時間:2023-01-01 08:54:52
導(dǎo)語:在節(jié)能建筑設(shè)計論文的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
經(jīng)濟的發(fā)展加快了城市化的進程,目前建筑耗能占我國整體能源消耗總量的百分比逐年上升。由于每年都要新建或者改建一些建筑,這就會消耗大量的能源,使自然環(huán)境不斷的惡化。同時,在建設(shè)中存在著嚴(yán)重的水污染、土地資源的利用率較低、建筑耗材高等一些嚴(yán)重的問題。由于自然環(huán)境地不斷惡化,這就使建筑系統(tǒng)內(nèi)外物質(zhì)的良性循環(huán)和能量的良性轉(zhuǎn)換得到嚴(yán)重的破壞,即生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。由此可見,居住住宅區(qū)的氣候設(shè)計,不僅僅只是能夠充分的利用自然能源、盡量減少再生能源消耗的一個問題,還是直接處理人與自然之間關(guān)系的一個問題。
1要做到對環(huán)境的影響降低到最小化。具體如下:
(1)防止在建筑設(shè)計的過程中污染水、土壤和空氣;
(2)盡量的使用本地建材,這樣做不僅可以大大的減少在運輸?shù)倪^程中對環(huán)境的污染,同時還能在一定程度上促進當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展;
(3)注重建筑材料的循環(huán)利用。我們在選擇材料時,一定要充分的考慮材料的可循環(huán)性,在建設(shè)過程中倡導(dǎo)材料循環(huán)再利用。
(4)盡量利用既有的建筑,從而能夠提高建筑物的使用壽命。
2要使資源的利用率達到最高。即要充分地利用在建設(shè)的過程中的能源、水、土地、以及各種建筑材料等,從而可以更好的節(jié)約能源。
3要做到能夠最好的對待生態(tài)環(huán)境。這里所說的對待生態(tài)環(huán)境好是指要做到對于人和其他自然中的生物的生存和健康要有利。眾所周知“以人為本”原則固然正確,然而人類亦是自然生物當(dāng)中的一份子。因此,在建筑設(shè)計中,不但要滿足“人”的物質(zhì)需求、精神需求,還要做到平衡人類與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系,從而更好的實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
三、如何實現(xiàn)建筑設(shè)計中節(jié)能環(huán)保
1建筑的綠化覆蓋
綠化和自然環(huán)境不是孤立存在,他們之間相互依賴。要想實現(xiàn)建筑的綠化覆蓋,首先要使建筑空間與城市綠化能夠得到統(tǒng)一。其次,要將建筑與綠化復(fù)合,使雙方的效益達到最大化。再次,要以一種人性化的方式解決建筑與城市的生態(tài)問題。
2選用綠色環(huán)保節(jié)能型建筑材料
(1)裝飾材料。因為不同的裝飾材料所消耗的能源都不盡相同。例如,如果一個房間貼著深色的壁紙,其所需要的照明用電是同樣大小貼淺色壁紙的房間的兩倍。另外,房間里面選擇合適的燈具可以實現(xiàn)節(jié)能效果。首先,像大面積的房間例如客廳,要選用那些多角度的裝飾燈具,這樣可以更好的使房間的每一個角落都可以得到照明;其次,應(yīng)大量使用一些節(jié)能的燈具,使燈的亮度根據(jù)自然光線的強弱來調(diào)節(jié);再次,要鼓勵居民經(jīng)常使用不同規(guī)格的燈泡。因為不同材料對于能源的利用是不一樣的,所以要盡可能的選用那些綠色節(jié)能的材料來建造我們的家園。
(2)維護材料。據(jù)統(tǒng)計,目前我國的民用建筑外墻圍護熱能損耗量是發(fā)達國家的幾倍甚至十幾倍,因此,解決外墻周護熱能損耗的問題刻不容緩。市場上一些新型的節(jié)能環(huán)保材料如:外墻擠塑板、中空玻璃、倒置式隔熱保溫屋面等都可以更好的提高建筑的保溫性能,改善建筑熱工環(huán)境,因此,在今后的建筑設(shè)計中我們要積極的推廣使用。
(3)要開發(fā)一些新的節(jié)能能源代替電力。目前,節(jié)能燈的使用雖然在一定程度上緩解了部分用電緊張的局面,但是每逢夏季,用電不足的現(xiàn)象在我國南部仍然存在。因此,如果在建筑住宅設(shè)計的最初階段把燃氣作為電力能源的補充考慮進去的話,就能夠節(jié)省很大一部分的電力。因為液化天然氣具有安全、價格低廉、清潔等優(yōu)點,所以成為燃氣空調(diào)的首選能源。此外,我們還要加大對新能源的開發(fā),如地?zé)?、水熱、風(fēng)能等自然能源。
3屋面節(jié)能設(shè)計
住宅建筑護充分考慮節(jié)能設(shè)計以后,還應(yīng)對屋面隔熱保溫效果進一步加強。首先,選擇保溫層的時候,要選擇那些導(dǎo)熱系數(shù)較低并且密度較小的材料,以防止屋面厚度和重量過于大;其次,要控制好保溫層的吸水率,防止由于保溫層吸水過量導(dǎo)致保溫效果降低。目前市場上,膨脹珍珠巖保溫層能夠很好地解決常規(guī)屋面保溫材料的一些缺點,而且它不污染環(huán)境、價格也比較低廉、施工操作還簡單。至于住宅建筑其他部位則應(yīng)該根據(jù)實際情況來進行分析。
4太陽能的利用
在我國,大部分地區(qū)都有較好的太陽能資源,這樣就可以大大的減少建筑能耗。太陽能的主要利用方式有兩種:
(1)主動式太陽能建筑。指那些需要借助其他資源配合的太陽能使用系統(tǒng)的建筑。在該系統(tǒng)里面,光電系統(tǒng)的研究最多,這是因為它的能量轉(zhuǎn)換率低但是費用卻很高。所以如果想要在今后能夠大批量使用的話,還需要進一步來研究。
(2)被動式太陽能建筑。主要是指在陽面通過使用儲蓄熱質(zhì)和陽光房來吸取儲備熱量進而將其合理利用的這樣一種形式,這種方式在我國目前應(yīng)用比較廣泛。
四、結(jié)語
環(huán)境問題現(xiàn)已成為世界性問題,隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展,對自然環(huán)境造成了一定程度的破壞,資源、環(huán)境問題日益突出,已經(jīng)對人們的生活、工作、健康造成影響,也間接影響了社會的穩(wěn)定以及經(jīng)濟的發(fā)展。我國現(xiàn)在正處于經(jīng)濟發(fā)展初級階段,面對經(jīng)濟全球化這一重大發(fā)展機遇,一些地區(qū)在經(jīng)濟發(fā)展中,沒有意識到環(huán)境、資源保護的重要性,過分的追求經(jīng)濟效益,而對環(huán)境以及資源造成破壞,然后再通過一定的手段進行治理,這樣的模式不僅會花費大量不必要的成本,還會造成環(huán)境、資源惡化的惡性循環(huán)。在城市發(fā)展過程中,建筑行業(yè)發(fā)揮著重大的作用,甚至可以說是一個城市經(jīng)濟發(fā)展的支柱,提出節(jié)能建筑設(shè)計理念,能夠在一定程度上緩解自然環(huán)境與人類發(fā)展的矛盾,節(jié)約資源,更好的促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。另外,節(jié)能建筑設(shè)計理念在建筑工程中的應(yīng)用,在一定角度上也是社會進步的具體體現(xiàn)。節(jié)能建筑有利于社會經(jīng)濟發(fā)展,加快人類文明進步的進程,是未來經(jīng)濟社會中重要的元素之一。能源在很大程度上制約著經(jīng)濟的發(fā)展,節(jié)能理念轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)粗放型經(jīng)濟發(fā)展模式,提高了對自然資源的利用率。對構(gòu)建節(jié)約型社會具有重大的意義。
2節(jié)能建筑設(shè)計在建筑設(shè)計中的應(yīng)用
我國是建筑大國,同時建筑行業(yè)儼然已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一。然而現(xiàn)階段,我國建筑行業(yè)中,對節(jié)能設(shè)計理念的應(yīng)用還存在一定的問題,這主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)建筑企業(yè)實施工程設(shè)計施工過程中,對節(jié)能理念沒有足夠的重視,這也是導(dǎo)致我國節(jié)能技術(shù)低的主要原因。
