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节能设计论文范文1
关键词:绿色建筑;节能设计;具体策略
一、绿色建筑节能设计概述
从概念上讲,绿色建筑是指建筑物可以充分利用自然资源,同时在建筑施工中又不破坏生态平衡的建筑称为绿色建筑。绿色建筑要求室内布局必须合理,尽量减少合成材料的使用,充分考虑建筑物与环境的协调,充分利用太阳能、风能。在绿色建筑的设计过程中,要利用高科技手段尽力减少能源的消耗,要考虑建筑物的节能、无污染因素。尤其是对绿色建筑物室内设计,一定要首先考虑到为人类创造利用太阳能源的生活环境和一种接近自然的感觉。利用高科技的设计手段造就温馨的设计,是绿色建筑的追求目标。我们要坚持以人为本,以建筑与自然环境协调发展为目标,充分体现出绿色建筑向大自然索取和回报的平衡。
二、绿色建筑在低碳经济发展中的意义
加强绿色建筑的建设,这是源于全球范围内已经对环境造成了严重的污染问题,源于贸易、工业高速发展,使城市的建筑已经面临能源短缺和环境恶化的危机,这无疑对城市的可持续发展带来严峻的威胁。因此,在城市发展中实施“低碳经济”已成为绿色建筑设计势在必行的内在要求。“高碳经济”的发展虽然促进了城市的现代化,但同时也给人类社会带来了致命的灾难和风险。这一危机已经引起了全世界各国的关注。近年来,绿色建筑节能设计是当今世界各国构建低碳城市的关键问题,因为绿色建筑节能设计关系着解决人类生存的能源问题,而能源问题是世界的动力问题,没有了能源世界就没有了动力,因此,节约能源是未来绿色建筑节能设计的追求目标。目前绿色设计成为建筑设计师们首选的方向,绿色建筑节能设计应该承担其应有的社会责任和义务。利用绿色建筑的发展使人类的和谐环境得以保证。“绿色建筑”概念提出的意义在于更好地保护和改善环境,来为人类创造更好的生存空间。
三、绿色建筑节能的设计原则
1、和谐发展的原则
要做到绿色节能建筑,就要做到人与自然和谐的发展的原则。建筑物是自然界重要的组成部分和自然界的其他事物形成了一个整体。建筑和自然界的其他事物是有着重要的制约关系。因此,这就要求我们在建造建筑的时候,把自然因素考虑进去,从而让人文环境与自然环境能够得到相互的融合在一起,并达到平衡的状态。
2、合理利用的原则
要做到绿色节能就要做到合理利用,目前我国建筑业普遍存在着高能耗、低效率的浪费现象,如果这一现象得不到解决,那自然环境会遭到破坏。因此,我们在设计建筑时,必须采取最佳的方案,使资源得到充分的利用,提高资源的利用率,使高的能耗得到控制。同时,在设计时,我们要特别注意水、电、取暖、制冷等高能耗环节。在合理利用能源的环节上要不断的开发新的技术和能源,建筑材料选取时应考虑可循环利用和重复利用。
3、健康舒适的原则
要做到绿色节能建筑就要做到健康舒适,建筑在做到绿色节能的基础上还要要求人们住着舒适,这就是建筑设计最大的原则。因此我们要采用节能和环保的材料,以确使人们能达到最舒适的状态。在设计建筑时,要考虑供暖、采光、降温、通风以及污染处理等问题,从而达到人们对建筑绿色节能的要求。
4、整体及环境优化原则
建筑是环境的一部分,应与周围环境融为一体,其设计要追求最佳环境效益。建筑设计的重点应该是整体效果,对建筑及其周围生态系统的组合、平衡和协调进行规划,尊重自然环境和社会生态环境,优化各要素的布局与配置,达到整体优化的效果。
四、绿色建筑的节能设计策略
1、绿色建筑节地设计
我国的一项基本国策是珍惜和合理利用每寸土地。国务院有关文件指出,各级人民政府、地方行政公署要全面规划,切实保护,合理开发和利用土地资源。国家建设和乡(镇)村建设用地,必须全面规划,合理布局,节约用地,尽量利用荒地、劣地、坡地,不占或少占耕地。节约用地,从建筑的角度上讲,是建房活动中最大限度少占地表面积,并使绿化面积少损失、不损失。节约建筑用地,并不是不用地,不搞建设项目,而是要提高土地利用率。在城市中节地的技术措施主要是:建造多层、高层建筑,以提高建筑容积率,同时降低建筑密度;利用地下空间,增加城市容量,改善城市环境;城市居住区,提高住宅用地的集约度,为今后的持续发展留有余地,增加绿地面积,改善住区的生态环境;在城镇、乡村建设中,提倡因地制宜,因形就势,多利用零散地、坡地建房,充分利用地方材料,保护自然环境,使建筑与自然环境互生共融,增加绿化面积;开发利用节地建筑材料。
2、自然通风设计
