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住宅建筑节能设计范文1
中图分类号:TU2文献标识码: A
引言
住宅建筑节能设计是一项重大且持续的工程,从小区规划设计、建筑单体设计、建筑细部设计到建筑周围环境的设计,每个环节都相互影响、相互制约,而且还涉及其他很多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用等。因此我们在做节能设计时,要进行综合考虑,按照因地制宜、整体设计及全过程控制的原则,结合气候、经济、技术等多方面因素全面展开,进行住宅节能设计和优化。
一、住宅建筑节能设计的重要性分析
1、缓解能源压力
建设节约型社会的客观要求。我国整体上而言,能源资源蕴藏量很大,种类齐全。但是伴随着我国经济的高速发展和城市化进程的不断加快,对各种能源资源的开采力度不断加大,各种能源的消耗量日渐上升,致使我国面临着严重的能源危机。在各种能源消耗中,住宅建筑能源消耗占据着庞大的比例,所以加强住宅建筑的节能设计,降低住宅建筑的能耗,将会有效的缓解我国的能源压力,为建设节约型社会注入新的活力。
2、提高居民生活品位的必然选择
经济的繁荣促进了人们生活水平不断提高。随着国民素质的不断提高,对生活品质有了更高的要求,对居住环境和居住舒适度的要求也越来越高。绿色环保,生态节能型住宅建筑已经日渐成为了一种新的住宅需求,更加注重住宅的温度、湿度、光线、外部景观和内部设施的设计完善,不仅很大程度上降低住宅能耗,节约住宅运营成本,还能提高住宅建筑的舒适度,提高居民的生活品位。
二、住宅建筑规划中的节能设计
1、优化建筑位置及朝向设计
阳光不仅对人的身体健康有着很大影响,对建筑的节能也有着十分重要的意义。合理利用天然资源,达到节能效果,在实际应用中主要体现为两点,一是通过设计合适的采光方向以达到充分利用自然光能进而减少居住中人造光能的使用;二是通过与具体地区常规风向的协调设计来合理利用自然的湿度环境和空气环境以减少生活中加湿除湿和空气条件设备的使用。这两点归结起来,实际上就是建筑朝向的选择。寒冷地区城市规划中应注重应用日照原理,合理地确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接受更多的太阳辐射热能,建筑规划设计中首先考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。由于我国大部分地处北温带,一般以正南朝向或南偏东、南偏西较小角度(10度以内)为好。
2、优化规划设计中的平面布局及空间布局
住宅建筑的布局应能使大多数房间获得良好的自然通风和日照,在建筑布置方面,应采用“前低后高”和有规律的“高低错落”的建筑手法,从而有效地挖掘环境的节能功能,同时又可打破居住区单调、呆板的效果。另外,要合理控制住宅组台的长度,住宅单体的多单元组合,可以节省用地,减少建筑物护面积,从而减少能耗;而少单元组合,可以扩大光照面积,并使居住区内的气流畅通。应视不同地域而采取相应的优化组合方式。住宅套型平面设计时,要从节能的角度提高房间的舒适性,一是尽可能地形成室内空气对流。合理安排房间的窗户位置和窗户朝向,增加房间内的空气流动,利于室内空气更新。二是尽可能地增加进出风口面积,合理选择窗户的开启形式,有利于室内保持较为稳定的风速和均匀的流场,提高室内舒适度。
三、住宅建筑节能设计要点
1、我国住宅建筑室内装饰节能设计
随着人们生活品位的提高,对于舒适居室的要求也越来越严格,冬季需要有采暖的设备,夏季需要有空调的凉爽,至于各种灯光更是五花八门,需求非常旺盛,在这样的情况下,能源的消耗就进一步加大。在对室内的装饰进行设计的时候,需要考虑到建筑节能问题,对于那些可要可不要的装饰,在进行选择的时候应该理性,这样才能使室内的环境更加自然、更加环保、更加人性化。在置办室内设备的时候,应该优先选择那些功率高、耗能低的设备,诸如节能的灯具,变水、变风等节能系统,利用能够回收能量的空调等,这些都能起到减少能量消耗的目的。在对居室的装饰进行设计的时候,太阳能、风能等能源应该成为优先的选择,这些能源不但可以保持室内环境的整洁,还可以减少对室外环境的污染。家具是人们平时使用和接触最多的,在进行选择的时候,除了其外形、尺寸之外,还需要注意其材质以及对气候变化的适应性,这样可以给居民带来舒适感。绿化在当今的家庭中成了改善室内环境的一个很好的措施,其不但能够使室内的环境变得清新、活泼,还能满足人们心理对于自然的需求。在室内装饰的色彩上,也应该科学地选择,那些对人的健康、情绪有积极作用的颜色应该优先选择,这样能够提高人们的舒适感,也能减少设备的耗能情况,对于节能也有很大的作用。
2、我国住宅建筑外门窗节能设计
在住宅耗能比中,外门窗是耗散能源比较大的地方,其能耗占到了整个住宅能耗的2/3,传热损失达到1/3,冷风渗透损失达到了1/3。通过上述的数据我们可以看到对外门窗设计进行控制的必要性。为此,当住宅的采光、通风等方面的条件都能得到满足之后,应该将住宅外门窗洞口的面积尽量减小,这样就能提高外门窗的气密性,减少能源的损失,增强保温效果,起到节能的作用。具体来说,应该从以下几个方面来着手。
2.1设置室内和室外间的温度阻尼区
这里所说的温度阻尼区,就是在住宅的室内和室外之间设置一个中间层次,这个中间层次不但可以阻止外面冷风的直接渗透,还可以减少外墙、窗的热损失。在住宅的外门窗设计中,要将住宅的北阳台的外门、窗都用封闭的阳台进行封闭,在外门处设置防风的斗门,这样可以防止冷风倒灌进来,在设计楼梯间的时候也应该将其设计成封闭状,屋顶上的入孔也应该进行封闭处理,这样才能达到理想的节能效果。
2.2提高外门窗气密性
为了加强外门窗的节能效果,可以设置一些泡沫塑料的密封条对外门窗进行密封,或是选用那些密闭性比较好的门窗材料。墙和门窗框之间的缝隙也是热损失的主要原因,为此可以用一些带有弹性的软型材料、密封膏以及边框设灰口、弹性密闭型材料等进行密封操作;在扇与框的密封上可以选用橡塑、橡胶或是一些泡沫封条、高低缝槽等;扇与扇之间的密封可以选用一些高低缝、密封条、缝外压条等方式来完成;玻璃与之间的密封可以选用一些有弹性的压条。只有对这些方面进行良好地的处理,才能保证住宅的气密性。
3、我国住宅建筑墙体节能设计
墙体主要的作用就是从对整体的结构进行保护,长期以来其往往以实心粘土为主要的材料,这对于我国的土地资源以及燃煤资源来说是一个很大的浪费。通过研究表明,加气混凝土外墙、夹芯复合外墙、空心砖外墙、内保温复合外墙等也能起到与粘土同等的效果,并且其不会对环境产生危害,同时还节约了资源,保温效果也不会受到影响。在选用墙体材料的时候,应该根据当地的具体情况对这些材料进行必要的选择,这样才能更好地满足建筑节能的要求,同时为我国的社会经济建设节省资源。
结束语
总之,在住宅建筑设计中,节能是住宅建设能合理的利用自然力量从而有效的降低能耗,它必将成为住宅建设的发展方向,只要我们在建设时严格按照建筑节能设计的标准,那么建设适宜人们生活的绿色建筑指日可待。
参考文献
[1]黄卫红.住宅建筑规划与设计的节能措施[J].四川建筑,2007,(5).
