摘要:摘 要: 當今社會經濟飛速發展,做為我國國民經濟三大支柱產業之一的建筑業,在能源消耗中占的比重越來越大,在當下大力倡導節能環保的大環境下,節能建筑做為共同關注的重要問
摘 要: 當今社會經濟飛速發展,做為我國國民經濟三大支柱產業之一的建筑業,在能源消耗中占的比重越來越大,在當下大力倡導節能環保的大環境下,節能建筑做為共同關注的重要問題被提上日程。本文闡述了建筑設計中節能設計的重要性,并提出了節能建筑設計中的幾點策略,充分利用自然能,降低不可再生能源消耗,促進我國建筑可持續發展。
關鍵詞: 建筑設計,節能建筑,分析
一、當前建筑節能設計的發展概況
伴隨著我國的城市化的飛速發展,建筑能耗所占社會商品能源總消費量的比例也持續增加,對國民經濟發展和人民的正常工作生活的影響日益突出。
二當前國內外建筑節能設計對比
近三十年來,各國在推廣建筑節能法規、建筑節能設計和施工、新型材料的開發和應用等方面做了很多工作,不但節省了大量能源,取得了可觀的經濟效益,同時改善了環境,降低了對大氣的污染。目前我國單位建筑面積采暖能耗相當于氣候相近發達國家的2~3倍。我國建筑節能工作在20世紀90初才啟動,有很長的路要走。
為促進建筑節能的開展,國外發達國家制定了明確而積極的政策法規,以此拉動建筑節能,如瑞典政府貸款支持節能建筑;而我國雖已出臺《節約能源法》,但未制定對建筑節能的相關法律法規,因而使得建筑節能缺乏必要的資金支持。自上世紀70年代,各國政府紛紛建立了自己的節能標準,如瑞典1967年制定《住宅標準法》、美國1975年頒布《新建筑物設計節能》標準,各國標準都列出了基本的指標要求。相對而言。我國的標準化工作明顯滯后:標準的內容和推薦使用的內容不科學,修訂周期過長等等。還有我國的節能材料的研發過于分散,沒有類似美國可以進行綜合研究的優秀實驗室。
總體來說,我國的節能路還很長。
三、關于建筑設計中的節能設計
1.規劃設計中的節能設計
(1)合理選址
建筑選址主要是根據當地的氣候、地質、水質、地形及周圍環境條件等綜合因素來確定。建筑設計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境,為建筑節能創造條件,同時又要不破壞整體生態環境的平衡。
(2)正確選擇朝向
日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向,夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素。建筑受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約,要使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的,因此,只能權衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出這一地區建筑的最佳朝向和較好朝向,盡量避免東西向日曬。
3.建筑圍護結構節能設計
(1)我國的建筑圍護結構保溫隔熱性能普遍較差,外墻和窗戶的傳熱系數為同緯度發達國家的 3~4倍。以多層住宅為例, 外墻的單位面積能耗是 4~5 倍, 屋頂是 2.5~5.5 倍, 外窗是 1.5~2.2 倍, 門窗空氣滲透率是 3~6 倍。 建筑圍護結構組成部分(屋頂、 外墻、 門和窗、 遮陽等設施)的設計對建筑能耗與用戶所處熱舒適環境有根本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的 3%~6%, 而節能卻可達 20%~40%。通過改善建筑物圍護結構的熱工性能, 在夏季可減少室外熱量傳入室內, 在冬季可減少室內熱量的流失, 使建筑熱環境得以改善, 從而減少建筑冷、 熱消耗。
(2)屋頂節能
屋頂是住宅第五立面,對建筑造型起著重要作用。住宅做斜坡頂屋面,可借助屋面坡度與日照斜率相接近的特點,可再降低住宅頂層的層高。在維持平屋面住宅日照間距的條件下,既取得了改變建筑輪廓、有效地解決了屋面防水和擴大屋頂部位使用空間的效果;也減少了住宅之間的日照間距,節約了建設用地。平屋頂可采用北向的退臺,既獲得露天活動空間,也可縮小日照間距。
(3)墻體節能
墻體是建筑外圍護結構的主體,其功能主要是承重、 防水、 防潮、隔熱、 保溫。其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量,一般情況下,單一墻體材料往往難以同時滿足保溫、 隔熱要求,因而在節能的前提下,應進一步推廣空心磚墻及其復合墻體技術。其一般做法是,用磚或鋼筋混凝土作承重墻, 并與絕熱材料復合。
4.建筑材料節能設計
合理選用建筑節能材料也是全面建筑節能的一個重要方面。建筑材料的選擇應遵循節約資源和能源、減少環境污染,避免溫室效應與臭氧層的破壞、容易回收和循環利用的原則。一方面,隨著科技的發展,大量的新型高效材料不斷被研制并應用到建筑設計中去,目前在社會上出現的新型建筑材料有加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、小型混凝土空心砌塊、纖維石膏板、新型隔墻板等,這些新型建筑材料以煤灰、煤矸石、石粉等廢料為主要原料,具有質輕、隔熱、隔音等特點,可以更好地起到節能效果。另一方面,要結合當地的實際情況,發掘出一些地方節能材料,更好地應用到建筑節能中去。
四、建筑設計中利用可再生能源的設想
可再生能源在暖通空調系統中的應用包括:太陽能的應用、自然通風的應用、地下水的應用、地熱(冷)的應用等。
1.太陽能的應用地球攔截的太陽能輻射相當于目前全球電力消費量的1500倍,而在現有技術、經濟條件下可供開發利用的太陽能,只占理論資源量的很小一部分。太陽能在暖通空調中的應用主要有太陽能采暖和太陽能制冷兩個方面。
(1)太陽能采暖
太陽能采暖用電作為輔助能源,驅動用太陽能加熱的水在管道中循環流動向房間供熱。
(2)太陽能制冷
太陽能制冷主要包括太陽能壓縮式制冷、太陽能吸收式制冷和太陽能吸附式制冷。太陽能壓縮式制冷研究的重點是如何將太陽能有效地轉換成電能,再用電能去驅動壓縮式制冷系統。太陽能吸附式制冷是將系統中的加熱器和冷卻器去掉,將太陽能集熱器與吸附床合二為一,冷卻功能則利用夜間室外空氣的自然冷卻來完成。
2.自然風的應用
自然風的供冷是可再生能源在暖通空調應用中的重要組成部分。當室外空氣的焓值和溫度低于室內時,在供冷期內就可以利用室外風所帶有的自然冷量來全部或部分滿足室內冷負荷的需要。通常,這種情況出現在供冷期的過渡季和夜間,可采用的方法為新風直接供冷和夜間通風蓄冷。由于利用了自然風提供建筑所需要的冷量,與常規空調系統相比,在運行中不用電或少用電,既節約能源,又減少對環境的污染,同時也改善了室內空氣品質。
3.地下水的應用
地下水由于地層的隔熱作用,其溫度受氣溫影響很小。在暖通空調中,有些地下水可以直接作為冷源,更是熱泵良好的低位熱源。所以水源熱泵有著良好的節能前景。
五、結束語
保護環境、有效利用自然能源、削減能源負荷是新時期實現可持續發展的重要要求之一,建筑設計中應用節能技術是對可持續發展這一理念的最好回應,節能建筑將成為今后建筑設計的主打方向,建筑節能工程作為建設領域的新方向已成為我們既定的基本國策,我們應深刻認識到節能設計的重要性,從自身出發、從實際出發,設計出與實際生活和社會相適應的設計,努力使建筑能耗最低化,大力發展節能建筑, 提高能源利用率,為加快建設資源節約型, 環境友好型社會做貢獻。
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