自然通风是一项改善人与环境的重要技术手段。在我国许多传统建筑中都有体现,如传统民居中的穿堂风等处理手法。通过合理的建筑设计,自然通风可在不消耗不可再生的能源的情况下降低室内温度、带走潮湿的气体、排除室内污浊的空气,使人体感到舒适,并提供新鲜、清洁的自然空气,有利于人的生理和心里健康,减少人们对空调系统的依赖,从而节约能源、降低污染、预防疾病。
3、加强设计利用太阳能的绿色建筑
在绿色建筑设计中,要利用好太阳能这一最佳的可再生能源。要把太阳能作为绿色建筑加热的一部分,因为,太阳能是一种取之不尽用之不竭,并且没有污染的能源,利用太阳能可以为绿色建筑节能设计开阔了如何节能的思路。通常我们利用太阳能来收集热量的特点来进行节能设计,比如它可以利用白天吸收储存太阳的热量,然后均匀的在24小时利用,从而节约了绿色建筑物能源方面的投资。
4、建筑门窗设计
门窗结构是建筑物结构的重要组成部分,其隔热保温性能较低,冷热空气很容易通过门窗缝隙进入室内,因此,加强门窗结构设计是绿色建筑生态节能设计重点之一,具体要从以下几点考虑:合理设计窗墙的面积比例,有效降低采暖耗热值;科学设置门窗的开关方式,例如推拉式,防止穿堂风流过;在门窗上方设计可自动调节的遮阳棚或窗帘,防止夏季阳光直射,避免室内温度升高。
5、建筑墙体设计
绿色建筑生态节能设计要充分考虑墙体的保温性能,尤其是加强建筑外墙外保温的研究。外墙体外保温设计要选用隔热保温性能良好的新型节能材料对墙体进行填充,例如泡沫塑料、膨胀珍珠岩、保温砂浆、耐火纤维等,从而提高墙体的热阻性能,减少室外气候环境变化对室内温度造成的影响,同时避免冷桥或热桥结构对建筑墙体的破坏,延长墙体的使用寿命。
五、结语
我国是一个能源消耗大国,要想更好的发展低碳经济,必须重视发展绿色建筑,它是我国建筑行业未来的发展方面。绿色建筑节能设计是一门综合性很强的学科,它既确保了建筑工程项目经济效益与环保效益的双赢,同时又促进多学科的密切交流与共同发展,致使人类与自然更加和谐。
作者:罗雪 单位:成都建筑材料工业设计研究院有限公司
参考文献
节能设计论文范文2
1.建筑物在设计过程中出现能源浪费问题的原因
(1)因建筑物总体布局不合理而造成
建筑设计方案中贯彻节能设计思想受节地要求的影响,在建筑物总体布局上,一味地追求建筑面积的最大化,使得建筑布局往往会或多或少的忽略建筑物的自然采光与通风,这在一定程度上造成了能源的严重浪费,为了节地而降低了建筑的适用性,并不是建筑节能设计思想所提倡的。
(2)因建筑物单体布局不合理而造成
在建筑单体的设计中,需满足建筑物的适用性和美观性原则,二者的关系需要很好的平衡。部分设计师一味地追求建筑的新颖性和独特性,将建筑物单体的平面布局设计得过于曲折,造成建筑体形系数过大,建筑能耗过高,不利于建筑物的节能。
2.建筑设计方案中贯彻节能设计思想的作用
(1)能有效地利用可再生的能源资源
人类社会的发展,应尊重自然、顺应自然、学会与自然和谐相处。建筑物的节能设计,将节约利用资源的观念贯彻于建筑物设计与建造的始终。比如在节能设计观念的指导下,设计师在考虑建筑物总体布局上,会充分利用自然采光及自然通风,这在一定程度上既节约了能耗,又提高了建筑的适用性。又如在节能设计观念的指导下,设计师在设计建筑物单体时,会充分地考虑建筑物的造型与功能之间的关系,通过充分利用自然的采光及通风条件,不仅在一定程度上能节约利用电能和减少空调设备的支出,更能有效地防止传染性疾病的发生。此外,在节能设计观念的指导下,设计师在建筑物景观设计中,可以充分利用原有的自然环境,尽可能在不破坏周边环境的同时,达到建筑与环境的协调统一。
(2)能满足人民生产和生活的需要
建筑物在建造的过程中,其建设的主体有三类,第一类为设计方,第二类为施工方,第三类为承建方。设计方负责建筑物设计方案的设计,施工方负责根据设计方的图纸进行施工,建设方是建筑物的所有者,其主要为建筑物的建造提供资金。基于此,建设方在选择设计方案时,会衡量投资与回报的关系,利用最少的投资获取最大的回报。建筑物的节能设计无疑备受建设方的亲睐。消费者在购买房屋时,会综合考虑建筑物各方面的因素,如建筑物周围的配套设施,建筑物设计的质量,等等,节能环保的设计不仅能为消费者提供舒适的生活环境,更能节约建筑物在使用过程中的能源资源,极受消费者的欢迎。
二、建筑设计方案中贯彻节能设计思想的方法与措施
贯彻建筑物的节能设计思想,是设计师的基本职业素质,设计师应充分发挥主观能动性,考虑建筑物、自然环境和人工环境三者之间的关系。据统计,自然环境对建筑物的节能设计的质量起到70%的影响。因此,在建筑方案的设计过程中,应充分贯彻节能设计的思想。以下是对如何贯彻节能设计思想方法和措施讨论。