住宅建筑节能设计范文2
关键词:住宅建筑;建筑节能;设计
Abstract: with the rapid development in all aspects of society, the problems of energy shortage in the world is becoming more and more serious, and the concept of sustainable development in the win support among the people, saving energy problem has been paid more attention in China and many countries around the world, in order to realize the sustainable development strategy of our country, building energy-saving be imperative. Energy-saving residential buildings are in many aspects, from the overall planning and design of residential buildings and construction monomer design two aspects to explore energy-saving design of residential building.
Keywords: residential building; building energy efficiency; design
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
引言
建筑作为人工自然产品,是人类自身应变自然环境气候的一种延伸手段。建筑发挥着气候“过滤器”的角色,通过利用和防御自然界各种气候因素,为人类创造出良好的室内气候条件。我国古代的传统民居,如北京的四合院、西南的吊脚楼、陕北的窑洞、闽南的土楼等,虽然建筑形式和材料各不相同,但都是长期气候选择和建筑不断应变的结果。随着现代技术水平的提高,人类有时过分地依赖人工设备技术力量,以期实现更高的室内热舒适度要求,结果导致高能耗和自然生态的破坏。我国是能源短缺的国家,但建筑能耗却是同等气候条件下发达国家的2~3倍。高能耗不利于建筑可持续性发展,这就需要我们当今的建筑设计工作者,在建筑创作的整个过程中,认真研究建筑节能设计方法、策略、技术,赋予建筑生命以期充分挖掘建筑自身的节能优势。
一、住宅建筑节能总体规划设计
1.建筑选址
建筑基地不适宜选择在山谷、洼地及凹地等处,因冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。位于凹地的底层或半地下层建筑为保持所需的室内温度所消耗的能量,就会相应的增加。所以建筑基地应尽量选择在向阳、避风的地段上,为建筑争取日照创造必要的条件。
2.建筑布局
设计中要充分考虑夏季有利的主导风向(通风致凉)和避免冬季不利的主导风向(避风保暖),综合考虑采光、通风、保温和防晒等因素,合理安排群体布局和建筑朝向。如南京属典型的夏热冬冷地区,又具有大陆性气候特征,夏季炎热多东南风、冬季寒冷多西北风,在进行小区群体布局时,一般将小体量的低层、独立式住宅放在南面,大体量的高层住宅放在最北面,可以最大限度地满足夏季自然通风和冬季阻挡不利的西北风的需要。
3.建筑形态
节能建筑的形态不仅要求体型系数(外表面积/体积)小,同时需要夏季日辐射得热少,冬季还需要对避寒风有利,但满足此三项需要的建筑形体常不一致,因此应考虑多种因素的制约,包括当地夏季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的风环境情况,需要具体权衡得热和失热的具体情况,优化组合各项因素后得出结论。
4.建筑间距
阳光对于个人不仅有卫生学的意义,同时对人的心理及精神也具有一定的影响。它不但是热源,同时还可以提高室内的日照水平,保证住宅室内具有一定的日照量,从而决定建筑间最小间距,并结合其他条件综合考虑建筑群体的布置。建筑采用斜屋顶在满足日照的前提下可以缩小住宅间距。
5.建筑通风
适当布置建筑物,冬季降低冷风风速,可减少建筑物和场地表面热损失,节省能耗;夏季可以组织良好的通风,在建筑物之间及建筑内部形成良好过堂风。
6.建筑朝向
朝向的选择考虑因素有:冬季具有适量和一定质量的日光照入室内;炎热季节尽量减少太阳直射室内及居室外墙面;夏季通风良好,冬季避免冷风吹袭;充分利用地形和节约用地;照顾居住建筑群体组合的需要。
7.环保概念的体现
环保一个重要的体现方面是小区绿化。小区绿化要综合考虑绿化覆盖率、人均公共绿地指标和生物多样性、植被的生态效应等诸多因素。可以考虑乔灌草相结合,以乔木为主;同时建议多布置立体绿化,见缝插绿;步行道、停车坪、水体护岸和水底地面不宜一概“硬化”,应该给大地以透水透气的余地。屋顶绿化不仅可以改善小区的环境绿化条件,还能改善建筑屋面的热工性能。
二、建筑单体设计
1.控制建筑物的体型系数。
体形系数是指建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著,对于相同体积的建筑物,其体形系数越大,说明单位建筑空间的热散失面积越高,建筑能耗也越高。因此需要把体型系数控制在一定的范围。如:山东地区居住建筑体形系数控制范围是A:H≤3层时≤0.52, B: 4≤H≤8层时≤0.33, C: 9≤H≤13层时≤0.30 D: 14≤H层时≤0.26。
2.平立面设计
平面上应充分考虑室内空间布局的合理性,尽可能让每个居室都有穿堂风,夏季利用自然通风进行降温。保证主要居室有朝南的充分日照,使住宅在冬季有充足的阳光,基本满足白天的自然取暖要求。
立面的设计讲究实用,尽可能减少外墙的凹凸面,以减少热量散失。在满足日照、采光的前提下,要根据不同朝向控制窗墙比。目前广为流行的凸窗、转角窗、大面积幕墙窗、落地窗对节能是不利的。作为建筑设计师,建筑节能设计的理念应贯穿在建筑创作的整个过程中。
3.保温形式与保温材料的选择
建筑的保温形式可以分为三大类即建筑外保温、建筑内保温及墙体夹心保温。三者相较我们优选建筑外保温。建筑外保温系统可以基本消除热桥部位对室内热环境的影响,具有热工性能稳定、保温效果好、保护主体结构的热稳定性减少结构变形延长建筑结构寿命、施工简便、应用范围广、综合投资低等优点。
建筑外保温系统中建筑材料的选择应从以下几个方面重点考虑:
1、材料应有良好的安全性。保温材料与基层结构;保温材料与其保护层及饰面层的粘结性好、安全构造措施简便构造性热桥少、材料有良好的对基层变形的适应性。
2、材料的导热系数低、 热稳定性能好。
3、材料有良好耐候性、耐久性。材料应耐暴晒、耐冻融、耐老化、并应有良好的抗风化、抗降解性能。目前,我国应用的大部分主流材料的耐久年限只有25年,而大部分建筑的建筑设计使用年限为50年。外墙保温工程进入维修期将产生大量的资金消耗和资源浪费,给业主、开发商、物业管理等利益主体造成沉重的历史包袱。建筑节能与结构一体化技术如:CL结构体系、FS外模板现浇混凝土复合保温体系等可以做到建筑同寿命。
4、材料有良好的耐火性能。从历史发展的经验来看,无机保温材料由于其自身的局限性(如高导热系数、高吸水率、低结构强度等),很难实现高标准的建筑节能工程目标,节能效率上有机材料是无机保温材料的1~2倍以上,容重是无机材料的1/5~1/10,吸水率是无机材料的1/10~1/20,结构强度是无机板材的2~10倍。因此,从节能角度来看,有机保温材料具有无机保温材料无法比拟的优越性。轻质、高效的有机保温材料必将承担起节能建材的重要角色。但是有机保温材料由于其高分子结构的特殊性,在防火性能方面整体来说劣势于无机保温材料。近来,由于保温材料而引发的火灾事故频频发生。如:上海“11.15”特大火灾事故等。因此,我们在设计过程中应节能、消防安全与经济性并重来选择材料。既要确保系统成型后使用过程中的消防安全性,又要保证保温工程施工过程中的防火安全性,选择像酚醛泡沫板、硬泡聚氨酯、工厂化预制表面覆盖无机材料的复合板等这类具有一定防火优势的泡沫材料,同时在施工过程中及时进行无机材料的覆盖,从而保证如电焊火花等一般明火攻击下,保温材料一不引燃,二不蔓延,彻底杜绝火灾事故的发生。
窗系统是围护体系中保温隔热的薄弱环节,因此选择合适的窗材料对建筑节能有很大的影响。提高建筑门窗保温性能,选用导热系数低的塑钢或者铝合金断热型材作为窗框。使用中空镀膜玻璃,其空气层厚度对其热绝缘系数影响较大,在型材断面尺寸允许情况下,空气层厚度尽可能取大。采用中空充氩气等惰性气体会使中空玻璃热工性能进一步改善。
4.屋顶设计
屋顶由于长时间接受太阳辐射,而引起室内温度过高。因此要隔离太阳辐射热,减少阳光直射。对屋面进行绿色覆盖,既可遮阳,又能隔热,而且通过光合作用,可消耗或转化部分能量,也起到美化环境作用。设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施,也可以有效地减少热量的传递。采用技术方法对既有建筑的屋顶如铺设高效保温隔热材料,结合相应的构造措施,使传热系数大幅度下降,以达到节能的目的。
“冷屋顶”的节能效果很显著。所谓“冷屋顶”(cool roofs)是指日射反射率高的屋顶,它通过对普通屋顶涂上高反射率的涂料,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。研究表明:采用“冷屋顶”节能可使空调负荷减少约 10%~50%。
5.遮阳构件
建筑外遮阳能有效地阻隔部分太阳光直接照射到建筑物的结构,特别是防止太阳辐射穿过窗户直接进入室内,从而有效降低室内温度,达到节能的最终目标。建筑立面设计,可以把建筑造型与建筑遮阳结合处理。挡板式遮阳、帘式遮阳、百叶遮阳等方式对于窗户遮阳都有非常好的效果,但对建筑采光则有一定的影响。对于建筑墙体和屋面的遮阳,目前较为有效的方法是通过栅格遮阳和绿化遮阳。随着社会经济水平的不断提高,建筑遮阳技术已越来越趋向智能化、自动化、高效化。把建筑遮阳与通风、隔热结合处理,可以有效地提高建筑节能的效果。
三、结束语
综上所述, 对人居环境的探讨,一直以来都是建筑界所关注的问题。无论在建筑节能,降低建筑能耗,还是在提高人居舒适度,创造新型的住宅建筑,都取得了很大的成效。但是面对这个庞大的建筑领域,建筑能耗是显而易见的,微小的能耗变化,都将决定对能源的如何分配。而住宅建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理、人的行为习惯等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。
参考文献:
住宅建筑节能设计范文3
关键词:节能;设计;墙体;门窗
前言:在我国,建筑能耗占总能耗的27%以上,每年还在以1个百分点的速度增加,而现代住宅建筑数量非常庞大,从节能设计的角度有效控制其能量的消耗,节约使用能源,成为设计工作的重要环节。现代住宅建筑的节能设计应从建筑平面布置及体型系数、墙体等护结构、外门窗构造、太阳能利用等方面采取合适、合理的设计构造措施,做到既保证室内环境舒适,又最大限度控制能量流失,从而确保实现建筑物的使用要求和节能效果。
一、科学的规划布局与合理的建筑设计
1、基地选址与节能
建设的基地应选择在向阳、避风的平地和山坡上,这是建筑节能、提高采暖效率的先决条件。同时建筑选址应尽量远离交通主干道,避免噪声污染。如果建在噪声声源处,应有绿化隔声带等保护措施。
坡地对建筑节能的影响,主要是日照得热和通风两个方面,效果因坡向和坡度大小而不同。若坡向为南向或接近南向,则利于冬季太阳得热,提高容积率。若坡向与夏季主导风向一致(60°范围内),则利于夏季的自然通风。若坡向为北向或接近北向,为减少建筑物之间对日照的遮挡,建筑宜以点式为主。
2、建筑朝向
建筑应在最佳建筑朝向范围内选择。由于不同朝向上太阳辐射强度变化比较大,因此建筑规划时要考虑合理的朝向,尽可能增加太阳辐射量,建立自然采光系统。
3、日照间距和建筑密度
一定的日照间距是建筑充分得热的前提。日照间距是指一年中冬至日,满足北向底层房间获得日照时南北房之间的外墙间距。在实际设计中不宜只为满足日照间距而选择不利朝向,牺牲日照质量,必须研究在保证节能效益的前提下提高建筑密度。在规划布局中适当调整建筑朝向,调节建筑布局和外形均可达到在满足日照要求的基础上增加建筑密度,如利用斜向日照将北侧错台式、正南向行列式布置改为交叉错排行列式布置。
二、建筑围护结构墙体设计
墙体传热在建筑物总体传热中所占的比例最大。高层建筑实现节能,还必须研制新型墙体材料,提高外墙的保温节能性能。适用于高层建筑的新型墙体材料主要有蒸压加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块和复合墙体等。以复合墙体为例,复合墙体往往采用承重材料与高效保温材料(如岩棉板或聚苯板等)组成。复合墙体较好地发挥了两种材料的特点,既不会因组成墙体材料的强度过低导致墙体所需尺寸过厚,又具有良好的保温隔热效果。因此,我国新建高层建筑目前已基本上采用了复合墙体的方式。
