng)減少南陽臺的設(shè)置,充分利用太陽能等,并且建筑節(jié)能與結(jié)構(gòu)、給排水、供暖、通風(fēng)和電氣等各個專業(yè)均緊密相關(guān)。因此,建筑節(jié)能是一個重大的系統(tǒng)工程,它需要各個環(huán)節(jié),各個部門,各個專業(yè)的相互配合,共同努力,取得共識,才能實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

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