1.将自然元素充分引入到建筑物的设计方案中
与建筑物的设计有关的自然元素有土地、降水、光照和通风情况等等。建筑师在设计建筑方案的过程中,应以节能理念为宗旨,进行能源资源的优化配置。
(1)将自然采光引进到建筑物的设计方案中建筑师在设计建筑物的过程中应根据消费者的需求,贯彻节能设计的理念。将自然采光引进到建筑物的设计方案是设计师进行节能设计的首要选择。在运用自然光贯彻节能设计理念时,设计师需要对建筑物所在地的自然环境和人文环境进行综合的考量。我国处于地球的北半球,太阳东升西落,根据这个实际情况,将自然采光设计贯彻到建筑物的设计中时,应将建筑物的朝向设计为南方、东南方或西南方;具体的角度位置关系,要综合考虑到周边街道、周边建筑关系等因素。在顾及建筑物美观的同时达到了利用自然光调和房间整体效果的节能环保目的,在一定程度上改善了人们的生活质量。
(2)将自然通风引进到建筑物的设计方案中将自然通风引进到建筑物的设计方案中是贯彻节能设计思想的有效途径。贯彻节能设计思想,需要做好以下几个方面的工作:
1)设计之初,做好资料的收集工作。根据建筑物所处的人工环境和自然环境的特点,收集历年来该地最高温和最低温的差值,风向、风速和风力的大小以及降水量等情况。
2)在具体的设计过程中,应明确自然通风设计对建筑物节能设计的作用:在自然通风的情况下,空气的流通速度增强,室内空气与室外空气相交换的频率增加,在人群密集的场所,空气的流通可以有效地防止各类呼吸道疾病的滋生与传播,为人民的身体健康和生命安全保驾护航;自然通风可以减少空调和机械通风设备的使用频率,降低能源的消耗,达到节能减排的目的。
(3)将自然景观引入到建筑物的节能设计方案中将自然景观引入到建筑物的节能设计中,在减少对自然破坏的同时,提高了建筑本身的适应性与协调性。设计师在设计建筑物的人文景观和自然景观时应尽可能地引进周边整体环境,在顺应自然界和人类社会发展规律的过程中贯彻节能设计思想。
2.从建筑物本身贯彻节能设计思想
从建筑物本身贯彻节能设计思想需要考虑以下几个方面的内容:
(1)将节能设计的理念贯彻到建筑物的总体布局设计中。建筑物的总体布局关系到整个建筑物的功能。在建筑物的总体布局设计中,应对土地资源进行合理的使用,这既是国家关于提高土地使用率的规范,也是建筑物节能设计的重要方面。在进行建筑物的节能设计时,还应提高原材料的使用率,争取利用最小的资源消耗,建设满足市场需求的建筑物;为贯彻节能设计的理念,设计师在设计建筑物的过程中,还应对建筑物周边的情况有所了解,如周边的交通配套设施、周边行政区域的划分,等等,尽可能地满足人们生产和生活的需要。
(2)将节能设计的理念贯彻到建筑物的体形设计和管理设计中。实现这两个方面的节能设计,需要设计师将自然元素和人工元素结合起来,充分发挥自身的主观能动性,贯彻建筑物的节能设计思想。
三、结语
节能设计论文范文3
关键词:工业厂区;给排水;节能设计
1.工业厂区给排水中存在的节能问题
1.1水资源的不合理利用
在一些工业厂区内,由于没有对水资源进行很好的分质、分区供水,没有针对废水、雨水的回收工作进行分析和规划,工业生产、消防及生活用水全部取自生活用水水源,导致工业厂区的运营成本过高,这不仅造成了水资源的浪费,也使得工业用水的成本增加。
1.2给排水管网设计不合理
在一些工业厂区内,给排水管网的管道布置不合理,出现绕路,管路布置不顺畅等现象;管径计算不合理,造成管径设计偏大或偏小;还有在管材的选择上不合理;造成管材浪费以及在水的输送过程中,损失较大,利用率不高。
1.3热水供应系统中热源的不合理利用
在一些工业厂区内,热水供应系统中,没能将工业厂区内的废热、余热充分的利用起来,导致热源浪费,从而降低了经济效益。
1.4建构筑物的用水器具和配水器具选择不合理
在一些工业厂区内,建构筑物内使用的卫生器具和配水器具并非节能型器具,造成水资源的浪费及供水设备选型参数过大[1]。
2.提高工业厂区给排水设计的节能性的主要措施
2.1合理利用市政管网余压,采用分区给水方式的节能措施