1、膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温系统
膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温系统是由自熄型模塑聚苯板、锚栓(必要时使用)、粘结胶浆、抹面胶浆和耐碱网布及涂料等材料复合而成,置于建筑物外墙外侧的保温及饰面系该系统冬季能避免产生热桥,大大减少室内热能通过外墙损失;夏季能大大减少由阳光辐射外墙而传导至室内的热能,进而使暖气、空调的能耗下降。该墙体重量轻、节能效果明显。
2、挤塑聚苯保温体系
挤塑聚苯保温体系的结构与膨胀聚苯薄抹灰保温体系相同,只是将自熄型模塑聚苯板换成了自熄型挤塑聚苯板.它适用于各种形式主体结构的外墙外保温,特别适宜于在严寒地区/寒冷地区和夏热冬冷地区使用。
3、现浇混凝土模板 内置外墙外保温系统
现浇混凝土模板内置(聚苯板)外墙外保温系统简称c L结构体系,该体系适用于现浇混凝土剪力墙结构的高层建筑,CL建筑结构体系可使建筑物全生命周期内不需要对保温层进行维修,解决了外墙粘贴、外挂保温层而产生的裂缝隐患及寿命短等问题。
三、门窗节能
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,通过提高门窗的气密性,采用适当的窗墙面积比,增加窗玻璃层数,采用百叶窗帘、窗板等措施来提高门窗的保温隔热性能。其节能措施有:
1、控制住宅窗墙比
住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,《民用建筑节能设计标准》对不同地区、不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定。
2、提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透
如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
3、改善住宅门窗的保温隔热性能
户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷、热桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,低辐射玻璃;合理地设计可开启的窗扇面积,保证南方地区室内自然通风和降低北方地区室外冷风的直接渗透。
4、设置“温度阻尼区”
所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在北方地区住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
四、屋顶节能设计
新疆地区冬季寒冷,夏季干旱雨少,日照时间长,春季风沙又大,不宜采用架空通风隔热层或通风坡屋顶的构造形式,由于屋顶围护结构外表面受到的太阳辐射强度和日照时数以水平面为最大,所以屋顶隔热保温尤为突出和要重。经过设计计算选用120mm厚阻燃型膨胀聚苯板(EPS)则K≈0.274W/(m2・K)是合理的经济厚度。冬季可以避免室内的热量散发,夏季又避免了太阳辐射热直接照射屋面传导到室内,同时具有隔热保温效果明显、构造简单、施工方便、造价较低等优点。
五、其它节能降耗措施
1、降低夏季空调能耗
夏季室内外温差较小,根据人们在非寒冷季节通风换气的生活习惯,窗的开启面积要适当,保证卫生需求,应不低于1.0次/h。当室外温度低于室内温度时,应该主要依靠通风换气排除室内产热能和进人的太阳辐射热。试验表明,增大通风换气次数对降低夏季空调能耗效果明显,而且达到1.0次/h通风换气并不困难,只要建筑平面布局合理,窗的开启面积适当,是完全可以满足的。
2、充分利用太阳能资源
太阳能作为一种天然的洁净能源,也是住宅建筑设计上广泛推广的节能设计之一。从近年来的能源使用和发展情况来看,煤、电、油的供应紧张已经不容忽视,太阳能应该由补充能源向“代替能源” 发展。特别是太阳能热水器经过20年的发展,产品的生产研发技术日趋成熟,越来越受到消费者的青睐。另外,从使用效果和居卫的淋浴费用和投资回收周期来看,太阳能热水器也具有较大的成本优势。然而由于各方面原因,目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主,存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。要解决这些问题就必须将太阳能利用装置纳人到建筑设计规范当中,在设计时将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中,预留太阳能设置位置,特别是在厨房、卫生间内要综合太阳能热水器管道系统。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用,就可以大大节省常规能源,这是建筑节能的一个重要发展方向。
住宅建筑节能设计范文4
关键词:住宅建筑;节能设计;措施
中图分类号:F287文献标识码: A
引言
随着社会经济的不断发展,我国的城市化水平也在不断的提高,与此同时,人们的思想意识也发生了很大的转变。这些年在经济高速发展的同时,人们给周边的环境带来了很大的破坏,现在人们对于环境保护和节能越来越重视,建筑在能耗方面一直都是居高不下的。在建筑方面进行节能对于能源的合理利用和保护都是有着非常重大的意义的。近年来,我国在能源供应和使用方面都是存在着很大的问题的,实现经济和环境的可持续发展是非常重要的,为了更好的保护人们的生存环境,实行节能措施是非常的重要。
1、建筑节能设计的核心价值
1.1、建设绿色住宅
近年来,人们对生活环境的要求日益提高,越来越注重人性化设计,如:住宅建筑的健康指数、舒适度和生态指标等。与此同时,在大力提倡节能减排的环境下,对我国住宅建筑进行合理的节能设计,能最大限度地减少或避免住宅建筑存在的生态破坏、健康伤害和资源浪费的不良现象,从而大大提升广大人民群众的幸福指数和生活品质。
1.2、减少生活成本
现代建筑设计引入节能减排机制,应用先进的节能材料和节能技术,例如,双层钢化玻璃、新型墙体材料、控制建筑形体、保温技术等。可以在一定程度上提升住宅建筑的热环境质量,提高住宅供暖的热效率,不仅可以节约能源,还可以降低居民的生活成本。
2、住宅建筑的节能设计措施
建筑设计是建筑工程施工的重要部分,建筑质量与建筑结构都是以建筑设计为基础的,因此,节能设计在建筑设计中的应用能够在很大程度上促进建筑结构的节能环保。
2.1、住宅建筑的布局设计