(2)現(xiàn)階段我國建筑節(jié)能技術(shù)與國外先進國家相比還存在較大的差距,一些節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品等都需要從外國進口,由于先進技術(shù)缺乏,導(dǎo)師節(jié)能技術(shù)成本高,企業(yè)為了確保自身的利益,所以很少在建筑設(shè)計中引進節(jié)能設(shè)計。這些因素的影響,是我國建筑節(jié)能形勢嚴(yán)峻。為了能夠促進我國建筑節(jié)能設(shè)計理念的推廣與應(yīng)用,現(xiàn)從不同方面分析節(jié)能建筑設(shè)計在建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用。
2.1建筑規(guī)劃設(shè)計中的節(jié)能建筑設(shè)計
建筑設(shè)計前,需要對建筑場地及其周圍的環(huán)境進行詳細的了解,然后根據(jù)實際建設(shè)要求對周邊環(huán)境進行節(jié)能設(shè)計。首先,進行節(jié)能型建筑選址,根據(jù)地質(zhì)條件、水文、天氣、地形的環(huán)境情況,選擇合理的建筑場地;其次,在建筑定址后,根據(jù)周圍環(huán)境氣候特征,進行合理設(shè)計,發(fā)揮節(jié)能效果??梢栽诮ㄖ車m當(dāng)?shù)姆N植一些植被,不僅能對建筑起到一定的保護作用,還能調(diào)節(jié)小氣候,增強建筑環(huán)保節(jié)能效果;還可以在建筑小區(qū)設(shè)計人工湖,調(diào)節(jié)建筑物周圍氣候,提升空氣中的水分,為人們創(chuàng)造一個舒適的居住環(huán)境。
2.2建筑立面設(shè)計中的節(jié)能建筑設(shè)計
根據(jù)建筑朝向以及周圍景觀資源情況進行合理設(shè)計,以豐富空間組織為主要設(shè)計理念設(shè)計建筑戶型,充分發(fā)揮節(jié)能設(shè)計作用,為每一個功能區(qū)間提供足夠的采光,提升建筑空間的品質(zhì)。建筑造型設(shè)計中也應(yīng)該加入節(jié)能理念,以簡單的設(shè)計手法,為建筑造型設(shè)計增添一些天然石材、木材、玻璃等元素,形成一個簡約的建筑立面形象。在建筑立面設(shè)計方面,需要充分利用模數(shù)理念,注重建筑結(jié)構(gòu)比例協(xié)調(diào),同時不僅需要能夠使建筑立面對住宅起到遮擋的作用,還應(yīng)該能夠展現(xiàn)多樣化豐富的立面形象,體現(xiàn)現(xiàn)代建筑理念。均勻是建筑節(jié)能設(shè)計中的重要元素,對于建筑設(shè)計中的均勻,首先需要保證建筑各個方面投資的均衡性,不能投入大量的資金用于建筑保溫,而忽視了外窗設(shè)計;其次,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,也應(yīng)該保證建筑結(jié)構(gòu)平均,體現(xiàn)建筑協(xié)調(diào)美。
2.3建筑內(nèi)部單體設(shè)計中的節(jié)能建筑設(shè)計
所謂的建筑內(nèi)部單體設(shè)計,指的是建筑內(nèi)部各個組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計,包括墻體設(shè)計、屋面設(shè)計、門窗設(shè)計等,在這些結(jié)構(gòu)設(shè)計中,也必須體現(xiàn)節(jié)能建筑設(shè)計理念,具體設(shè)計體現(xiàn)在以下幾個方面:門窗設(shè)計:門窗屬薄壁結(jié)構(gòu),且是熱能消耗比薄弱環(huán)節(jié),尤其是普通單層門窗,是造成熱能損失的主要部分,通常會占到建筑物能耗總量的一半以上,因此在對門窗進行節(jié)能設(shè)計與施工時,需要有效的改進門窗的絕熱性能,這也是建筑節(jié)能的重要內(nèi)容之一。同時門窗的比例與朝向等都會影響到門窗的節(jié)能效果。此外,設(shè)計與施工人員還需要掌握門窗的氣密性,氣密性較高能夠提升門窗的保溫性能。在加強門窗氣密性時還需要考慮室內(nèi)空氣環(huán)境,使其符合居住的高質(zhì)量要求。僅有高性能的門窗是不夠的,還需要提升其安裝技術(shù),因此在安裝中還需要嚴(yán)格按照施工設(shè)計方案與是施工規(guī)范操作進行門窗的安裝施工,保障門窗安裝的質(zhì)量與水平符合工程建設(shè)的節(jié)能效果。房頂設(shè)計:房頂位于建筑頂端,長期與外界環(huán)境接觸,所以很容易受到外界環(huán)境的影響。在房頂設(shè)計過程中,首先應(yīng)該增強房頂?shù)谋卦O(shè)計,根據(jù)實際需要假設(shè)隔熱層,如隔空散熱層、蓄水層,還可以在建筑頂部適當(dāng)?shù)姆N植植物,起到良好的節(jié)能效果。樓板設(shè)計:在建筑樓板設(shè)計中,為了充分體現(xiàn)節(jié)能設(shè)計理念,除了精心設(shè)計樓板造型外,還需要考慮建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間。在造型設(shè)計方面,可以將建筑循環(huán)水管而定假設(shè)到吊頂中,利用水循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。這一設(shè)計對能源要求較低,同時還能夠起到很好的氣溫調(diào)節(jié)效果,在現(xiàn)階段建筑設(shè)計中,是一種常見的節(jié)能建筑設(shè)計方法。
3總結(jié)
論文摘要:分析了我國北方農(nóng)村地區(qū)建筑現(xiàn)狀,針對農(nóng)村建筑的特點,提出一些建筑節(jié)能設(shè)計措施以及能源綜合利用方式。強調(diào)農(nóng)村建筑規(guī)劃體系建立和建筑節(jié)能的管理,以期為北方廣大農(nóng)村農(nóng)民提供一個健康、舒適的節(jié)能建筑。
隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展,我國農(nóng)民的生活水平不斷的提高,他們對自己的居住條件的要求也越來越高。長期以來,我國北方農(nóng)村地區(qū)建筑特點是占地多,建造技術(shù)水平低,缺乏科學(xué)性,甚至是忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求,特別是缺乏統(tǒng)一的建筑規(guī)劃,能源利用率低,導(dǎo)致其建筑土地利用率低,保溫隔熱性能差,能耗大,舒適度低。因此,為了提高農(nóng)民生活質(zhì)量,應(yīng)以改善居住條件為重點,科學(xué)制定農(nóng)村建筑規(guī)劃體系,因地制宜地在廣大北方農(nóng)村地區(qū)推廣建筑節(jié)能技術(shù),發(fā)展節(jié)能建筑。
1農(nóng)村建筑節(jié)能設(shè)計
1.1北方農(nóng)村建筑現(xiàn)狀分析
我國北方地區(qū)農(nóng)村建筑要適應(yīng)日常居住生活和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)的雙重需要,居民建筑類型大多為單戶、雙戶以及多戶并聯(lián)的建筑類型。長期以來,我國農(nóng)村建筑大多為個人建造,農(nóng)民隨意建設(shè),農(nóng)村建筑缺乏規(guī)劃和設(shè)計,造成建筑的功能劃分不合理,用地浪費。在房屋建設(shè)的過程中,由于技術(shù)和施工條件的限制以及經(jīng)濟條件的制約,農(nóng)民建房時多選用一些落后的建材,圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計仍采用傳統(tǒng)的做法,致使其建筑能耗大,不利于節(jié)能。
1.2建筑規(guī)劃布局
我國北方農(nóng)村大多地區(qū)冬季寒冷,夏季炎熱。建筑規(guī)劃選址中應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩韮?yōu)勢,根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c,合理地安排建筑與周圍環(huán)境因素之間的關(guān)系。在建筑平面的布局時,要充分考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活習(xí)慣,合理地安排建筑物功能分區(qū)。