对于位于城镇中的工业厂区,应合理的利用市政管网的压力,在城市供水系统中,市政给排水管网的压力一般是0.2~0.4MPa之间,在工业厂区内,采用分区供水的方式,可以降低二次加压的能源消耗。在工业厂区的供水方面,要尽量的使用市政管网直供,只有当市政管网不能满足水压要求时,再由工业厂区加压设施进行加压供水。对于加压设备也应根据用水特点进行合理选择,一般生活用水系统,选择使用变频供水设备给水系统,工业用水可以直接选用加压泵加压供水,这样根据不同的工作状况选择加压方式,一般可以节能至少30%,而且还可以降低设备损耗,延长设备的使用寿命。另外,一般来说对于工业用水水质要求不高的厂区,在场地条件允许的情况下可以考虑设置高位水箱供至工业用水。厂区内的生活用水和生产用水可实行二级计量(一级全厂区,二级各建构筑进户),这样可以大致掌握整个厂区的用水情况。
2.2提高厂区水资源综合利用效率
水作为社会生产和生活中必须的能源之一,由于人类不断的开发利用,造成严重水资源的缺乏,日益增长的水资源需求和水资源严重缺乏已经成为全球的一大矛盾。在我国的600多个城市中,有108座城市处于严重缺水状态,300余座城市处于缺水状态[2]。水资源缺失严重制约着我国社会经济的发展。可见,防止水资源危机,解决水资源供需矛盾成为我国长期发展的必要因素,节约用水必须成为指导方针。中水设施通常是由原水收集、存储、处理以及供给等构成的。通常来讲,我们把厂区中的生活污水、生产废水收集后经过处理,达到复用水水质标准后,回用于厂区绿化浇灌、生产用水或者某些建筑物内的使用等,称之为工业厂区中水。可见建立污、废水处理站能够把厂区内生产废水和生活污水进行处理,对其进行再利用。通常可用于绿地浇灌,道路冲洗或厕所的冲刷等,如果厂区生产用水对水质的要求不是特别高的话,处理后的中水也可以应用于生产中。中水的有效利用,可以提高厂区水资源的综合利用效率。雨水利用的过程类似于中水,是指将雨水收集后,通过一定的方法对其进行处理后,达到符合某种水质标准的水,然后对其利用的过程。雨水的利用,不仅可以对淡水资源起到节省的作用,而且还能增加部分的淡水资源。处理后的雨水有多方面的用途,如用于厂区的绿化、厕所的冲洗等,同时也可以把部分的雨水排到绿化带,使其流到地下。为了增加雨水的利用率,如果厂区有足够的条件也可以将雨水收集起来,对其进行处理之后,作为厂区景观用水。这样也可以提高厂区水资源的利用效率,达到节约用水的目的。
2.3厂区热水系统热源的节能选择
通常在工业厂区内,食堂和浴室是主要定时供应热水的。所以要想在给排水节能,对于热水系统的热源选择上是重点。在热水系统的热源选择上,优先采用厂区内的废热,在厂区生产过程中,会产生大量的废热,如果不加利用,只会白白浪费,如果利用废热对冷水进行加热,可以极大的减少能源的损耗。另外还可以考虑使用太阳能加热,太阳能属于一种新型的能源,是节能的重要途径,而且太阳能是一种清洁能源,不会造成环境污染。我国很多地区都处在北纬40°以北,所以日照时间是可以保证的,太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、配水管、循环管以及循环泵组成。但是太阳能也有一定的缺陷,那就是太阳热能的密度低,而且不稳定,能源的供给不是实时的,所以要想提高太阳能热水系统可靠性,就必须采用一些辅助手段去辅助能源的供应,保证即使在连续的阴雨天气,热水系统仍然能够正常使用。太阳能热水系统的节能效果是十分明显的,但是在实际设计中,要考虑到冬天寒冷天气,尤其是在我国北方一些冬季比较寒冷的地方,要将太阳能热水器的抗冻性能以及承压能力考虑进去[3]。
2.4.选用节水管材,使用节水型卫浴用品
配水器具和卫生器具的选择,关系着建筑节水工作的成效。厂区在选择时,要在满足使用功能的条件下,优先选用节水节能型器具。具体措施有以下几点:2.4.1选择节水型坐便器,水箱的容积要小于6L[4]。2.4.2卫生间采用能消除长流水的水嘴和器具。比如红外感应水嘴、感应式冲洗阀便器等。2.4.3在浴室内,选择用脚踏开关淋浴器,多于3个淋浴器的配水管道布置成环形。另外,在建筑设计过程中,厂区要根据现状,采取针对性措施,优先考虑节水节能器材。如,使用减少管道局部水头损失的低阻力管道阀门和低阻力倒流防止器;使用内壁光滑、耐腐蚀、结垢少、污染小及成本低廉、安装方便的塑料管材。
3.结束语
总的来说,在工业厂区进行合理的给排水节能设计,不仅能够提高厂区的节能性以及经济效益,同时还可能为能源的利用作出一定的贡献,因此我们有必要做好工业厂区的给排水节能设计,要认识到工业厂区给排水节能的重要性,并努力做好每一个环节,为解决能源危机贡献一份力量。
作者:夏青 单位:中煤西安设计工程有限责任公司
参考文献:
[1]黎献纲.建筑给排水设计中的节能减排[J].住宅与房地产,2017,03:87.