住宅建筑的设计过程中,会涉及到很多相关的因素。例如,住宅建筑的自然地理环境、建筑物的朝向、间距和高度以及周围路网的布局和绿化分布等,这些因素都会对建筑的气候、日照和通风等造成影响,就关系到住宅建筑的能源消耗。因此,在进行住宅建筑的总体规划布局的时候,应该充分地结合建筑场地的自然环境因素、建筑功能、风俗文化、气候特征和居民行为模式等因素,从建筑的布局、朝向、间距、风向和太阳辐射等因素以及建筑的外部环境因素等多方面进行考虑。例如,对住宅建筑的朝向,要尽量采用南北朝向,避免东西朝向。因为这样有利于住宅建筑在夏季的时候,可以自然通风;在冬季的时候,可以增加建筑物的日照时间,而且为了适应住宅建筑中的节能需要,应该最大程度的减小建筑物体型中的凹凸关系。
2.2、住宅建筑的平面设计
实现住宅建筑平面设计的作用,主要是为了在设计中对住户的供给进行合理的安排。住宅建筑设计中的平面设计,主要内容包括适应家庭构成的需要、使用者的生活方式和价值观等不同方面的要求。在进行住宅建筑的平面设计过程中,一定要注意住宅建筑的采光通风性、功能布局的合理性、功能的多样性、面积利用率和舒适度等因素,满足了这些要求之后,可以进一步的实现住宅建筑的节能要求。住宅建筑的平面应该尽量保持规整的形状,尽量的减少护结构的面积,增加住宅建筑在冬季接受到的直射的阳光,减少夏季的太阳辐射。例如,在住宅建筑的平面设计过程中,增加房屋外墙的面积,保证开窗多的一面是正对着南边的朝向,具有最大强度的太阳辐射,使住宅建筑在冬季的时候,也可以有效地利用太阳能;在住宅建筑外墙的北侧,在满足通风换气的条件下尽量减少开窗面积,;在不影响住宅室内采光通风的同时,建筑东西墙尽可能的不开窗或者开小窗。在夏热冬冷地区的住宅建筑还需考虑西向遮阳。
2.3、外墙体的节能设计
在住宅建筑的节能设计中,要想使外墙也达到一定的节能效果,一般是采用复合墙体,也就是说在实际建筑中可以把建筑墙体的承重材料与具有高效保温的材料结合在一起。同时还可以根据保温材料所在的位置不同,复合墙体也可以相应的分为外保温、内保温以及夹芯复合墙体。但是在实际中经常采用的都是外墙外保温以及外墙内保温的复合墙体建筑。而夹芯复合保温墙体由于造价比较高而在居民建筑中很少被采用。
2.4、窗户的节能设计
2.4.1、窗户的大小
在住宅建筑中,空气的对流速度受到窗户大小的直接影响。要让空气进入建筑内,就应当设计一定的窗户,值得注意的是,窗户的大小与建筑内的风速成反比,也就是说,窗户越大,室内的风速越小。除此之外,当入风口与出风口的大小一样时,产生的风流量最大。
2.4.2、窗户的朝向
窗户的朝向影响到风如何进入室内及风在室内的流动方向。出口与入口间的直接轴线经常是空气在房间内流动的路径,当进风口与风向成正交时,空气流动会直接朝向出口,对房间内其他部分的作用很小。当窗户与风向成一定角度时,进入室内后,风速会变快,风所影响的区域也会变大,这种情况下,有利于空气的自然流通及室内散热。
2.4.3、窗玻璃色泽的选择
窗玻璃是窗户构成中最重要的因素。一般来说,深色泽的玻璃会降低照入室内的日光量,所以,经由玻璃透射的热量较少,因此室内温度较低,有利于在炎热地区使用。但是由于深色泽的玻璃反射阳光现象较为严重,会影响建筑物周边环境的温度,同时反射所造成的眩光现象也是干扰行车安全的重要因素;和深色泽的玻璃相反,浅色泽的玻璃可具有更好的透光性,吸收更多的热量,比较适宜在寒冷地区使用。
2.5、屋顶的节能设计
作为建筑中与室外大气接触的一个重要部分,住宅建筑屋顶在大气长波辐射和太阳直射的共同影响下,夏季吸收大量辐射热、室内气温过高;冬季散热量大、保温性能较差。因此,对于住宅建筑屋顶的节能设计,必须高度重视夏季的通风隔热和冬季的保温节能。目前,我国在屋顶节能设计方面,主要采用以下几种方式:第一,“冷屋顶”节能,利用高反射率涂料的使用,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的;第二,吸水率较大、导热系数较高、密度较大的保温材料不宜选为屋面保温层材料,以免屋面重量厚度过大、保温层大量吸水而降低保温效果等;第三,铺设高效保温隔热材料并适当采取其他辅助措施,减少热量传递;第四,采用蓄水屋面、通风屋面、种植屋面、浅色屋面、架空隔热屋面等,隔离太阳辐射热,减少阳光直射;第五,屋顶太阳能节能。对于建筑屋顶的太阳能节能,可以采用建筑光电一体化屋顶太阳能电站的形式。该形式又可分为以下两种方式:一是跃层式屋顶太阳能电站。高层建筑(包括高层住宅建筑)一般都设有电梯井,屋面高低不一,为了充分利用屋面空间,必须采用经过优化设计的轻钢结构,建成高4~5m的跃层式构架,然后在顶部平面安装太阳能电站。这种光电一体化建筑,,既可以建成屋顶太阳能电站,又可以增加大量经济适用房的居住面积,投入产出比非常有利。二是嵌入式屋顶太阳能电站。对于尖顶的普通住宅屋顶,可以采用一体化嵌入式光电屋面构件,为了提高光伏组件的发电效率,倾斜角度必须等于建筑物当地的纬度角,如南京地区,倾角应为32°。这种构件不仅能够发电,而且可以代替原来的建筑材料,降低建筑成本。
3、建筑节能设计的发展趋势
3.1、发展现有的节能技术
当前,很多建筑师的节能认识只存在于理论层面,不懂如何把节能技术应用到建筑当中。建筑师不仅要明白节能原理,而且要在设计中按照不同的工程、不同的部位,采取相应的节能措施,所以建筑师必须加强建筑节能方面的学习,将现有的节能技术运用的设计中去。
3.2、发展建筑节能新“理念”
在推行节能理念同时,不仅要引进学习国外先进节能理念,而且要从传统建筑模式、风格中学习节能办法。中国传统民居都是因地制宜,各类功能利用与自然环境达到完备效果,并且各自拥有独立的形态样式,可以成为当代建筑节能的学习范式,形成新的节能理念。
结束语
综上所述,现代住宅建筑的节能设计直接关系到我国的资源战略、可持续发展和环境保护。同时,节能设计也是建筑行业的一项紧迫且艰巨的任务,需要从建筑规划设计阶段开始,贯穿于整个建筑建设的全过程,从而实现住宅建筑的节能设计与建设规划。
参考文献:
住宅建筑节能设计范文5
Abstract: with the rapid development in all aspects of society, the problems of energy shortage in the world is becoming more and more serious, and the concept of sustainable development in the win support among the people, hot energy saving problem has been paid more attention in China and many countries around the world, in order to realize the sustainable development strategy of our country, building energy-saving be imperative. This paper discusses the application of energy-saving technology in structure design and engineering planning and design, building design.
