摘要:本文通過分析西北地區(qū)住宅的特點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一般途徑,提出西北地區(qū)住宅節(jié)能的技術(shù)途徑,為西北地區(qū)住宅節(jié)能設(shè)計(jì)提供思路,同時(shí)對(duì)我國(guó)其他地區(qū)建筑設(shè)計(jì)提供參考。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;技術(shù);西北地區(qū)住宅;能耗;優(yōu)化
1 西北地區(qū)住宅的特點(diǎn)
1.1 區(qū)位特點(diǎn)
我國(guó)的西北地區(qū)由于四面皆是陸地,地勢(shì)較高,干旱少雨,四季分明,屬于冬冷夏熱地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)范圍,西北地區(qū)建筑質(zhì)量設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)就在于節(jié)能設(shè)計(jì)是否合理。這個(gè)地區(qū)的建筑的典型特征就是封閉、保守,節(jié)水、防風(fēng),反應(yīng)在規(guī)劃布局上就是多見窄而長(zhǎng)的院落式布局,反應(yīng)在屋頂坡度上就是平屋頂居多,反應(yīng)在建筑材料上就是多用磚、石、土,反應(yīng)在立面設(shè)計(jì)上就是洞口較小。
1.2 建筑類型特點(diǎn)
住宅建筑是人們最長(zhǎng)使用的建筑,是最基本的居住功能的載體,住宅建筑的安全舒適美觀程度代表著這一時(shí)期人類生活條件的發(fā)展程度。其特點(diǎn)在于其對(duì)住戶私密性的表達(dá),更以獨(dú)棟式與院落式為多,反應(yīng)在規(guī)劃布局上就是外部封閉內(nèi)部開敞,反應(yīng)在造型上常是由平面功能主導(dǎo)的簡(jiǎn)潔。
2建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一般途徑
在全球資源能源逐漸短缺的危機(jī)形式下,我們不能聽任高能耗浪費(fèi)型建筑的發(fā)展進(jìn)而被迫從事大規(guī)模舊房改造工程。建筑節(jié)能成為設(shè)計(jì)師近年來一直以來提倡的設(shè)計(jì)方向,是建筑設(shè)計(jì)通向未來的鑰匙。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要專業(yè)設(shè)計(jì)師緊密配合,使建筑、環(huán)境、設(shè)備、結(jié)構(gòu)等協(xié)調(diào)完善,達(dá)到綜合性與整體性的統(tǒng)一。其一般途徑分三步實(shí)施:
2.1 外部設(shè)計(jì),合理選址
在外部環(huán)境與規(guī)劃選址設(shè)計(jì)階段,嚴(yán)格把握建筑朝向,爭(zhēng)取更多的陽光資源,為后期太陽能的儲(chǔ)備、使用提供便利。另外,合理的植物組合、景觀環(huán)境也是整個(gè)建筑環(huán)境節(jié)能的保證。
2.2 建筑體型,恰當(dāng)布局
在建筑布局與體量選擇階段,選擇較為集中的布局,選擇較小的體形系數(shù),盡可能的減少建筑的外表面積,為建筑使用中最大程度的降低熱負(fù)荷。建筑朝向、體量的合理能充分運(yùn)用室外微環(huán)境中的積極因素,獲取更好的效果。
2.3 內(nèi)部構(gòu)造,分析優(yōu)化
在對(duì)內(nèi)外熱交換的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)如墻體、屋面、門窗洞口的設(shè)計(jì)階段,應(yīng)更新理念,采用當(dāng)下具有節(jié)能效果的構(gòu)造技術(shù)與材料。在技術(shù)選擇上考慮經(jīng)濟(jì)性原則,適當(dāng)?shù)倪x取中間技術(shù)或是低技術(shù)原則。
優(yōu)化分析可以利用最新的專業(yè)軟件,對(duì)各個(gè)部位的采光效果進(jìn)行模擬,對(duì)氣流組織的合理性進(jìn)行分析。
優(yōu)化分析中考慮自然通風(fēng)與自然采光的獲取與調(diào)節(jié),確保夏季的采光隔熱并組織自然通風(fēng),冬季的防風(fēng)與得熱這些矛盾點(diǎn),根據(jù)實(shí)際選址地段冬夏的具體條件區(qū)別分析。
墻體、屋面、門窗的節(jié)能性需要綜合優(yōu)化分析,如墻體應(yīng)合理選取適當(dāng)?shù)男滦筒牧献龇▉硖娲鷤鹘y(tǒng)的粘土磚,如門窗設(shè)計(jì)可以綜合遮陽技術(shù)、節(jié)能玻璃、雙層玻璃等做法來實(shí)現(xiàn)較好的節(jié)能性能。
3西北住宅建筑節(jié)能
隨著大量高耗能建筑的投產(chǎn),我國(guó)能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些需求。針對(duì)西北地區(qū)住宅這一特殊卻大量的建筑群體,其節(jié)能設(shè)計(jì)極為重要。在西北地區(qū)住宅建筑全生命周期中積極提高能源的效率,對(duì)于我國(guó)能源緊缺現(xiàn)狀的改善,對(duì)于世界范圍的可持續(xù)發(fā)展都是重要的一環(huán)。
3.1 減少能耗,提高能效