[2]郑作曜.建筑给排水节能节水技术及应用实践[J].住宅与房地产,2017,03:225.
节能设计论文范文4
我国建筑的照明节能设计应该满足基本的设计原则。首先,要满足建筑照明系统的自身需求,满足照度、功率密度值等基本要求;其次,要满足经济适用的原则,照明节能设计要根据实际情况,考虑实际的经济效益,不能盲目的追求节能效果增加不必要的投资及投入成本,保证高投资在较短的时间得到较好的收益,并且可以通过节能减少照明费用的方式进行成本回收。照度是指入射在包含该点的面元上的光通量除以该面元面积所得之商。照明功率密度值LPD是指单位面积上一般照明的安装功率(包括光源、镇流器、或变压器等附属用电器件),照明设计应满足建筑照明设计标准GB50034-2013中照明功率密度值的要求。以上两个参数是照明节能设计过程中首先参考的设计根据,只有将照度及照明功率密度进行量化,并且作为节能设计的依据,才能科学的进行照明系统节能设计工作。
2我国建筑照明节能设计措施
2.1采用高效节能灯具及附属用电器件
根据建筑物功能,工程性质,视觉要求,照明质量及数量等合理的选择建筑照明光源,在满足照度、启动时间、LPD、眩光值及显色指数的条件下,选择高效,寿命长、性价比高的光源。根据电源的发光原理,分出了卤钨灯、白炽灯等热辐射光源、金属卤化物灯、高压荧光汞灯等气体光源灯及LED电致发光半导体材料芯片灯源等三类。在所有的照明灯具中,卤钨灯、白炽灯的效率是最低的。它所消耗的电能只有约2%可转化为光能,而其余部分都以热能的形式散失了。在照明时间方面,这种电灯的使用寿命通常不会超过1000小时。在建筑照明设计标准GB50034-2013中,限制了对卤钨灯的使用。相对于热辐射光源,气体光源具有更加高效的节能性,绝大多数气体光源都是气体放电灯,它们需要镇流器才能工作。普通电感式镇流器功耗大、光闪烁严重。目前已成功开发的节能镇流器——节能型电感式镇流器和电子镇流器,都比原电感镇流器的功耗减小一半以上。LED灯节能环保、寿命长、适用性好、因单颗LED的体积小,可以做成任何形状、回应时间短,是ns(纳秒)级别的回应时间,而普通灯具是ms(毫秒)级别的回应时间、环保,无有害金属,废弃物容易回收,但缺点是价格较高,并且具有一定的发热量,目前还不能完全取代传统光源。白炽灯无论是从光效,显色指数还是寿命上都较其他灯具有一定的劣势。高压钠灯由于其高效以及较长时使用寿命广泛的应用于对显色指数要求不高的道路,广场,码头等。金属卤化物灯由于其发光效率高,相对较好的显色性及寿命长等特点常应用于各种厂房,车站照明,荧光灯有着较高的显色指数,通常应用于办公或者室内照明。
2.2充分利用自然光
在我国建筑照明节能设计中,充分利用自然光源能够有效的保证照明能耗的降低并充分利用电能。由于建筑物内的自然光在不同时段的不稳定性,很难单一利用,如果把室内照明与自然光相结合,是实现节能有效性的重要措施。,一般常用导光管法在自然光充足的条件下进行照明补充,即把光线通过导光管收集器收集并传输至室内采光区。此外还有光导纤维、平面反射、光电效应等方法。同时可以在屋顶、室内墙面以及地面采用浅色建筑材料,这样可以通过反射对太阳能和光源进行充分的利用。
2.3减少配电线路上的损耗
由于线路电阻的存在,当电流流过输电线路时会有有功功率的产生,因此产生了不必要的能源损耗,在建筑工程中,纵横交错的输电线路难免会造成总有功功率的损失,但是线路上的有功功率是无法避免的,只能通过减小输电线路电阻来减少损耗,同时由于电阻取决于电阻率、线路长度和线路的截面,所以应该从这三面入手来减小电阻。
2.4优化照明配电系统设计