Keywords: Housing construction; construction planning; energy saving中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)建筑是用能大户,建筑节能是发展建筑业的需要。据调查显示建筑能耗占社会能耗的比重很大,我国住宅能耗是同类气候地区发达国家的3倍左右,而且现有建筑中95%达不到节能标准,新建建筑达到节能标准的仅不足20%。随着我国新的节能标准为确保实现节能50%的目标的实施,节能成为我国住宅建设的当务之急。建筑节能就是采取保温、隔热、密封等措施,让建筑在使用过程中减少对煤、电等能源的消耗,节能设计要有利于施工和围护,尽量应用节能技术措施,最大限度减少建筑物能耗量,以获得理想建筑节能效果。住宅建筑节能设计应注重以下几个方面。
1.住宅建筑规划中的节能设计
1.1合理确定建筑朝向和平面形状选择合理的建筑物朝向是一项重要的节能措施。实测表明:在其他条件相同情况下,东西向板式多层住宅建筑的耗能量要比南北向的高5%左右。现代住宅设计中,建筑的朝向应根据住宅内部房间的使用要求、当地的主导风向、太阳的辐射、建筑周围的环境以及各地区的气候等因素,通过调查、研究、分析、评价来确定。一般来说,我国住宅最适宜的建筑朝向为南略偏东或西。对于气候炎热的南方地区,应考虑住宅建筑的长轴方向垂直夏季主导风向,而北方冬季寒冷,住宅建筑的长轴方向应平行冬季主导风向,以防止冷空气渗透量的增大。住宅建筑的平面形状,应在体积一定的情况下,采用护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小,冷负荷越小,能耗越小。
1.2合理规划平面布局及控制体形系数居住区住宅的平面布局有周边式、自由式和行列式3种。周边式太封闭,不利于风的导入;自由式多在受地形限制时采用;行列式是最常见的形式,有并列式和错列式布局的变化,在某些地形中,还会出现斜列式布局。为了促进通风,居住区布局应尽量采取行列式和自由式,从建筑防热的角度来看,行列式和自由式都能争取较好的朝向,使大多数房间能够获得良好的自然通风和日照,其中又以错列式和斜列式的布局较为好。在立体布置方面,应采取“前低后高”和有规律的“高低错落”等建筑手法,从而有效地挖掘环境的节能功能,同时又可打破居住区单调、呆板的效果。体形系数是建筑物围护结构的外表面积与其所包围的建筑体积之比。比值越大,能耗就越多。研究资料表明:体形系数每增加0.01,耗热量指标增加2.5%。因此,正确处理建筑形式多样化与节能的关系,是建筑设计中应当引起重视的问题。一般讲,6层左右的建筑物对建筑节能较为有利。另外,建筑物的外形越简单,其外表面积越小,热交换量亦越少。因此,建筑物的造型宜简洁、完整,尽量避免复杂的轮廓线。
1.3合理的套型平面在住宅单体套型方案设计时,要从节能的角度、提高舒适性及家居生活的规律出发,合理进行各房间功能分区。一般应将家庭人员主要活动的且停留时间长的客厅、主卧室等布置在南向,厨房、卫生间等布置在朝北和东西向。这样使主要居室在冬季能获得充裕的阳光;套内每个房间均要有直接对室外的窗,前后房间的门窗尽量相对设置,为自然采光和夏季组织穿堂风创造条件;炎热地区可采用内天井或外天井住宅套型平面,利用高差和热压差形成自然通风,以此改善室内的微小气候。
1.4绿化布置良好的居住区绿化,不仅能美化环境,而且能起到调节居住区小气候、改善建筑室内环境、节约建筑能耗的作用。居住区绿化应注意几点:一是要以地面绿化并以种植灌木为主,有条件的地方可引入水景;二是要在临近住宅的东、西、南面的适当位置种植一些高大的落叶乔木,这样夏季遮阳,冬季不遮挡阳光,有利于朝阳居室的节能;三是要根据实际情况对墙面、阳台进行垂直绿化。这样,一方面能丰富居住区的景观环境;另一方面能减少建筑与空气直接接触的外表面积,形成一种冬季保温、夏季隔热,又可增加绿化面积的复合型围护结构,从而有效地改善住宅室内热环境的条件。
2.建筑外墙的节能设计墙体的耗热量要占建筑采暖热耗的30%以上。因此,改善墙体的传热耗热量将明显提高建筑的节能效果。其措施有:
2.1改善砌体的保温隔热性能在材料选择时,采用新型节能砖,如多孔黏土空心砖、加气混凝土砌块、混凝土空心砌块等类型的材料,使其集承重和保温隔热于一体;也可利用当地出产的浮石、火山渣及其他轻骨料或工业废料生产多排孔轻质砌块,用保温砂浆砌筑,有节能、节地效果。
2.2对墙体采取保温隔热措施即采用外墙外保温技术和外墙内保温技术,构成复合墙体。目前,外墙外保温技术应用比较广,它不但解决了外墙热桥的问题,而且具有增加室内使用面积,方便室内二次装修等优点,目前使用较成熟的几种外墙外保温方案有:外贴聚苯板保温、外贴硬质聚氨酯泡沫保温、胶粉聚苯颗粒保温浆料、夹心聚苯板外墙保温、钢丝网架岩棉夹心板外复合保温等。外墙内保温有饰面聚苯板内保温复合外墙和纸面石膏板内保温复合外墙。
2.3寒冷地区住宅室内沿外墙周边地面的保温设计沿外墙周边的室内地坪和其以下的外墙如不采用保温措施,其外墙的内侧墙面以及墙角在冬季易出现结露,从而使得地面的热传导损失增加,甚至地坪被破坏,影响正常的使用。因此,在实际工程中可采用以下措施:一是沿外墙周边的室内地面垫层以下设置一定厚度的松散状或条板状、且有一定抗压强度、吸湿性小的保温材料,如0.5m厚炉渣等;二是对外墙室内地坪以下的墙体在内侧或外侧加50~70 mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板,从而保证住宅室内的热稳定性和控制寒冷地区采暖能耗。
3.门窗的节能设计门窗是薄壁轻质构件,通过门窗传热和其缝隙空气渗透的耗热量约占整个住宅建筑耗热量的50%,因此,外门窗是住宅建筑节能的重点。
3.1合理控制窗墙面积比窗墙面积比是指住宅窗口面积与房间立面单元面积的比值。《民用建筑节能设计标准》对不同朝向的住宅窗墙比作了严格的规定,指出北向、东西向、南向的窗墙面积比分别不应超过0.25、0.3、0.35。因此,从地区、朝向和房间功能出发,应选择适宜的窗面积,同时应强调东西南北开窗有别,是通过减少北侧窗的面积来减少热量的损失。
