【摘要】本文闡述了民用建筑節(jié)能設(shè)計的含義,對民用建筑節(jié)能設(shè)計進行了分析探討,提出了自己的見解。
【關(guān)鍵詞】民用建筑;節(jié)能設(shè)計;原理
1 民用建筑節(jié)能設(shè)計含義
1.1 節(jié)能的重要性。中國建筑能耗約占全國總能耗的30%,建筑物保溫隔熱性能很差,再加上供能系統(tǒng)的低效率,致使建筑物要達到規(guī)定的舒適度,單位面積所需的能耗比同緯度發(fā)達國家高出3~5倍。因此,對建筑進行節(jié)能設(shè)計具有十分重要的意義。
據(jù)統(tǒng)計,我國冬季采暖煤每年排放二氧化碳、二氧化硫、煙塵,造成嚴重的大氣環(huán)境污染,這些對人類的身體健康所造成的危害是觸目驚心的。因此,建筑能耗的降低,建筑節(jié)能的實施是改善大氣環(huán)境的重要途徑。所以,實施建筑節(jié)能是保護環(huán)境,也是建設(shè)環(huán)境友好型社會的必然要求。
1.2 節(jié)能設(shè)計的內(nèi)容。建筑節(jié)能是一個系統(tǒng)工程,從建筑材料和制品的選擇與生產(chǎn)、建筑規(guī)劃與設(shè)計、建筑施工技術(shù)與管理、建筑設(shè)備設(shè)計與選型,到建筑物在使用過程中自然能源開發(fā)與利用,采暖、空調(diào)、照明等設(shè)備的能耗節(jié)省,各個環(huán)節(jié)要相互協(xié)調(diào)和緊密聯(lián)系。節(jié)能設(shè)計的原則是在整個建設(shè)活動中,通過綜合衡量生態(tài)建筑各個方面,在不破壞原有環(huán)境的條件下,盡可能減少自然資源耗費,將環(huán)境、氣候等綜合因素轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的空間、高舒適度的環(huán)境和完美的建筑形式。
2 民用建筑節(jié)能的技術(shù)原理
建筑物的能耗是由其圍護結(jié)構(gòu)的冷風滲透和熱傳導兩方面造成的。民用建筑的圍護結(jié)構(gòu)主要指墻體、屋面、窗戶(含玻璃幕墻、外遮陽設(shè)施)等。建筑物圍護結(jié)構(gòu)的作用是防熱御寒,使室內(nèi)受到遮護,形成溫暖、舒適的環(huán)境,以不受室外氣候變化的影響。房屋內(nèi)外的熱流方向在冬季和夏季截然不同,但都要求外圍護結(jié)構(gòu)具有絕熱的性能,使流出或流入的熱量減少。為了降低建筑能耗,在減少建筑物冬季空氣滲透耗熱量和夏季空氣滲透得熱量的前提下,盡量利用太陽輻射得熱和建筑物內(nèi)部得熱。建筑的圍護結(jié)構(gòu)直接影響民用建筑的能耗,據(jù)調(diào)查,圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量占建筑采暖熱耗的1/3以上。因此,對于民用建筑物來說,節(jié)能的主要途徑是:從墻、門、窗、頂?shù)葒o結(jié)構(gòu)著手,通過逐步優(yōu)化圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計,盡量減少其能量散失,更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求,達到最佳的節(jié)能效果。
3 我國建筑節(jié)能當前存在的問題
3.1 未能在規(guī)劃及前期方案中進行建筑節(jié)能的設(shè)計
建筑室外熱環(huán)境和自然通風環(huán)境對建筑節(jié)能是很重要的。有了好的室外環(huán)境,建筑可以在多數(shù)時間內(nèi)滿足熱舒適,從而不需要開空調(diào)。但是,由于目前建筑節(jié)能只是在施工圖審查中才受到重視,而規(guī)劃報建中并未進行建筑節(jié)能方面的審查和評審,所以,已經(jīng)確定的建筑方案有可能造成建筑的不節(jié)能,提高建筑后期的實施成本。
在建筑前期設(shè)計的過程中,多數(shù)建筑只重視建筑形式,不重視建筑的性能,沒有把建筑節(jié)能作為建筑的一個固有的、內(nèi)在的品質(zhì)進行考慮,把建筑節(jié)能的要求撇在一邊,到了要實施階段,才根據(jù)建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范進行草草的計算和設(shè)計調(diào)整。此時由于受到建筑方案的制約,只能在材料和設(shè)備選型等方面進行調(diào)整,效果差強人意,而且往往造價高昂,實現(xiàn)起來很困難。
3.2 不重視低成本節(jié)能技術(shù)和傳統(tǒng)措施的應(yīng)用
在目前的節(jié)能設(shè)計中,傳統(tǒng)的、有效的節(jié)能措施例如自然通風、建筑遮陽等未被廣泛采用,取而代之的是片面強調(diào)節(jié)能的高科技,不重視低成本的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,造成節(jié)能昂貴的印象。而且,昂貴的設(shè)計在將來的施工中很可能被改變,使得最后建筑達不到建筑節(jié)能設(shè)計標準,同時也造成了社會資源上的浪費。
只要在建筑設(shè)計中注意低成本節(jié)能措施的應(yīng)用,在空調(diào)設(shè)備設(shè)計和電氣設(shè)計方面進行精心設(shè)計,就算節(jié)能建筑稍微提高了成本,但卻節(jié)約了能耗,獲得了良好的舒適性,必將取得良好的經(jīng)濟效益和社會效果。