对建筑物各个楼层的照明配电系统进行设计,包括对照明光源及灯具的选择、线路布置方式、敷设方式的确定等,根据各个楼层的具体情况对照明系统图进行设计;照明供配电设计需要符合安全、可靠、优质、经济的原则,同时需要处理好局部建筑物和工程总体设计的关系。
3结束语
节能设计论文范文5
1.1环境影响因素环境影响因素主要指日照、降雨以及空气流通三个。日照对住户的舒适度有很大的影响,过度的阳光暴晒以及过度缺乏阳光会导致房屋温度过高和过低。而且我国处于疾风气候,由南向北,大陆性特点对季风气候的影响更强,夏季高温干燥和冬季低寒冷的情况更为明显。一旦光照不足或者光照过于强烈,造成室内温度引起人体不适,则需要大量采用认为气温调节方式,如空调和风扇。而大量使用家电降温也必然消耗更多的电能。而降雨对节能的影响主要表现在水资源的利用率。水资源是人们生产和生活中的必备资源,如何提高雨水资源的利用率,更好的服务于人们的日常生活是每个房屋建筑设计重视的问题。空气流通主要通过影响温度方式影响能源消耗,不同的建筑设计方式会造成空气流通性能不同,例如高度相似的建筑物两列建于街道两旁会形成风漏现象,使风速提高,加速建筑热损耗。
1.2节能工艺节能材料包括隔热和蓄能材料两种。隔热是通过某种方式降低物体表面热转移系数和固体导热系数,而隔热材料则是指表面热转移和固体导热系数低的材料[2]。通过运用隔热材料可以降低室内外热量传递,以达到保温和隔热的效果,将室内环境控制在适宜居住的温度。减少各种空气调节设备的使用,从而降低能源消耗。蓄热材料是指延缓日照对室内温度的影响,降低室内温度因较大室外温差而出现较大的温差,降低温度损耗,节省能源。
2房屋建筑节能设计应用分析
2.1遮阳系统设计遮阳系统设计是房屋建筑布局设计中的主要内容之一。遮阳构件的类型多样,不同部位的遮阳设计也具有很强的针对性。常见的遮阳类型有水平式、垂直式和综合式三种。水平式设计具有较大的遮挡高度角,可遮挡从门窗上方照射下来的阳光,因此水平式遮阳构件适用于南向门窗。垂直式遮阳构件的遮挡高度角低于水平式,但是垂直式可遮挡来自门窗两侧斜射而来的阳光,因而垂直式适用于东北和西南方向的门窗。综合室的综合遮阳效果较好,可以遮挡来自上下和侧面照射的阳光,多应用于东南和西南方向的门窗。遮阳系统设计需要设计人员根据房屋所处的地形地貌条件、已有房屋布局、气候条件等多个因素综合考虑,达到较好的遮阳效果[3]。以南方地区为例,南方地区纬度较低,季风性气候更加明显。季风性气候具有夏天湿热、冬季阴冷的特点。夏天气温高,日常时间长,夜间静风率高,昼夜温差小;冬季天气阴沉,雨水天气多,降水量少,日照时间短。根据南方的特点,南方房屋建筑的这样系统不仅需要在夏季发挥遮阳的效果,而且在冬季不仅不能遮阳,还要发挥保温作用。最后,房屋的遮阳系统设计还需要坚持平面布局原则。即房屋设计不能采用东西方向设计,避免房屋在夏季长时间受太阳直射导致室内温度身高。而且房屋遮阳系统设计还需要根据已有房屋布局进行合理规划设计,充分利用现有房屋建筑的带来的遮阳效果,减少额外增加遮阳构件,降低房屋建筑工程的成本。
2.2外墙保温设计我国房屋结构热损耗较大是我国房屋建筑节能设计存在主要问题之一,而外墙又是房屋建筑的主要部分,因而做好外墙的保温设计对提升整个房屋建筑的节能性能有重要的作用。传统外墙保温设计方式多使用保温隔热性能好的外墙体建筑材料。而且房屋建筑外墙保温设计可以应用于已有房屋建筑,而且可以不改变原有建筑的基本形式。保温涂料和轻型保温板是常用的外墙保温材料,但是随着技术大发展,更加高效的绝热材料以及更加完善的隔热施工技术也在不断推广。如聚氨酯保温材料及其施工技术,经过大量的施工实践证明,聚氨酯保温材料的保节能性能高于65%,其保温性能高于传统保温体系[4]。对于部分对外形有重点要求的房屋建筑,可采用保温材料以及保温施工技术相结合的方式,通过对原有外墙体结构的保温加固处理,再采用各种外墙保温材料辅助保温,并配合相应的保温门窗,从整体上提升建筑的外墙保温效果。