1.2.1建筑選址應(yīng)避免在山谷、溝底等區(qū)域,這主要考慮冬季氣流在這些區(qū)域里形成對建筑物的“霜洞”效應(yīng),會使其能耗增加。建筑朝向應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩項l件和氣候條件,選擇最有利的自然采光和通風(fēng)的區(qū)域,注意冬季防風(fēng)和夏季有效利用自然通風(fēng),減少能耗。
1.2.2建筑類型上應(yīng)多采用兩戶或多戶并聯(lián)的布置形式,減少建筑體系系數(shù),有利于降低建筑能耗。
1.2.3根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生活習(xí)慣,將居住建筑和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)用房進行合理的劃分。例如將臥室、大堂宜布置在南向,飼養(yǎng)室、農(nóng)副產(chǎn)品加工室宜布置在北向。
1.2.4規(guī)劃中應(yīng)注重綠化環(huán)境。綠化可以改善建筑群體的氣候條件,可以調(diào)節(jié)氣溫、降低溫室效應(yīng)、隔熱遮陽、減少噪聲,是優(yōu)化建筑室內(nèi)環(huán)境、減少建筑能耗的有效措施。
1.3建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計
1.3.1外墻
外墻散失的熱量約占整個圍護結(jié)構(gòu)總能耗的25~28%,因此應(yīng)在寒冷地區(qū)的北方農(nóng)村建筑外墻設(shè)計中應(yīng)采用外墻外保溫。依據(jù)當(dāng)?shù)匾延械脑牧希侠磉x擇建筑外墻材料,推廣使用空心磚或混凝土空心小砌塊等節(jié)能磚。同時在建造時靈活選取構(gòu)造措施,利用農(nóng)村地區(qū)容易獲得的材料(稻殼,麥秸等)作為外墻保溫材料,使外墻獲得良好的隔熱效果。
1.3.2屋面與地面
北方地區(qū)農(nóng)村建筑屋面散熱量占總散熱量的15%左右,地面約為6%。在屋面建造時應(yīng)采用坡屋頂,設(shè)置架空層或平屋頂,設(shè)置吊頂層。選用導(dǎo)熱系數(shù)小,吸水率低,易于就地取材的保溫材料。重視地面保溫,在地面墊層下鋪設(shè)廉價的爐渣等其他保溫材料,并注意地面防潮設(shè)計,減少地面散熱量。
1.3.3門與外窗
長期以來,北方農(nóng)村建筑的門窗建造較為簡陋,大部分為單層,而且密封性較差。外窗的熱損失量,約占整個房屋的30%。為了減少外窗的熱損失,在滿足自然通風(fēng)和采光的要求下,減少窗墻比,應(yīng)采用雙層窗或單框雙玻璃窗,增強其密封性,以此來提高窗的總熱阻。外門應(yīng)采用雙層,若采用單層應(yīng)作保溫處理,提高外門的隔熱性能。尺寸較大的門窗應(yīng)在室內(nèi)加裝門窗簾,也有利于減少門窗的熱損失。
2能源的綜合開發(fā)與應(yīng)用
2.1太陽能開發(fā)與應(yīng)用
北方農(nóng)村地區(qū)有著豐富的太陽能資源,建造太陽能綜合利用建筑,在屋頂放置太陽能利用設(shè)備可提供生活熱水、采暖系統(tǒng)以及照明等綜合應(yīng)用。特別是近年來太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的應(yīng)用,適合應(yīng)用在無集中供暖的農(nóng)村建筑。在過渡季節(jié),利用太陽能熱水還可以強化自然通風(fēng)。
2.2沼氣開發(fā)與應(yīng)用
沼氣是一種清潔的可再生能源。在北方廣大農(nóng)村地區(qū)各種農(nóng)作物的秸稈,牲畜的糞便等都可以作為產(chǎn)生沼氣的原料。沼氣不僅用來解決農(nóng)村燃料缺乏問題,也可以應(yīng)用沼氣進行采暖和照明等綜合利用。另外沼液和沼渣可以作為有機肥料,施在農(nóng)田和果園里。沼氣建設(shè)與種養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合,通過資源的優(yōu)化配置,延伸了經(jīng)濟鏈,使能源得到有效的循環(huán)利用。目前我國農(nóng)村大多采用單戶的沼氣建設(shè),受技術(shù)條件的限制經(jīng)常沼氣產(chǎn)量不足,而且安全性較差。建議采用多戶集中建造高效的沼氣設(shè)施,集中管理,有效利用資源,這樣能使沼氣設(shè)施能源利用率高,便于為廣大農(nóng)民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。2.3其他能源的開發(fā)與應(yīng)用
我國有著豐富的淺層地?zé)崮茉?,在北方農(nóng)村地區(qū)可以開發(fā)利用當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源,為集中規(guī)劃建造的村鎮(zhèn)建筑群提供熱源,宜于集中熱水供應(yīng)和采暖設(shè)施建造,從而節(jié)約燃料的使用。在北方農(nóng)村的一些地區(qū)風(fēng)能資源也較為豐富,利用其建造風(fēng)力發(fā)電,供應(yīng)日常的生活和照明用電,既方便又廉價,節(jié)約用電。
3農(nóng)村建筑節(jié)能管理
農(nóng)村建筑的節(jié)能不僅僅是在體現(xiàn)在節(jié)能設(shè)計,節(jié)能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑節(jié)能管理機制,是落實建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計的前提。首先,在新建農(nóng)村建筑時應(yīng)注重改變觀念,統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè),進行初期的建筑項目可行性論證報告以及綜合利用能源的可行性方案設(shè)計。要按照節(jié)能設(shè)計和規(guī)范進行建造,加強節(jié)能設(shè)計,充分利用當(dāng)?shù)匾子谌〉玫牧畠r又節(jié)能的建筑材料。其次,在建筑建成后注重農(nóng)民節(jié)能意識培養(yǎng),統(tǒng)一管理一些集中的公用能源設(shè)施,例如集中的沼氣設(shè)施或采暖系統(tǒng)。
4結(jié)束語
目前,在我國北方農(nóng)村地區(qū)由于經(jīng)濟條件的制約,多數(shù)農(nóng)村建筑未能使用節(jié)能設(shè)計,這就需要國家和當(dāng)?shù)卣峁┱吆徒?jīng)濟支持,開發(fā)出適合在農(nóng)村地區(qū)的廉價節(jié)能的建筑材料和能源利用設(shè)備,樹立可持續(xù)發(fā)展觀念,建立農(nóng)村建筑規(guī)劃管理體系,在農(nóng)村地區(qū)大力推廣節(jié)能建筑,為廣大農(nóng)民創(chuàng)造一個健康、舒適的居住環(huán)境。
參考文獻:
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1.1我國發(fā)展市場經(jīng)濟的需要就當(dāng)前形勢來看,能源問題已經(jīng)日益嚴(yán)重,對發(fā)展國民經(jīng)濟已經(jīng)產(chǎn)生了一定的制約,如何節(jié)約日益緊缺的能源,加強能源的使用率,利用能源推動經(jīng)濟的發(fā)展,已經(jīng)成為焦點問題。作為建筑行業(yè)頭號能源消耗大戶中的住宅建筑,在施工設(shè)計的整個過程中要以減少能源消耗為建筑目標(biāo),這對對實現(xiàn)國民經(jīng)濟、改善社會環(huán)境壓力、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展都有著較為重要的促進作用。
1.2行業(yè)發(fā)展的需要依據(jù)我國當(dāng)前的國情,由于能源短缺問題,致使人均能源嚴(yán)重不足。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明,綜合房屋建筑施工中的能源耗能和建材耗能約占總耗能的37%,這一比例隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展仍在逐年的加大。因此,加大對房屋建筑施工中的節(jié)能設(shè)計措施,是建筑行業(yè)發(fā)展的需要。