3.2提高外门窗的气密性提高外门窗的气密性,是减少室外冷热空气渗入室内的一个重要措施。如采用平开门窗和大块玻璃窗扇,以减少扇与框、扇与扇、扇与玻璃间的缝隙,并在缝隙中嵌入密封胶条;在门窗框与墙间的缝隙,用保温砂浆或泡沫塑料等材料来填充密封,使从门窗渗入的冷空气减少,提高气密性。
3.3使用新型材料,改善门窗的保温性能采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗如塑钢门窗可大大提高其热工性能。同时还有特别注意玻璃的选材,单层玻璃本身的热阻很小,在寒冷地区可采用双层或三层玻璃。随着科技的飞速发展,目前已开发出一些新型的节能玻璃,如中空玻璃、吸热玻璃等,在造价允许的条件下应积极采用。
4.屋顶的节能设计屋顶耗热量约占整个住宅建筑耗热量的7%~8%,有数据表明:夏季顶层室内的温度要比其他层高约3℃左右,因此,屋面的保温隔热也不容忽视。在有条件的情况下,可以采取以下措施。
4.1高效保温材料保温屋面这种屋面保温层选用高效轻质的保温材料,保温层为实铺。目前我国主要采用的保温隔热材料有加气混凝土条板、乳化沥青珍珠岩板、憎水型珍珠岩板、聚苯板等,均有利于提高屋面的保温隔热性能,从而取得良好的节能和改善顶层房间的热环境效果。
4.2架空型保温屋面在屋面内增加空气层有利于屋面的保温效果,同时也有利于屋面夏季的隔热效果。架空层的常见规格做法为:以2~3块实心黏土砖砌的砖墩为肋,上铺钢筋混凝土板,架空层内铺轻质保温材料。
4.3倒置型(外)保温屋面外保温屋面是把保温层置于防水层之上,使保温层还起到了防水层的作用,这些材料必须保证防水和耐气温性能好,不易老化,以聚苯乙烯板为好。再在其上用混凝土预制块压住,不需黏结,方便维修,其价格也比较便宜。
4.4隔热屋面可采用通风屋顶、阁楼屋顶、吊顶屋顶、植被屋顶、蓄水屋顶等进行隔热处理,提高屋顶的隔热能力以起到节能作用。
5.结语综上所述,住宅建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。
参考文献:
[1]王立雄.建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2004,
住宅建筑节能设计范文6
关键词:住宅 建筑节能设计
近年来,随着全球能源问题的日益严峻和“可持续发展”理念在国内的推广,建筑节能设计越来越引起我国广大建筑工作者的重视。许多发达国家先进的建筑节能理念、技术、材料,以及应用成果被介绍到国内,向人们展示了通过优秀设计和高新科技相结合所创造的优雅、舒适且节能环保的新型建筑发展前景。但是,这些大量应用高科技的节能措施往往成本很高,一次性投入比较大,连发达国家目前也难以大规模推广。我们还应当注意到, 目前发达国家的建筑节能技术主要是针对当地的气候特点开发的,而这些技术本身也不是十分完善,在其他地区是否能达到预期的效果还没有十足的把握。
一、节能住宅的概念
随着能源危机的出现,越来越多的开发商开始重视节能住宅。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材,最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内,从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间,降低建筑物的运行能耗。
北京锋尚在国内率先整合了欧洲先进的技术系统为一体,建造的高舒适度、低能耗住宅,达到了发达国家的居住标准。其核心技术概括为子系统:第一,混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯(PB)盘管预埋在钢筋混凝土中,夏季管中送20℃、冬季送28℃的水,能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。第二,健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送上回”进入室内,无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三,外墙系统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式,能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面,干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层,可以保持保温板的干燥。第四,外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五,屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理,保证了顶层和一层与标准层舒适度的均好性。第六,防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷帘、楼板处理、同层后排水系统,防止来自室外、楼上、下水道的噪音。第七,垃圾处理系统。垃圾处理系统有中央吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。第八,水处理系统。小区设中水处理系统,将社区生活用水处理用于浇灌绿地、冲洗和补充人工湖水。
二、国外节能已成风尚:
在国外,建筑师采用多种形式和方法来节能:
(1)、资源回收利用:
日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用,不仅变废为宝,而且减少了环境污源,节约了能源。
(2)、新能源开发利用:
德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。
三、中国建筑能耗基本情况
我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤,占全国能源消费总量的11.5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。
四、住宅设计最基本的节能意识:
