浅谈建筑节能设计及措施

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    随着人民生活水平的提高,全国能耗不断上升,加之我国人口众多,能源相对匮乏,更加大了能源压力。因此节约能源,降低能耗,保护环境已是刻不容缓。为了加强建筑节能工程的设计和施工管理,国家提倡在建设工程中采用节能环保绿色材料,在施工过程中采用节能工艺,使建筑物达到节能设计要求,建筑节能设计可以节约能源,减少碳排放,为此,国家颁布了《建筑节能工程施工质量验收规范》―中华人民共和国国家标准GB50411―2007.在建筑设计和施工环节都制定了相应标准,节能设计取得了良好的经济效益和社会效益。
  一、建筑构造节能设计
  建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。

  1、墙体节能
  墙体是建筑外围护结构的主体,墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造 上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;我国以实心粘土砖 为主要墙体材料,但其保温性能不能满足设计标准,因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。
  建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措 施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙 面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不 同材料界面开裂, 影响门、窗的热工性能。
  2、门窗节能
   外门窗是住宅能耗散失最薄弱的部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大。据统计资料, 在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的 气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。
  3、屋顶节能
  屋顶是住宅第五立面,对建筑造型起着重要作用,也是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,虽然其传热量只占整个建筑面积的9%,但对顶层的房间 影响较大。根据本地区实际情况设计好屋面构造,选择好保温材料,对屋面保温、防水、隔热进行综合研究,是解决屋面节能的关键。在屋顶设计中,主要节能措施 为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温措施;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。
  二、推进节能建筑的重要措施
  我国的现状是建筑耗能巨大,人均能源分配不足,再加上人们对冬冷夏热这一环境改变的迫切要求,使得建筑设计中节能设计工作的落实变得十分重要。
  1、建筑规划的节能设计
  (1)合理选址。建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件, 同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
   (2)合理的外部环境设计。在建筑位址确定之后,应根据建筑功能的需求,通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有 利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来 平衡环境温度、降风沙及收集雨水等。
  (3)正确选择朝向。合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的气候环境。 例如:日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应 考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路等条件的制约,要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的,因此,只能权 衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向,尽量避免东西向日晒。
  2、建筑材料的节能设计
  合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,同时我们要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地起到节能效果。
  3、利用新能源
   可再生能源在暖通空调系统中的应用包括:太阳能的应用、自然通风的应用、地下水的应用、地热(冷)的应用等。例如:太阳能在暖通空调中的应用主要有太阳能采暖和太阳能制冷两个方面。
    (1)太阳能采暖。太阳能采暖用电作为辅助能源,驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热。
 (2) 太阳能制冷。太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。



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