1.3貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要在我國,當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略條件為可持續(xù)發(fā)展,如何實施這一發(fā)展戰(zhàn)略,就要求我們針對建筑行業(yè)中的實際情況,進行節(jié)能設(shè)計,抵制房屋建筑施工中的能源浪費,把方針政策落到實際建筑過程中,是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。
2房屋建筑節(jié)能設(shè)計中存在的問題
2.1節(jié)能設(shè)計并未達到節(jié)能要求就目前建筑設(shè)計特點來看,主要關(guān)注點都放在了對房屋施工設(shè)計的建筑環(huán)境上對,對施工中能源的消耗節(jié)能意識不加以重視,樓體整體不朝陽,還有為了達到利益最大化,保證交工時間,一些建筑商在進行房屋設(shè)計的時候,技術(shù)設(shè)施匆匆忙忙的進行安裝,存在相當(dāng)多的隱患問題,房屋建筑實用性達不到標(biāo)準(zhǔn)問題嚴(yán)重。
2.2節(jié)能材料單一,技術(shù)水平較低根據(jù)我國氣候特點,我國冬冷夏熱的氣候特點使我們在進行房屋建筑上就要有嚴(yán)格的節(jié)能設(shè)計。冬天需要取暖,如果在建筑設(shè)計上,墻體做保溫就可以大大降低供熱系統(tǒng)中的煤炭,對降低能源消耗有一定的促進作用。但是由于在進行住宅墻體保溫設(shè)計的時候,我們使用的材料大多是一次行能源。大多都采用聚苯板、聚氨酯,而每生產(chǎn)1t聚苯板大約需要消耗2t的原油,每生產(chǎn)1t聚氨酯大約需要消耗2t的石油化工原料。在新材料和新技術(shù)開發(fā)上相對落后。大多依賴國外的技術(shù),本國特色的節(jié)能技術(shù)較低。
2.3房屋建筑工程驗收方法部完善在進行房屋建筑是都達到標(biāo)準(zhǔn)問題上,我國普遍采用建筑熱工法。主要測量內(nèi)容是用熱流計和熱電耦對墻體的熱流密度、室內(nèi)外氣溫、保溫建筑墻體的室內(nèi)外表面溫度以及熱流計的兩表面溫度進行測量和簡單的對比。以點帶面的進行測量,樓體的整體節(jié)能是否符合標(biāo)準(zhǔn)沒有一個準(zhǔn)確的數(shù)字作為依據(jù)。
3改善房屋建筑施工中節(jié)能設(shè)計的措施
3.1樹立節(jié)能意識,提高房屋建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)房屋建筑設(shè)計中,要根據(jù)生活和自然需要進行設(shè)計,樹立節(jié)能意識。例如最常規(guī)最傳統(tǒng)也是最合理住宅朝向設(shè)計的時候要遵循空間朝向南,或向南偏東,或向南偏西。這在一定程度上可以得到充足的日照,可以增加房屋冬季的日照要求,充分利用天然的能源,可以減少煤炭資源的浪費,也可以從根本上改善室內(nèi)熱環(huán)境的要求。同時在進行住宅配套設(shè)施設(shè)計的時候,要充分考慮人們?nèi)粘P袨樘攸c進行設(shè)計。對施工時間有計劃的進行合理的住宅布局,在安裝配套技術(shù)設(shè)備上要細致檢查確保設(shè)備發(fā)揮良好的現(xiàn)實作用。再進行建筑體形系數(shù)確定時要對比好建筑物與室外大氣接觸的面積,保證能耗最低。由此看來,再進行房屋建筑設(shè)計的時候,樓體表面不宜凹凸太多,樓體之間要保證良好的通風(fēng),這對房屋節(jié)能都有良好的促進作用。
3.2提高節(jié)能技術(shù)水平,研究多種節(jié)能材料目前,在我們國家房屋建筑的節(jié)能設(shè)計水平較低,主要依賴于國外的技術(shù)。針對這一問題,我們要針對國外的先進技術(shù)進行深入的研究,增加交流學(xué)習(xí)的機會,構(gòu)造出符合我們國家基本需要的節(jié)能設(shè)計技術(shù)。針對材料單一的問題,可以在進行住宅建筑設(shè)計時采用材料優(yōu)化組合進行搭配設(shè)計使用,采用復(fù)合材料構(gòu)造出復(fù)合節(jié)能墻體。復(fù)合墻體分多個墻體層,主要有墻體結(jié)構(gòu)層、空氣層、保溫隔熱層、保護層、飾面層。這些層體在一定程度針對節(jié)能都有一定的有效作用,在很大程度上也會改變住宅建筑傳統(tǒng)的墻體保溫板結(jié)構(gòu),對保護環(huán)境節(jié)省能源有一定的積極作用。近20年來太陽能技術(shù)的發(fā)展就給節(jié)能帶來了很多的收益,我們可以利用太陽能這一特點,進行房屋建筑設(shè)計的時候?qū)⑻柲苎b置納入設(shè)計規(guī)劃中,預(yù)留太陽能安裝位置。這在節(jié)省能源問題上可以解決很多問題,節(jié)省很多常規(guī)的能源。
3.3加大房屋建筑節(jié)能驗收監(jiān)督力度加強監(jiān)督力度,是為了更好的滿足生活需要。從根本上解決房屋使用壽命低,能源浪費的問題。加大政府的驗收力度,對不合格的住宅建筑堅決進行打擊控制。再進行樓體強溫驗收工作上,就改善測量方法,采取多種方法測量,進行平均值對比,改變一點帶面的傳統(tǒng)驗收方法。經(jīng)過多方考據(jù)得出精確值的測量方法可以真正意義上完成在節(jié)能的基礎(chǔ)上服務(wù)好大眾生活的任務(wù)。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:住宅;建筑;節(jié)能設(shè)計;措施
住宅建筑是高能耗建筑,是建筑節(jié)能工作的重點。由于能源的日益匱乏,人們的節(jié)能意識逐漸提高,就象節(jié)能汽車等節(jié)能產(chǎn)品一樣,節(jié)能建筑產(chǎn)生了。所謂節(jié)能建筑,是指在少使用或不使用采暖、制冷設(shè)備的前提條件下,讓一年四季的室內(nèi)氣溫盡可能地維持或接近在舒適的范圍之內(nèi)。節(jié)能建筑主要是通過提高外墻、外門窗、屋面等圍護構(gòu)件的保溫性能和氣密性能來達到節(jié)能目的。
1、住宅小區(qū)規(guī)劃的節(jié)能設(shè)計
住宅小區(qū)規(guī)劃應(yīng)與建筑單體相協(xié)調(diào),充分考慮各種宏觀因素(如地區(qū)、朝向、方位、建筑布局、地形地勢等)對單體布局的影響,同時利用所在地區(qū)的天然熱源、風(fēng)源等來實現(xiàn)每一棟住宅建筑單體夏季都有充足的迎風(fēng)面,冬季都有充足的日照,以滿足通風(fēng)、采光與采暖的要求。單體之間的組合對氣流的形成具有直接的影響,特別是高層建筑群內(nèi)部易受到回旋渦流的作用,容易出現(xiàn)死角,不利于室內(nèi)的自然通風(fēng),從而形成不利的小區(qū)微氣候。因此,為了營造綠色舒適的小區(qū)微環(huán)境,應(yīng)調(diào)整好單體之間的組合,使每棟建筑物處于周圍建筑物的氣流旋渦區(qū)之外,避免出現(xiàn)滯流區(qū)。另外,綠化和水體可以改善小區(qū)的微氣候。設(shè)計時,應(yīng)結(jié)合住宅小區(qū)規(guī)劃布置綠化和水體,以此進一步改善室內(nèi)外的物理環(huán)境(聲、光、熱),減少熱島效應(yīng),改善局部氣候,保證小區(qū)內(nèi)的空氣溫度、濕度、氣流速度和熱島強度等各項指標(biāo)符合健康舒適和節(jié)能要求。
2、住宅建筑平面的節(jié)能設(shè)計
住宅建筑平面設(shè)計中首要問題是確定適當(dāng)?shù)奶仔兔娣e。因為適當(dāng)?shù)奶仔兔娣e不但可以節(jié)約用地,還可以大大節(jié)約建筑用材,減少營造、維護與使用過程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節(jié)能效果。由于我國地處北半球,太陽高度角和方位角變化規(guī)律使南朝向成為最佳節(jié)能的建筑朝向。此朝向夏季可減少太陽輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,而且此朝向建筑與我國夏季盛行的東南風(fēng)差不多成垂直關(guān)系,容易形成穿堂風(fēng),而又避開了冬季盛行的西北風(fēng)。因此,將住戶長時間活動的居住空間(如客廳、主要臥室)設(shè)于日照通風(fēng)條件最佳的南向位置,利用自然環(huán)境使室內(nèi)達到最大的舒適度,為住戶節(jié)約空調(diào)和采暖的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間,所以建筑平面宜設(shè)計成南北向。對于日照、通風(fēng)條件較差的北朝向與長時間接受太陽輻射的東西向可布置平面功能比較次要的廚房、衛(wèi)生間、電梯、樓梯、管道井、機房等,以避免冬季西北風(fēng)灌入,擋住東西向日照直接照射主要房間。據(jù)有關(guān)資料顯示,在其他條件相同的情況下,南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低6%左右。