新疆冬季严寒漫长,因此,住宅建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东,或向南偏西,历来被认为是合理的设计,这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中,为住宅的主要空间争取良好朝向,满足冬季的日照要求,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的节能措施。因此,我国现行国家标准《住宅设计规范(GB 50096-1999)》中规定“每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照,当一套住宅中,居住空间总数超过四个时,其中宜有两个获得日照。”在现行国家标准《城市居住区规划设计规范(GB 50180)》中,规定了住宅的日照标准的最低时限。
五、节能设计思路
(一)建造内保温复合节能墙体
复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧,则称为内保温复合墙体。
1.墙体结构层:系指混凝土现浇或预制品的外墙,内浇外砌或砖混结构的外砖墙。以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。
2.空气层:空气在0℃时导热系数为0024VV/(m·k)。在25℃±5℃时为00256W/(m·k),即使在200℃的情况下仍有00:384 W/(m·k)。由此可见,空气也是一种优良的保温材料。因此,在建筑物中常用材料围成的空气隔离层,不但可以保温隔热。而且具有切断液态水份的毛细渗透、防止保温材料受潮的功能,因为一般外侧墙有吸水能力,而其内表面常因温度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。
3.保温隔热层:这是节能墙体的主要功能部分,常用绝热材料可分为有机、无机 金属等三大类。出于导热系数、抗压强度、蒸汽渗透率、燃烧性能等方面的考虑。此处选用挤塑型聚苯板(XPS)为保温材料。
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4.保护层:主要功能是防止保温层受破坏,并阻止室内水蒸汽侵入保温层。出于防火、抗冲击和环保等方面的考虑,宜选用A级无机防火板为保护层材料。
5.? 饰面层:由于A级无机防火板具有优良的表面亲和特性,所以各种饰面材料均可使用,选用的内墙涂料和粘贴瓷砖都有良好的效果。
结合各地的气候和地理环境,借鉴各方面成功和失败的经验,在优化组合的基础上开发的墙体内保温板,具有保温、隔热、隔音、防潮 抗冲击、抗震、呼吸等功能,已在工程中应用。
(二)改善门窗性能
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、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。其节能措施有:
1、控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
2、提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
3、改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
4、设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
(三)使用节能的绿色建筑材料
建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性,对降低建筑能耗起着至关重要的作用。国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层,以改善热工性能。这种方法虽然可以达到一定的效果,但各种高效保温材料价格不菲,而且其生产加工过程也会大量消耗各种能源。因此,建筑节能不应当只着眼于建筑建成后在使用过程中的能耗,还应当从整体系统的观念出发,关注建筑全寿命周期的能源消耗。从这个角度出发,建筑材料就不但要有出色的保温隔热性能,其加工生产过程也应当简单易行,节省能源。位于美国加州霍普兰德山谷中的太阳生活中心(Real Goods Solar Living Center,Hopland,California)创造性地利用稻草垛作为墙体材料。其具体做法是先将稻草加压打捆,再把它们砌成墙体,然后在墙体上喷涂一种8~10 cm的土质护面灰来代替水泥砂浆。完成后的墙体不但具有良好的保温隔热性能,而且兼有较强的防火性,并且无毒无害。无独有偶,美国建筑师塞缪尔·默克比(Samuel Mockbee)设计的布赖恩特(Bryant)住宅也采用了类似的墙体做法,只是具体构造略有不同。需要指出的是,这栋面积为79m2的住宅是建筑师无偿为美国阿拉巴马州黑尔县的一对贫困黑人夫妇而设计的,项目经费全部靠募捐筹集,十分有限。建成后的布赖恩特住宅在各方面都达到了设计要求,并深受使用者的喜爱,他们给这座房子起了一个有趣的绰号——“干草捆住宅”。
实践表明,这种使用农业副产品作为建材的方法可以使多方受益:农民因出卖稻草获利,建造方可以减少材料造价,节省建材能源开支,燃烧秸秆所产生的温室气体也大大减少。由此可见,创造性地采用新型建材往往可以变废为宝,减少污染和能源浪费,从而达到一举多得的效果。新型建材的思路可以是废物的升级利用,当然也可以是科学上的合成,但如果加工处理过程中的能源消耗过大,或工艺过于复杂,也会得不偿失,这一点应当引起注意。
(四)充分利用太阳能资源
太阳能作为一种天然的洁净能源,也是居住建筑设计上广泛推广的节能设计之一。从近年来的能源使用和发展情况来看,煤、电、油的供应紧张已经不容忽视,太阳能应该由“补充能源”向“替代能源”发展。特别是太阳能热水器经过20年的发展,产品的生产研发技术日臻成熟,越来越受到消费者的青睐。另外,从使用效果和居卫的淋浴费用和投资回收周期来看, 太阳能热水器也具有较大的成本优势。然而由于各方面原因,目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主,存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。要解决这些问题就必须将太阳能利用装置纳入到建筑设计规范当中,在设计时将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中预留太阳能设置位置,特别是在厨房卫生间内。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用,就可以大大节省常规能源,也是建筑节能的发展方向。
六、总结