摘要:面對日益加劇的能源危機,在高耗能的建筑領(lǐng)域落實全面節(jié)能勢在必行。建筑師設(shè)計師必須要充分認(rèn)識到建筑節(jié)能發(fā)展趨勢,堅持多角度、全面的節(jié)能設(shè)計,充分利用現(xiàn)有的自然條件,在改善人們居住環(huán)境的同時,充分挖掘建筑物的節(jié)能潛力,降低能源消耗,推動建筑業(yè)的長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:建筑;節(jié)能;設(shè)計
節(jié)能作為一項系統(tǒng)工程,涉及到諸多方面,如自然環(huán)境、規(guī)劃設(shè)計、建筑施工、政策法規(guī)、物業(yè)管理、居民節(jié)能意識等。建筑節(jié)能設(shè)計在現(xiàn)階段還存在一定的問題,比如片面追求建筑面積,設(shè)計時執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)比例較低、公眾的節(jié)能意識薄弱、缺乏可操作性的法律法規(guī)等等,但是作為我國國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一的建筑業(yè),必須和各方共同努力,加大科技研究力度,采取嚴(yán)格的獎懲措施,從前期著手,大力推廣節(jié)能型建筑,這也是我國走實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
一 我國建筑節(jié)能的現(xiàn)狀
我國城市化的快速的發(fā)展勢必會帶動建筑業(yè)的發(fā)展,城市房屋大量增加,造成建材及能源的大量耗費,特別是建筑物的采暖設(shè)備和空調(diào)都耗費巨大的能源。目前在建筑方面的總耗能已經(jīng)占據(jù)全國總消耗的45%,因此,建筑節(jié)能必須立刻實行,這將有利于以后經(jīng)濟的發(fā)展。建筑節(jié)能概念的正式提出是在二十世紀(jì)七十年代,發(fā)達(dá)國家在經(jīng)過幾十年的發(fā)展后,在建筑節(jié)能這方面已取得良好的成績,而我國建筑節(jié)能的實施相對于發(fā)達(dá)國家要晚,在這方面的水平落后于這些發(fā)達(dá)國家。例如在單位面積采暖能耗方面的消耗是發(fā)達(dá)國家的3倍以上,提高建筑節(jié)能水平迫在眉睫。
二 建筑單體的節(jié)能設(shè)計
(1)建筑外部維護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成是由墻、屋頂和門窗構(gòu)成建筑物的能耗,其主要取決于熱傳導(dǎo)及冷風(fēng)滲透,而住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱量占采暖熱耗的1/3以上。當(dāng)代建筑由于追求造型的新穎與變化,立面上的凹凸增多,突出墻體的構(gòu)件也逐漸的變多,然而這些設(shè)計手法雖然豐富了建筑物的造型,卻無形中提高了建筑的節(jié)能,為此,墻體的節(jié)能設(shè)計應(yīng)力求建筑立面簡單整潔、沒有繁多的凹凸變化,保證較低的體型系數(shù)和傳熱面積的漸少,確保墻體自身的低能耗,目前,外墻外保溫復(fù)合墻體成為現(xiàn)代節(jié)能墻體的主流,外墻的保溫是在主墻體結(jié)構(gòu)外側(cè)粘接材料的作用下,裝訂一些保溫材料,同時在保溫材料的外側(cè)利用玻璃纖維網(wǎng)對其加強及鞏固,涂刷粘結(jié)膠漿,其主要由混凝土墻體(或其它材料組成的承重結(jié)構(gòu))、保溫層、流動空氣層、干掛石材墻面等部分組成,外保溫方式防止冷、熱橋產(chǎn)生,優(yōu)于內(nèi)保溫;流動空氣層揮發(fā)保溫板水汽,保持保溫板的干燥及保溫效果;干掛幕墻“遮陽傘”功能,保護(hù)外保溫板不受雨侵蝕,還可以抵擋太陽熱輻射,而外墻外保溫體系可以起到保護(hù)建筑主體結(jié)構(gòu),延長建筑壽命,同時也便于將來對現(xiàn)有建筑物進(jìn)行節(jié)能改造,具有長遠(yuǎn)的研究與應(yīng)用價值,此外,墻體植被也可以吸收太陽輻射,降低外墻表面溫度,減少傳入室內(nèi)的熱源,并且有助于吸塵和消音,美化建筑立面造型和調(diào)節(jié)局部微氣候。
(2)門窗保溫措施保溫材料