3、住宅建筑體形的節(jié)能設(shè)計
減少建筑物體形系數(shù),也就是減少建筑物外表面積,減少護結(jié)構(gòu)面積,減少建筑形體的凹凸,也是節(jié)能的有效措施之一。體形系數(shù)是指建筑物的外表面積和外表面積所包圍的體積之比,體形系數(shù)越小,護結(jié)構(gòu)的傳熱損失越小,對建筑節(jié)能越有利。也就是說, 在其他條件相同的情況下,進深大的建筑比進深小的好,長的建筑比短的好,高的建筑比矮的好,外表整齊的建筑比外表凹凸變化的好。為了得到合理的有利節(jié)能的住宅建筑體形,在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū),住宅的體形系數(shù)宜控制在0.3及0.3以下;在夏熱冬冷地區(qū),條式住宅的體形系數(shù)不宜超過0.35, 點式住宅的體形系數(shù)不宜超過0.4;在夏熱冬暖地區(qū)北區(qū)內(nèi),單元式、通廊式住宅的體形系數(shù)不宜超過0.35,塔式住宅的體形系數(shù)不宜超0.4。這就要求建筑師在進行建筑創(chuàng)作時,除考慮建筑的平面布局和建筑造型外,還必須適當(dāng)控制建筑物的體形系數(shù),以達到節(jié)能的目的。
4、住宅外墻的節(jié)能設(shè)計
墻體是住宅護結(jié)構(gòu)的主體,是建筑室內(nèi)外熱交換的主要介質(zhì)。建筑節(jié)能中有約25%是通過外墻的保溫隔熱性能來實現(xiàn)的。因此,墻體的設(shè)計是不容忽略的一個方面。外墻除了應(yīng)具有基本的承重、安全圍護等功能外,還應(yīng)考慮選用保溫隔熱性能好的墻體材料,對傳熱性好的墻體或墻體中傳熱性好的部位應(yīng)加設(shè)保溫隔熱層。目前,常用的幾種外墻材料中,保溫隔熱性能較好的是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復(fù)合墻體。復(fù)合墻體中絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、聚苯乙烯泡沫塑料、加氣混凝土等。復(fù)合墻體保溫隔熱宜選用外墻外保溫。外保溫的絕熱材料是連續(xù)外包的,能有效隔斷具有熱橋作用的混凝土梁、柱等,而產(chǎn)生“斷橋”作用,達到預(yù)期的節(jié)能降耗效果。另外,也可以利用植物來調(diào)節(jié)氣溫。在日照強烈的墻面,種植植物來吸收太陽熱量,減少傳入室內(nèi)的熱源。據(jù)報道,建筑西墻種植爬墻虎,在植被遮蔽90%狀況下,外墻表面溫度可降低8.2℃,并有利于吸塵和消音,減少溫室效應(yīng)。
5、住宅屋面的節(jié)能設(shè)計
在建筑物受太陽輻射的各個外表面中,屋面是接受太陽輻射時間最長的部位,因此受輻射得熱也是最多的,相當(dāng)于東西向墻體的2~3倍,所以它的保溫隔熱也顯得尤為重要。保溫隔熱的材料宜選用密度大、導(dǎo)熱系數(shù)小、憎水或吸水率較小的材料(如膨脹型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面將憎水性保溫材料設(shè)于防水層上,可有效防止傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問題。此種方法施工簡易,可廣泛采用。
另外,利用屋頂種植花卉、灌木等植物形成生態(tài)型屋面,既可阻擋熱源,減少溫室氣體的排放,達到保溫隔熱的效果;又可美化環(huán)境,改善城市氣候,做到一舉兩得。土壤導(dǎo)熱系數(shù)小,有很好的熱惰性,不隨大氣氣溫驟然升高或下降而大幅波動,有利于屋面的保溫隔熱。同時,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是屋面節(jié)能的有效措施。利用水蒸發(fā)可帶走大量的熱,從而有效減弱屋面的傳熱量和降低屋面溫度。此外,采用平坡屋頂結(jié)合的構(gòu)造形式,在屋面保溫隔熱層上做架空層,通過空氣流通來散熱也是個不錯的辦法。
6、住宅門窗的節(jié)能設(shè)計
外門窗是傳熱的重要渠道,它既是太陽輻射的得熱部件,又是主要的失熱部件,傳熱系數(shù)約為墻體的3~4倍,是節(jié)能的重點部位。合理確定窗墻面積比是節(jié)能的重要措施之一。對于住宅設(shè)計應(yīng)盡量少做落地窗、飄窗等。外墻門窗設(shè)計除滿足自然通風(fēng)外,設(shè)計中應(yīng)該強調(diào)東西南北向開窗有別,不同功能房間開窗有別。面對冬季主導(dǎo)風(fēng)向的立面,應(yīng)盡量減少開窗面積。設(shè)置外窗部位,應(yīng)提高外窗的密封性能(如選用膠條密封而不是毛條),選用好的窗型(如平開窗氣密性相對較好)和門窗配件,提高窗框的隔熱性能(如采用塑料型材、鋁合金斷熱型材、玻璃鋼型材等),減少窗框的外露面積,采用保溫隔熱性能好的玻璃(如中空玻璃、鍍膜玻璃等)。根據(jù)國內(nèi)外大量應(yīng)用經(jīng)驗證實,采用雙層玻璃塑料鋼窗是較好的選擇。外門窗除了采光,通常也是建筑自然通風(fēng)的渠道。所以,外門窗的開啟也是夏季通風(fēng)節(jié)能的必要條件。夏季迎風(fēng)面可作為主要的開窗部位, 引進自然風(fēng),增加夏季的滲透通風(fēng)。但同時,外門窗的設(shè)計應(yīng)減少冬季寒風(fēng)的滲透,有利于室內(nèi)保溫,改善生活環(huán)境的舒適度。對于向陽的地方,可采用凹式開窗設(shè)計,外加遮陽板及鍍有特種金屬的熱反射窗簾,這種設(shè)計既美觀又兼有較好的遮陽效果。
建筑節(jié)能就是要實現(xiàn)能源的循環(huán)利用,但在我國由于節(jié)能的意識不強,再加上我國建筑技能和設(shè)計理念的落后,都制約著我國建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展。我國建筑師多注重建筑的外觀和功能的建設(shè),很多的節(jié)能設(shè)計方案多是沿用已有的資料,很少有人會考察施工地點,修改設(shè)計方案,這就使得我國的建筑節(jié)能性不強,能源消耗大。在建筑節(jié)能設(shè)計上,需要經(jīng)過很多數(shù)據(jù)的定量分析,這些都要在建筑之前,通過人工和專業(yè)軟件進行操作。但在我國這些工作多是在施工之后才開始進行能量分析,最后因施工問題無法進行修改,即使能在施工前進行數(shù)據(jù)分析也因為缺少軟件的專業(yè)操作人員而無法進行??偟膩碚f,無法進行專業(yè)數(shù)據(jù)定量分析,很難設(shè)計出好的節(jié)能方案,這與我國缺少專業(yè)過硬的建筑設(shè)計師有關(guān),這也限制著我國節(jié)能設(shè)計的發(fā)展。建筑產(chǎn)生的本來意義就是為人們提供安全舒適的環(huán)境,這也是所有建筑都要遵循的原則,為了實現(xiàn)生態(tài)建筑這一目標(biāo),建筑節(jié)能設(shè)計就顯得尤為重要。
2BIM技術(shù)的概念
BIM技術(shù)將建筑的物理元素和功能元素用數(shù)字的形式表達出來,也就是將建筑數(shù)字化,這樣就可以在軟件上對建筑進行一系列的設(shè)計檢測。數(shù)字化的建筑可以在軟件上進行全方位的觀察,所有的建筑過程都可以監(jiān)控。立體空間模型的建立,便于網(wǎng)絡(luò)信息共享,各種設(shè)計方案在模型上都可以快速實施,便于發(fā)現(xiàn)問題,及時解決。BIM技術(shù)已經(jīng)在建筑的各個過程得到廣泛應(yīng)用。
3BIM技術(shù)的應(yīng)用