3结语
节能设计论文范文6
(1)组织建构完善,统一建设。基于林区自然条件及资源的约束和保护,林区村镇住宅不宜散点布局,统一选址和分期建设,在同一区域内实现统一管理。东北严寒地区林区绿色村镇建设的任务是要根据村庄现状条件林区村镇进行科学合理的功能分区,以实现村容村貌统一整治。
(2)区域内自然资源丰富,取材便利。由于林区村镇住宅所处位置自然资源丰厚,取材方便,可充分发挥建筑师的创造性,利用枯枝、树叶等自然资源构造出丰富的建筑材料,节省投资造价,并对生态环境起到保护作用,达到可持续的发展平衡。
(3)冬季漫长且温度低,采暖要求高,体形系数大。我国东北林区气候冬季严寒漫长,夏季凉爽短促,采暖要求高,村镇住宅多为490mm或370mm墙厚的红砖房及部分生土建筑,墙体传热系数在210~114W/m2K,远未达到节能要求。住宅多为以户为单位的独立式单层住宅,建筑面积以80~100m2居多,体型系数分布范围在017~0188,超出城市多层住宅一倍以上。显然,村镇住宅的供暖需求强烈,但体型系数大,室内的热舒适度远没有达到预期标准。
2东北严寒地区林区村镇低能耗住宅节能设计要素解析
2.1房屋节能设计的要求
在东北严寒地区林区村镇住宅要首先要满足最基本的节能设计要求,科学合理的确定建筑的设计条件,如朝向、平面布局、建筑体型、房屋间距等,并应采用热工性能良好的保温隔热材料,以确保在冬季最大限度的减少能源消耗并提供舒适的室内热环境。
2.2房屋建筑的地理位置和平面形状对节能保热的影响
通过对林区内住宅地理位置及平面形状的实测,笔者发现,对于平面形状相同的住宅建筑,东西朝向的冷负荷程度变化大,较南北朝向的冷负荷高出70%,因此在东北严寒地区林区的绝大部分住宅均采用南北朝向。
2.3房屋建筑的空间布局及体型系数的影响
提取房屋平面形状变量,朝向变量,运用DesignBuilder软件的能耗模拟,以哈尔滨的地理气候数据为基准,对上述变量进行分组模拟。通过对实验结果的归纳分析,得到形体变量如何影响寒地建筑能耗的规律。并对平面形状的优化进行了有效性验证。研究表明,建筑的采暖能耗与其体形系数正相关。可知体形系数并不能作为评价采暖能耗唯一的标准,而应该结合形体特点综合考量,更紧凑均匀的形体将具有良好的保温性能,而形体中的锐角将使得采暖能耗增加。太阳辐射能对建筑冬季采暖补充的意义远大于我们的想象,寒地建筑形体设计中需要在体形系数与形体太阳能接收之间平衡考虑,朝向的选择目的在于提高寒地建筑冬季的太阳能获取,形体更大的南向延展面将非常有利与太阳能的接收,评价建筑形体太阳能接收量的主要指标在于南向投影面积。
3东北严寒地区林区村镇住宅节能设计措施
3.1改善住宅围护结构的构造方式,降低建筑采暖负荷
在东北严寒地区的实际工程设计中,要想达到低能耗的目标,最直接有效的途径是降低围护体系的综合导热系数。因此,围护结构的节能处理方式会影响到村镇住宅的整体能耗水平。
3.1.1墙体保温构造的优化
我国东北严寒地区冬季漫长,且伴有大风,而林区内的建筑风环境更加恶劣,另外,林区气候昼夜温差极大,建筑外墙要反复经受冻融过程,因此东北严寒地区林区住宅对墙体的保温构造要求更加严格。为降低建筑能耗,采取有效措施提高墙体的保温能力,是林区住宅实现节能减排的关键。复合墙体保温是在墙体基础结构的内侧、中间或外侧加设一层或多层保温隔热材料,其保温隔热材料具有自重轻、热工性能稳定等特性,增加了整个墙体保温性能。主要分为外墙内保温、夹芯保温和外墙外保温。外墙内保温的操作相对简单,只需在墙体结构内侧加设保温层,即可达到效果,施工速度快、常用于旧建筑改造中。夹芯保温是通过技术方式将保温材料置于外墙结构的内部。在基本条件相同的情况下,内保温的热消耗要比外保温增加约1/5,所以在保温材料厚度相同的情况下宜采用外保温墙体。在林区,木材是最大的资源,且蓄热能力较强,林区宜采用外保温的方式,将保温层设置在外墙结构的外侧,水泥砂浆找平,在最外侧加设小半径木材,即起到保温防寒的作用,又能装饰住宅的外立面,一举两得。因此,相比较而言,外墙外保温加小径材无论从技术的可行性,还是从立面美观性的角度考虑,对于寒地林区建筑来讲都有更广阔的发展前景。