為保證居住環(huán)境質(zhì)量,需要在夏天設(shè)置降溫措施,在冬季提供取暖措施,干燥時(shí)需要有加濕措施,潮濕時(shí)需要有抽濕措施??刂铺峁┻@些措施的設(shè)備能源消耗量是節(jié)能的設(shè)計(jì)的要點(diǎn)之一。供暖系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)的效率包括設(shè)備運(yùn)行效率、管網(wǎng)輸送效率、端點(diǎn)計(jì)量效率、環(huán)境控制效率等等。控制設(shè)備能耗,要求設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行等環(huán)節(jié)上綜合考慮材料、系統(tǒng)、管理模式等因素,進(jìn)行合理的選取與控制。
在西北地區(qū)住宅中突出的設(shè)備即為供暖系統(tǒng),當(dāng)下在對(duì)于設(shè)備能耗的控制中應(yīng)用比較廣泛的做法有應(yīng)用計(jì)算機(jī)、智能儀表、溫度調(diào)節(jié)閥的智能分配調(diào)節(jié)控制措施,有在管道輸送中以新型保溫材料包敷的做法,還有在采暖中運(yùn)用的較為節(jié)能、舒適的低溫地輻熱技術(shù)。
3.2 減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗
圍護(hù)結(jié)構(gòu)在外墻、門窗、屋頂這三個(gè)重點(diǎn)部位是能耗損失較大的關(guān)鍵部位。應(yīng)開發(fā)切實(shí)可行的高性價(jià)比的構(gòu)造技術(shù),提高其保溫、隔熱等性能,減少能源消耗量。
復(fù)合墻體是近年來采用較多的墻體節(jié)能做法,一般以塊材或混凝土承重,內(nèi)附保溫層、外附或夾心復(fù)合保溫層。溫的做法及保溫層的設(shè)置也應(yīng)詳細(xì)考慮,保溫層應(yīng)合理選擇材料做法,提高保溫效果,建筑設(shè)計(jì)方面也可以根據(jù)蓄能需要進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì),合理分隔。
門窗的藝術(shù)處理與門窗的節(jié)能控制應(yīng)綜合考慮,在滿足采光、通風(fēng)、圍護(hù)、藝術(shù)的需要時(shí),盡量提高保溫隔熱性能,增強(qiáng)密閉性。例如UPVC塑料型材這一高科技節(jié)能產(chǎn)品,可以有效達(dá)到減少能耗的作用。中空、智能玻璃的應(yīng)用也為門窗的節(jié)能提供了一定思路。
西北地區(qū)住宅的屋頂應(yīng)兼顧冬夏的溫度調(diào)節(jié)設(shè)計(jì),屋頂保溫層常用正鋪法、倒鋪法,也有用創(chuàng)新材料如采用回收紙纖維的做法。屋頂?shù)闹悄堋⑸鷳B(tài)技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)低成本、高效能,太陽能集熱屋頂也是正在推廣的做法之一。
3.3 降低設(shè)備運(yùn)行能耗
設(shè)計(jì)運(yùn)行中,應(yīng)著重降低采暖、制冷、照明等設(shè)備的能耗,對(duì)于節(jié)能控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)?,F(xiàn)有與科技結(jié)合,智能、交替使用兩種能源、兩種負(fù)荷的系統(tǒng)的節(jié)能思路,如自然采光、太陽能燈、節(jié)能燈的智能選取,又如高效能鍋爐與常規(guī)鍋爐的充分配合。
3.4 開發(fā)利用新能源
對(duì)于不可再生能源應(yīng)該節(jié)約再節(jié)約,對(duì)于新能源應(yīng)該加大尋求開發(fā)力度。先進(jìn)的技術(shù)同時(shí)是新能源開發(fā)的手段。例如光電屋面板、外墻板、遮陽板、窗間墻、天窗、玻璃幕墻等技術(shù)是將光電產(chǎn)品與建筑構(gòu)件復(fù)合,變能耗為產(chǎn)能的技術(shù)之一,具有較好的發(fā)展前景。
3.5農(nóng)村住宅節(jié)能途徑
西北農(nóng)村住宅又長(zhǎng)為獨(dú)棟與宅院,造型材料較差,注重經(jīng)濟(jì)性而更。加忽視節(jié)能要求,對(duì)于農(nóng)村住宅應(yīng)該更加重點(diǎn)注意其節(jié)能的實(shí)際效果
其選址應(yīng)選南坡,周邊合理綠化。建筑朝向南方,并限制節(jié)能性較差的獨(dú)立式布置,改為方形或 L 型平面、緊湊規(guī)整體型、復(fù)合院落的形式。合理開窗,并考慮遮陽、防風(fēng)。外墻選則較為厚重的墻體,外窗選用雙層玻璃與窗簾,外門選用木質(zhì)與門簾。坡屋面選擇小青瓦+草泥漿+吊頂或較密閉的閣樓,平屋面選擇帶保溫、較為厚重型。多利用太陽能與自然通風(fēng)。
結(jié)語:
住宅建筑節(jié)能技術(shù)勢(shì)在必行,節(jié)能工程是全方位、綜合、系統(tǒng)的,包括從設(shè)計(jì)、施工到管理、使用等階段,范圍廣、重要性強(qiáng)。西北地區(qū)住宅節(jié)能在規(guī)劃設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備系統(tǒng)等方面有著更加特殊的要求。為合理利用能源,減少各環(huán)節(jié)上能源的浪費(fèi),還需要各個(gè)行業(yè)的交流配合,需要高技術(shù)與新能源的更多探索,趨利避害,為廣大人民提供較為經(jīng)濟(jì)合理的住宅節(jié)能方案。
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