將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計中,可以快速創(chuàng)建建筑的虛擬數(shù)據(jù)模型,將與建筑相關(guān)的一系列數(shù)據(jù)直觀的展現(xiàn)在設(shè)計者面前。有了BIM技術(shù)的融入,數(shù)據(jù)化的建筑就可以在各種軟件中快速進行數(shù)據(jù)分析。在進行能量分析時只需將數(shù)據(jù)輸入到專業(yè)的軟件中就可以得出詳細的分析結(jié)果。在進行能量分析時可以應(yīng)用建筑信息模型和分析工具來簡化操作步驟,工作效率也會大幅提升,計算機的加入使得能量分析更快速更準(zhǔn)確。在進行流體力學(xué)分析時,BIM技術(shù)可以自動根據(jù)已有數(shù)據(jù)進行風(fēng)環(huán)境分析,還可以提供太陽輻射分析,方便設(shè)計人員對建筑的外表面進行技術(shù)優(yōu)化,提高建筑的生態(tài)效應(yīng)。BIM技術(shù)隨著科技的進步在不斷地完善,連窗子位置變化對光的影響都可以進行分析,精準(zhǔn)度越來越高。
4BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計上的應(yīng)用
4.1協(xié)同設(shè)計
采用BIM技術(shù)可以建立建筑信息模型,模型中匯集建筑工程施工所需的全部信息。可以取讀水泵的尺寸、水泵的用電量等信息,而且需要讀取跨專業(yè)的信息時,可以直接取讀。在水泵進行修改電量的時候,可以對負荷的計算進行同步的更新。采用BIM模型,全部的專業(yè)必須找模型中檢查操作,這樣可以簡化工作的流程,提高建筑節(jié)能設(shè)計工程的聯(lián)動性。在使用BIM技術(shù)時,設(shè)計的工作是在BIM模型中進行的,參與設(shè)計的任意方修改了設(shè)計,其他人員可以及時的看到,可以進行研究討論,這樣就提高協(xié)同設(shè)計的效率。
4.2參數(shù)化設(shè)計
對于Revit模型而言,明細表、三維視圖、二維視圖等可以在建筑模型中表現(xiàn)出信息的形式,如果修改Revit模型的參數(shù)化,Revit模型的引擎可以對平面、明細表、模型視圖、等不同的位置的設(shè)計進行修改,并且及時的把修改后的信息進行更新,確保模型的處于正常的運作狀態(tài)。例如建筑節(jié)能專業(yè)在進行平面設(shè)計布置時,需要合理的配置噴頭、消火栓等,并且這些設(shè)備的數(shù)量可能會發(fā)生變化,因此需要在材料表中解決此問題,這樣節(jié)能設(shè)計過程的設(shè)計質(zhì)量才可以有效的提高。在建筑工程中引起參數(shù)化設(shè)計,對于BIM引進計算機能夠起到輔助作用。例如在給排水工程的設(shè)計中,對于水力的計算,需要專業(yè)技術(shù)人員利用一定的軟件進行計算,而采用BIM技術(shù)可以直接的讀取衛(wèi)生器具和設(shè)備的信息,并且如果設(shè)定管道水力特性,BIM模型可以對管徑的設(shè)計進行自動的修改,這樣可以提高了設(shè)計的效率。
4.3可視化設(shè)計
在建筑工程的設(shè)計中,傳統(tǒng)的設(shè)計方式通常是采用CAD信息平臺,這樣給排水設(shè)計人員需要匯集平面圖、立體圖和剖面圖的信息,對建筑圖形進行復(fù)原,在分析和設(shè)計中調(diào)整建筑的結(jié)構(gòu)和梁高位置的信息。采用CAD信息平臺,對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工期短的工程,在信息的傳遞中往往造成信息失真的現(xiàn)象,這樣就會影響到建筑工程的施工。在現(xiàn)代化的給排水設(shè)計中大多采用BIM技術(shù),這種技術(shù)通常是在建筑工程中建筑信息模型,利用信息模型可以直觀的讀取信息,這樣可以有效的降低信息傳遞中的失真現(xiàn)象,提高信息的完整性和有效性。另外給排水的施工項目模型不同于土建項目的設(shè)計模型,它是在土建項目模型的基礎(chǔ)之上,設(shè)計給排水系統(tǒng),這樣就需要對局部的設(shè)計模型進行修改,但是如果修改就會影響到樓層的平面設(shè)計,多數(shù)情況下采用以樓層為基礎(chǔ)的設(shè)計,但是這樣的設(shè)計擾亂了系統(tǒng)內(nèi)部之間的聯(lián)系。而采用BIM技術(shù)在設(shè)計模型中進行修改,可以充分的把握給排水工程設(shè)計的整體性,修改工作簡單、操作性強。
4.4安裝模型的設(shè)計
在BIM模型中引入安裝模型設(shè)計,可以對建筑工程進行有效的指導(dǎo)。在具體的施工中,需要把時間維度引入BIM模型中,并且編制安裝進度表,并且可以利用模型實現(xiàn)項目預(yù)先可視化的效果。編制合理的工程進度表,可以對給排水工程進行整體把握,全局規(guī)劃,這樣可以簡化安裝和設(shè)計的流程,降低設(shè)計變更率,提高給排水工程的施工效率。
5結(jié)束語
1.1有效減少能耗
有效減少能耗是工藝建筑節(jié)能設(shè)計理念的重要優(yōu)勢之一。眾所周知降低工業(yè)建筑的耗能在本質(zhì)上減少工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)成本,并且還能夠在建筑物在使用和建造過程中盡可能合理地使用和利用能源,從而能夠在滿足同等需要或達到相同目的的條件下做到盡可能的降低能耗。除此之外,有效減少能耗主要還體現(xiàn)在可以有效的面對能源危機和潛在的能源資源價格上漲,并且建筑節(jié)能的技術(shù)途徑主要是依靠減少維護結(jié)構(gòu)的散熱并且合理的提高供熱、制冷系統(tǒng)的熱效率兩個方面。即通過這兩方面的有效加強節(jié)能設(shè)計理念可以有效的減少相應(yīng)的能耗。
1.2資源循環(huán)利用
資源循環(huán)利用可以讓工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中占據(jù)非常大的優(yōu)勢。眾所周知工業(yè)生產(chǎn)需要大量的資源支援,因此資源的循環(huán)利用可以有效避免大量寶貴的不可再生的能源資源在建筑、生產(chǎn)過程中被浪費。例如由于工業(yè)廠房的冬季內(nèi)采暖計算溫度與室內(nèi)外的冬季采暖計算溫度差(tn—twn)和民用建筑相比,要小10%~20%,熱損失自然也相應(yīng)減少。除此之外,在資源循環(huán)利用的過程中節(jié)能設(shè)計理念的應(yīng)用可以有效減少其整體資源的消耗,從而能夠在此基礎(chǔ)上促進其生產(chǎn)水平的有效提升和社會效益、經(jīng)濟效益的不斷進步。
1.3提升生產(chǎn)效率
節(jié)能設(shè)計理念的應(yīng)用可以有效的提升工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率。眾所周知工業(yè)建筑物的護結(jié)構(gòu)是其熱量損失的主要通道之一。因此通過節(jié)能設(shè)計理念的應(yīng)用設(shè)計人員可以促進建筑物的墻體、屋頂及地基周圍等處使用高效保溫隔熱材料,并且能夠使建筑物圍護結(jié)構(gòu)中各部分的傳熱系數(shù)大大降低,這最終就能促進企業(yè)生產(chǎn)效率的有效提升。除此之外,節(jié)能設(shè)計理念對于生產(chǎn)效率的提升主要還體現(xiàn)在了其能夠有效降低生產(chǎn)設(shè)備和機械的運行強度,從而能夠有效延長生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命和使用效率,從而能夠在此基礎(chǔ)上促進工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)效率的有效提升。
1.4減少腐蝕損失
減少腐蝕損失也是節(jié)能設(shè)計理念自身具備的優(yōu)越性之一。眾所周知工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中其廠房和設(shè)備都容易受到腐蝕問題的影響。因此在工業(yè)廠房的建筑單體設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)從廠房的平剖面布置階段開始就納入設(shè)計應(yīng)考慮的范圍中。例如設(shè)計人員可以通過對于空調(diào)降溫的面積范圍和室內(nèi)溫度進行有效的計算,來盡可能的避免不適當(dāng)?shù)拇竺娣e、大空間采暖和全空調(diào),這可以有效避免機械設(shè)備生銹腐蝕的可能性。并且當(dāng)工業(yè)還間內(nèi)有散發(fā)大量生產(chǎn)余熱余濕甚至腐蝕性氣體時,設(shè)計人員在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)考慮有效的自然通風(fēng)來保證室內(nèi)的正常生產(chǎn)環(huán)境,從而能夠促進腐蝕的有效減少。