3.1.2窗体保温构造的优化
(1)中空玻璃的优化。中空玻璃是降低窗体传热系数的重要途径。节能减排窗型的实际效果非常显著,因此,研究中空玻璃的优化对于提高东北寒地林区建筑的保温性能有着重要的意义。①改善空气间层的气体状态,空气间层应该始终处于密闭状态,甚至是真空状态或填充惰性气体。有效防止外部空气与空气层内的气体进行对流换热,从而使空气间层能够具有良好的传热系数;②适度控制中空玻璃空气层的厚度调整玻璃的间距,中空玻璃的隔绝热量的能力主要是由于玻璃之间的空气间层。
(2)提高窗体的气密性能,窗户的气密性与窗户自身制作质量、开启方式及其安装质量息息相关,因此要把控窗户制作到实施的各个环节,才能有效的减少空前的冷风渗透。①窗户开启方式的选择。首先,在窗户类型的选择上,要遵循这样一个顺序,即固定窗———平开窗———推拉窗;虽然平开窗的造价要比其它两种窗户高,但是其工艺要求高,窗户型材的制作精良,接缝严密,气密性远远优于其它两种窗户;②提高装配精确度,增强缝隙部位的搭接量通过提高窗用型材的尺寸规格、稳定性、准确度和组装的精确度来增加窗户开合出现的缝隙部位的搭接量,减少开启缝的宽度,通过这样的措施和手段以达到增强窗户气密性的目的;③改进密封方法。目前,我国均采用双极密封方法,而在国外的框与扇和玻璃之间的间隙处理则采用三级密封的做法。但是国内同类窗的空气渗透量却相形见绌了,所以应该推广国外的三级密封方式。密封材料的改进,密封材料应该选用耐久性、耐热性和密封性良好的氯丁橡胶条或者是三元乙丙橡胶条,使用发泡剂或者发泡棒在收口处内部进行填充,而窗户的外部的封堵材料应采用硅酮密封胶。
3.1.3屋顶构造方式的整合优化
屋顶促进整体空间低碳循环的构造。笔者提出了低碳屋顶概念,所谓低碳屋顶,是指通过发展太阳能屋顶与屋顶绿化等建设,实现屋顶的低碳化,是节能减排、降低能源强度的重要战略,低碳屋顶主要包括太阳能屋顶和绿色屋顶。太阳能屋顶建设可以充分利用太阳能为房屋供电供热等,降低对传统能源的依赖与消耗,而绿色屋顶是指一切脱离了地面的种植技术,它涵盖面不单单是屋顶种植,还包括露台、天台、阳台、墙体等各类建筑物和构筑物的空间绿化。
3.2减小建筑体型系数,降低采暖能耗
良好的建筑的形体设计能够优化室外风环境,在严寒地区,建筑的体型系数变化因子的敏感性受到建筑采暖能耗的影响,体形系数越小,其表面积越小,与外界空气的接触面积越小,减少散热,并且降低冬季采暖能耗,是以哈尔滨体型系数与采暖能耗的关系为研究对象,在图中我们可以看出,当体型系数从0.05~0.4范围内变化时,线性关系明显。体型系数每增大0.01,耗热量指标约增加2.5%。因此,研究建筑的形体设计能够使低碳理念变为可能。
3.3因地制宜,选择适宜寒地林区建筑的表皮材料
选材首先要满足防风御寒、节约能耗,在此基础上综合评价这些材料从生产到投入使用再到回收利用的全过程的碳排放量,优先选择温室气体产生量少的建筑材料。在林区内,为减小对森林生态环境的破坏,应需找可循环再利用、环保、易加工且能耗少的绿色材料。如对小径木的开发研究,充分利用间伐材、枝桠材进行加工提高木材的利用效率,或对生产生活的剩余物的再利用,或对材料采用直接去污切割,无需生产的用于房屋建造以减小碳排放和污染等。
4结语