我國采暖居住建筑經(jīng)窗戶損失的熱量約占全部建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失量的50%。提高建筑門窗保溫性能的途徑有:窗框選材:選用導(dǎo)熱系數(shù)低的塑鋼或者鋁合金斷熱型材。其中,鋁合金斷熱橋應(yīng)有足夠的長度,一般不宜小于15mm,才能保證斷熱橋有足夠大的熱絕緣系數(shù)。成窗必須要做到真正斷熱。對于平開窗,五金配件與鋁合金斷熱型材不配套,裝上五金件后,斷熱的鋁合金型材又被里外聯(lián)通,導(dǎo)致斷熱型材傳熱能力加強,所以作平開窗時,應(yīng)解決五金件及安裝上存在的問題。使用中空鍍膜玻璃:中空玻璃空氣層厚度對其熱絕緣系數(shù)影響較大,在型材斷面尺寸允許情況下,空氣層厚度盡可能取大。試驗結(jié)果表明,空氣層不大于20mm 時,傳熱熱絕緣系數(shù)隨空氣層厚度增大而增加。如果條件允許,采用中空充氬氣等惰性氣體會使中空玻璃熱工性能進(jìn)一步改善。住宅建筑節(jié)能,在降低建筑能耗的同時,為居住者提供更健康舒適的居住熱工環(huán)境。
三 屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計
在一般情況下整個建筑中屋面的傳熱耗熱量在僅占7%~ 8%,但對于頂層房間的熱工性能影響卻非常明顯。提高屋頂保溫、隔熱性能應(yīng)宜采用熱阻值大、性能穩(wěn)定、輕質(zhì)高效、吸水率低、耐久性好的材料作為保溫層。北方地區(qū)冬季寒冷,夏季干旱雨少,日照時間長,春季風(fēng)沙又大,不宜采用架空通風(fēng)隔熱層或通風(fēng)坡屋頂?shù)臉?gòu)造形式,由于屋頂圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面受到的太陽輻射強度和日照時數(shù)以水平面為最大,所以屋頂隔熱保溫尤為突出和要重。經(jīng)過設(shè)計計算選用120mm厚阻燃型膨脹聚苯板(EPS)則 K≈0.274W/(m2 K)是合理的經(jīng)濟厚度。具體做法如下:屋面結(jié)構(gòu)層一隔氣層一保溫層(120mm)厚阻燃型膨脹聚苯板(EPS)一保護(hù)層一防水層一保護(hù)層。冬季可以避免室內(nèi)的熱量散發(fā),夏季又避免了太陽輻射熱直接照射屋面?zhèn)鲗?dǎo)到室內(nèi),同時具有隔熱保溫效果明顯、構(gòu)造簡單、施工方便、造價較低等優(yōu)點。
四 節(jié)能設(shè)計的措施
建筑設(shè)計工作在建筑業(yè)中的重要性不言而喻,設(shè)計方案的出臺會直接影響到日后的施工建設(shè)。過去的建筑設(shè)計,只考慮建筑的空間形態(tài)、日照間距以及容積率等因素,而在建筑節(jié)能方面考慮的問題則比較少,節(jié)能設(shè)計一般只體現(xiàn)在單體方案的設(shè)計階段,但是也產(chǎn)生了許多弊端。最好的解決方法是在初始階段和總體上重視規(guī)劃節(jié)能,全方位設(shè)計好建筑物與外部環(huán)境之間的關(guān)系,加強節(jié)能設(shè)計元素的投入,充分利用地域性的自然資源,從總體上規(guī)劃建筑節(jié)能,這樣才能達(dá)到預(yù)期的效果。在節(jié)能設(shè)計中,設(shè)計師們主要通過增強自然通風(fēng)和降低太陽輻射來實現(xiàn)節(jié)能,這就需要把規(guī)劃建筑的間距、朝向之間的相互關(guān)系,作為節(jié)能的重點內(nèi)容。朝向設(shè)計應(yīng)迎合夏季的主導(dǎo)風(fēng)進(jìn)行設(shè)計,以利于減少輻射和室內(nèi)換氣,提高房屋的舒適度,這種設(shè)計可節(jié)省空調(diào)的能耗和保溫的能耗。設(shè)計師應(yīng)考慮到建筑的日照間距又要考慮節(jié)約土地的問題,以期最終實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能的目標(biāo)。較大樓盤的建筑群還要考慮整體的節(jié)能效果,側(cè)重區(qū)內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計。保證建筑群的空氣流通,并且結(jié)合主導(dǎo)風(fēng)向,進(jìn)行合理設(shè)計。同時還要在設(shè)計中注意建筑物的排列是否影響夏季盛行風(fēng)的流向,實現(xiàn)建筑群內(nèi)共享自然風(fēng),這樣才能在夏季迎合南風(fēng)、保持空氣流通,而在冬季又能夠阻擋北風(fēng)的侵襲,隔熱和保暖的效果好,才能節(jié)約能耗問題。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉樹源.對建筑節(jié)能設(shè)計的思考[J].科技資訊,2011,(21):85.
[2] 陳春蘭,姚文強.淺談節(jié)能建筑設(shè)計[J].科技信息,2011,(7):315.