2工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計理念應(yīng)用
2.1根據(jù)工業(yè)特點設(shè)計
根據(jù)工業(yè)特點設(shè)計是工業(yè)建筑節(jié)能的設(shè)計理念應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提。在根據(jù)工業(yè)特點進行設(shè)計的過程中設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)確保工業(yè)建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計特點符合工業(yè)生產(chǎn)的實際需求。例如設(shè)計人員可以建在工業(yè)建筑物的墻體和屋頂以及地基周圍等處使用高效保溫隔熱材料,從而能夠可以使建筑物圍護結(jié)構(gòu)中各部分的傳熱系數(shù)大大降低并且有效減少熱量的損耗。除此之外,在根據(jù)工業(yè)特點設(shè)計的過程中設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)確保操作人員和運輸工具活動的高度范圍內(nèi)具有良好的工作環(huán)境,因此在設(shè)計時不應(yīng)當(dāng)采用機械強度偏低的內(nèi)保溫材料,并且在廠房內(nèi)濕度大或又含有腐蝕性介質(zhì)的條件下,不宜選用孔隙率、吸水率大的保溫材料,從而能夠在此基礎(chǔ)上促進工業(yè)建筑節(jié)能的設(shè)計理念應(yīng)用水平的有效提升。
2.2合理選擇材料
合理選擇材料對于工業(yè)建筑節(jié)能的設(shè)計理念應(yīng)用的重要性是不言而喻的。在合理選擇材料的過程中設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)確保建筑外墻用的材料具有合適的厚度,從而能夠在減少熱量損失的同時促進建筑內(nèi)部保持較為良好的通風(fēng)。除此之外,在合理選擇材料的過程中設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)可以從之前的節(jié)能設(shè)計建筑選取適用的構(gòu)造和所需的材料。并且根據(jù)工業(yè)建筑的設(shè)計特點,要求控制各朝向的窗墻比為35%~20%。從而能夠更好地確保工業(yè)建筑的通風(fēng)條件和采風(fēng)條件,從而在減少電能消耗的前提下促進工業(yè)建筑節(jié)能的設(shè)計理念應(yīng)用效益的不斷進步。
2.3優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)
優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)是工業(yè)建筑節(jié)能的設(shè)計理念應(yīng)用的核心內(nèi)容之一。在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的過程中設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)注重減少建筑的開窗面積,即盡量減少開窗面積始終是工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計的重要手段。根據(jù)相關(guān)研究表明,不同性能的外窗自身的傳熱系數(shù)可能存在3倍左右的差距。除此之外,在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的過程中設(shè)計人員可以通過選用保溫與密閉性能好的多層窗來促進工業(yè)廠房節(jié)能水平的有效提升。例如設(shè)計人員可以選用聚苯板和以膨脹珍珠巖為主要原材料的防水保溫板以及瀝青珍珠巖板等多種節(jié)能效果明顯的材料,然后合理的設(shè)計建造的防水層、保護層等構(gòu)造,從而能夠在此基礎(chǔ)上促進工業(yè)建筑節(jié)能的設(shè)計理念應(yīng)用可靠性的持續(xù)進步。
2.4.增強節(jié)能意識
增強節(jié)能意識是工業(yè)建筑節(jié)能的設(shè)計理念應(yīng)用的重中之重。在增強節(jié)能意識的過程中設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)督促自己具備更加高度的節(jié)能意識,這與此同時也是促使工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計工作能夠順利開展并且能夠收到良好效果的重要保證。除此之外,在增強節(jié)能意識的過程中設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)通過采用其他人員提出的具體意見和細節(jié)意見,來促進節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)得到有效的保障,從而能夠在節(jié)省土建工程量和降低造價,減少護結(jié)構(gòu)面積的同時促進工業(yè)建筑節(jié)能的設(shè)計理念應(yīng)用精確性的不斷提升。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:節(jié)能建筑耗熱量結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計
建筑節(jié)能在國內(nèi)外一直是倍受重視的研究課題,優(yōu)其在我國建筑行業(yè)科技發(fā)展與產(chǎn)業(yè)的建設(shè)中更是一個緊迫的、重要的研究課題。
一、前言
我國是能源短缺的國家,人均能源占有率不足美國等發(fā)達國家的1/5。但我國的能源浪費又十分嚴(yán)重,能源便用不合理。在建筑方面有人作過統(tǒng)計,我國以采暖、空調(diào)為主的建筑能耗占全國能耗的10.7%,占采暖地區(qū)社會能耗的21.4%。具體表現(xiàn)為外墻、屋頂耗能為發(fā)達國家的4倍,門窗為2倍,空氣滲透為5倍。為此國家建設(shè)部制訂了建筑節(jié)能規(guī)劃,提出了從1996年至2005年分三個階段,每階段逐級節(jié)能30%。為此1999年我校同德國奧爾登堡高等??茖W(xué)校、長春星宇集團合作在吉林省立頂“21世紀(jì)北方節(jié)能建筑的研究”。研究確定建筑耗熱量指標(biāo)不高于17.4w/㎡。課題結(jié)束后,在長春工程學(xué)院建成306㎡的示范性綠色節(jié)能建筑,在星宇名家住宅小區(qū)建成6871㎡的示范工程。本文以306㎡的示范工程為基準(zhǔn),對該頂目的熱工設(shè)計作以簡單介紹。
二、外墻的熱工設(shè)計
為保證建筑耗熱指標(biāo)17.4w/㎡的限制,外墻的傳熱系數(shù)限值為≤0.3w/㎡k。
1、外墻主體部位的傳熱系數(shù)計算
主墻體結(jié)構(gòu)見圖一:
圖一主墻結(jié)構(gòu)圖
墻體的傳熱系數(shù)的計算用下式:
W/㎡.℃(4)
式中:K---墻體的傳熱系數(shù),W/㎡.℃;
---墻體內(nèi)外表面的對流換熱系數(shù),W/㎡.℃;
---墻體各層的厚度,m;
---墻體各層的導(dǎo)熱系數(shù),W/m.℃。
對于圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的換熱系數(shù),查暖通空調(diào)設(shè)計技術(shù)措施P28得R=0.133;則=7.52W/m.℃;查查暖通空調(diào)設(shè)計技術(shù)措施P30得=23W/m.℃。查得:水泥沙漿面層的導(dǎo)熱系數(shù)為0.93;增強纖維網(wǎng)布的導(dǎo)熱系數(shù)為0。058;苯板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.027;聚合砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)為0.93;混凝土空心磚的導(dǎo)熱系數(shù)為0.29;聚合砂漿內(nèi)飾面的導(dǎo)熱系數(shù)為0.93。