4 提高建筑節(jié)能效率的方法
根據(jù)建筑功能要求和當?shù)貧夂騾?shù),在總體規(guī)劃和單體設(shè)計中,應(yīng)科學合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體型、間距、層高、選用節(jié)能建筑材料、保證建筑外圍護結(jié)構(gòu)的隔熱保溫性能等及對建筑周圍環(huán)境進行綠化設(shè)計,全面應(yīng)用節(jié)能技術(shù)措施,最大限度減少建筑物能耗量,獲得理想的節(jié)能效果。
4.1 建筑朝向和平面形狀
形狀相同的建筑物,南北朝向比東西朝向的冷負荷小,如對一個長寬比為4:1的建筑物,經(jīng)測試表明:東西向比南北向的冷負荷約增加70%,因此建筑物應(yīng)盡量采用南北向布置。在建筑物內(nèi)布置空調(diào)房間時,盡量避免布置在東西朝向及東西墻上有窗戶的房間以及平頂?shù)捻攲臃块g。建筑物的平面形狀,應(yīng)在體積一定的情況下,采用外圍護結(jié)構(gòu)表面積小的建筑,因為外表面積越小,負荷越小,能耗越小。
4.2合理的外部環(huán)境設(shè)計
在建筑位置確定之后,應(yīng)研究其微氣候特征。根據(jù)建筑功能的需求,應(yīng)通過合理的外部環(huán)境設(shè)計來改善既有的微氣候環(huán)境,創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境,主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創(chuàng)造人工自然環(huán)境,如在建筑附近設(shè)置水面,利用水來平衡環(huán)境溫度、降風沙及收集雨水等。
綠化對居住區(qū)氣候條件起著十分重要的作用,它能調(diào)節(jié)改善氣溫,調(diào)節(jié)碳氧平衡,減弱溫室效應(yīng),減輕城市的大氣污染,減低噪聲,遮陽隔熱,是改善居住區(qū)微小氣候,改善建筑室內(nèi)環(huán)境,節(jié)約建筑能耗的有效措施。
4.3采取合理的建筑設(shè)計方式
首先,要有合理的空間布局。一般來說,人們平均每天約1/3~1/2的時間是在室內(nèi)度過的,因此,建筑設(shè)計需要考慮空間健康因素和生理健康因素。它包括清晰的功能分區(qū)、適宜的空間尺度和無障礙的室內(nèi)布置。合理的建筑平面布局不僅使建筑在使用上極為方便,同時也能有效的提高室內(nèi)的熱舒適度,并有利于建筑的節(jié)能。
合理的功能空間形式取決于必要的設(shè)備、設(shè)施、家具布置所需空間、人體占有空間、生活或操作所需空間,將其綜合進行合理組織,求得一個符合人體行為的空間尺度。簡單來說,目前有些開發(fā)商將住宅高度降低以取得較多的樓層數(shù)量,獲得較大的容積率,但事實是低矮的高度與寬大的水平空間比例失調(diào),所以,對動區(qū)如大開間客廳,這樣的高寬比確實使人感到壓抑,空氣也不流暢,又如何談得上生態(tài)、健康,如何有利于節(jié)能減排。
其次,加強外圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能。建筑外圍護結(jié)構(gòu)組成部件直接與室外環(huán)境接觸,發(fā)生熱輻射交換,對建筑能耗、室內(nèi)環(huán)境性能、熱舒適環(huán)境有著根本的影響。建筑外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的重點是提高外圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能,減少能量損失,提高圍護結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能和密閉性能。
墻體是建筑外圍護結(jié)構(gòu)的主體,我們可以采用保溫性能好、蓄熱能力強及強度較低的砌塊墻體,并且做好外墻保溫,從長遠來看,外墻外保溫的效果明顯高于內(nèi)保溫。門窗縫隙是冷風滲透的主要通道,改善門窗的保溫性能,是建筑節(jié)能的關(guān)鍵,主要應(yīng)從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽輻射能三個方面進行。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,在設(shè)計中可采用坡屋頂形式、設(shè)置保溫隔熱屋面來提高其節(jié)能效率。
5 結(jié)束語
總之,我國建筑節(jié)能設(shè)計才剛剛起步,而環(huán)保又節(jié)能的建筑設(shè)計需要充分考慮節(jié)能、節(jié)電及循環(huán)利用等幾個方面,這一建筑設(shè)計正逐漸成為建筑界的發(fā)展趨勢,有良好的發(fā)展前景和發(fā)展?jié)摿?。只要我們認真扎實地做好各個環(huán)節(jié)的工作,就可以有效地降低建筑耗能量,為中國建筑業(yè)、能源業(yè),甚至是環(huán)保業(yè)做出貢獻。
參考文獻
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