代入已知條件得:
W/㎡.℃
主墻體部分的面積為外墻總面積減去窗洞面、窗臺上部冷橋的面積、窗臺下部冷橋的面積、樓處冷橋的面積、外門洞面積、二樓門連窗的面積,本建筑的窗洞面積為,6×1.5×1.6+12×1.8×1.6+6×0.9×1.6=57.6㎡,外門洞的面積有一樓二個M4,二樓二個M1,總面積為:1×2×2+0.7×2×2=7.8㎡,
所以主墻體部分的面積為:
㎡
2、外墻周邊熱橋部分的傳熱系數(shù)
(1)窗臺下邊部分的傳熱系數(shù)
窗臺部分見圖二:
圖二窗臺下部墻體圖
窗臺板取100㎜厚,材料為鋼筋混凝土,導(dǎo)熱系數(shù)為1.512W/m.℃,中間苯板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.027W/m.℃,內(nèi)表面對流換系數(shù)為7.52W/㎡.℃,外表對流換熱系數(shù)為23W/㎡.℃。則傳熱系數(shù)如下:
W/㎡.℃
窗臺下部冷橋的面積計算,一、二層C1(洞口尺寸1500*1600)窗共6個,C2(洞口尺寸1800*1600)窗共12個,C3(洞口尺寸900*1600)窗共6個,二樓兩個門連窗的下部冷橋的面積,窗臺板伸出窗洞一側(cè)為120㎜總面積為:
㎡
(2)窗臺上邊部分的傳熱系數(shù)
窗臺上邊部分的結(jié)構(gòu)見圖三:
圖三窗臺上部墻體圖
各層的導(dǎo)熱系數(shù)同上,代入見下式:
W/㎡.℃
窗臺上部冷橋的面積為過梁長乘厚度,過梁厚為200㎜,過梁長伸出窗洞每側(cè)為240㎜,同時包括一樓兩個M4外門的過梁的冷橋,二樓兩個M1的過梁的冷橋,二樓兩個MC-1的過梁冷橋,所以面積為:
(3)樓板部分冷橋傳熱系數(shù)
樓板部分結(jié)構(gòu)見圖四:
圖四樓板部墻體圖
代入已知條件計算得:
W/㎡.℃
樓板部分冷橋的面積用樓板厚乘樓板的外截面積,樓板厚取120㎜,則面積為:
㎡
外墻的平均傳熱系數(shù)為:
從設(shè)計看出外墻的傳熱系數(shù)為0.203w/㎡k,小于0.3的限定值,符合設(shè)計要求。
墻體總面積為:238.258㎡。
三、屋頂熱工設(shè)計
屋頂傳熱系數(shù)的限值為0.4w/㎡k。
屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)見下圖五:
圖五屋頂結(jié)構(gòu)圖
屋頂各層結(jié)構(gòu)的熱工性能同上,代入已知條件得如下所示:
W/㎡.℃
從計算值看出屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)基本符合限定值的要求。
屋頂?shù)拿娣e為:F屋=14.86×10.46-3.2×1.5×2-2×4×1.1=137.04m2
四、地面熱工設(shè)計
地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的限定值為0.3w/㎡k。
地面的結(jié)構(gòu)見圖六:
圖六地面結(jié)構(gòu)圖
直接鋪設(shè)在地面上的保溫地面,各地帶的傳熱阻用下式計算:
㎡.℃/W(7)
式中:R0---非保溫地面各地帶的熱阻,分別如下:
第一地帶R0=2.15㎡.℃/W
第二地帶R0=4.3㎡.℃/W
第三地帶R0=8.62㎡.℃/W
第四地帶R0=14.22㎡.℃/W
--保溫層厚度,m;
---保溫層材料的導(dǎo)熱系數(shù),W/m.℃
所以各地帶的導(dǎo)熱系數(shù)如下:
第一地帶R0=2.15+0.12/0.027=6.59㎡.℃/W
第二地帶R0=4.3+0.12/0.027=8.74㎡.℃/W
第三地帶R0=8.62+0.12/0.027=13.06㎡.℃/W
第四地帶R0=14.22+0.12/0.027=18.664㎡.℃/W
各層的傳熱系數(shù)為:
第一地帶K0=1/R0=0.152W/㎡.℃
第二地帶K0=0.1144W/㎡.℃
第三地帶K0=0.077W/㎡.℃
從計算值看出地面的傳熱系遠小于0.3限定值。
各地面的面積為:
第一地帶F0=14.86×2×2+(10.46-4)×2×2=85.28㎡
第二地帶F0=(14.86-4)×2×2+(10.46-8)×2×2=53.28㎡
第三地帶F0=(14.86-8)×2×2=27.44㎡
第四地帶F0=0㎡
五、窗和門的熱工設(shè)計
窗和門的傳熱系數(shù)限定為1.6w/㎡k。
1、窗的熱工設(shè)計
外窗全部為鋼塑窗單框雙玻,傳熱系數(shù)均為:K=1.6W/㎡.℃,屬合要求。
各朝向的面積分別為:F南=8×1.8×1.6=23.04㎡
F西=2×1.8×1.6+2×1.5×1.6=10.56㎡
F北=8×0.9×1.6+2×1.5×1.6=16.32㎡
F東=2×1.5×1.6+2×1.8×1.6=10.56㎡
2、門的熱工設(shè)計
門的傳熱系數(shù)限定值為1.6w/㎡k。
外門均采用雙層保溫門,傳熱系數(shù)為:K=1.6W/㎡.℃,屬合要求。各朝向的外門面積為:
F南=2×0.7×2=2.8㎡,F(xiàn)北=4×1×2=8㎡
把空氣滲入耗熱量等計算后得出,單位面積耗熱指標(biāo)為15.55w/㎡。
六、熱工測試
星宇名家的6871㎡節(jié)能建筑2002年6月完工,2002年12月至2003年1月請哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑節(jié)能檢測中心進行了熱工測試。檢測內(nèi)容是;1)建筑物單位耗熱量;2)建筑物室內(nèi)平均溫度;3)建筑物圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù);4)建筑熱橋部位的內(nèi)表面溫度;5)建筑物的熱工缺陷等。檢測結(jié)果如下:1)室內(nèi)平均溫度19.51℃;2)室外溫度-10.24℃;3)供熱量44.73kw;4)建筑物單位采暖耗熱量15.95w/㎡。5)熱橋內(nèi)表面溫度12.25℃。
關(guān)鍵詞:電器節(jié)能民用建筑施工與設(shè)計
引言
能源問題已成為全球共同關(guān)注的問題,能源短缺成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。建筑中的節(jié)能設(shè)計已得到充分重視,做到合理使用能源、提高能源利用效率,為能源的節(jié)約提供了保障。民用建筑是建筑的耗電大戶,近幾年民用建筑電氣節(jié)能的重要意義已逐步受到人們的重視。
建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅持的三個原則是:①滿足建筑物的功能。②考慮實際經(jīng)濟效益。③節(jié)省無謂消耗的能量。因此,節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的原則。
照明節(jié)能設(shè)計就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下,力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失,從而最大限度地利用光能,通常的相應(yīng)節(jié)能措施有以下幾種。
1高效節(jié)能光源的選用
應(yīng)合理選擇燈具的配光,以提高利用系統(tǒng)。設(shè)計時辦公室主張采用T8或T5稀士三基色熒光燈管。這是由于T8或T5燈管具有更高的顯色指數(shù)和光效,光衰小、壽命長、用汞量少,更符合節(jié)能、環(huán)保要求。門廳、走廊等場所采用緊湊型熒光燈替代以往的白熾燈,達到節(jié)約能源的目的。
2高效節(jié)能照明燈具的選用
燈具按光通量在上下空間分布比例分為五類:直接型、半直接型、全漫射型、半間接型和間接型。①燈具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于安裝、維護和更換光源。一般辦公區(qū)優(yōu)先選用直接式燈具,在有吊頂?shù)霓k公場所優(yōu)先選用高光效格柵燈具。②合理選擇燈具的配光。
3高效節(jié)能電器附件的選用
3.1使用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器
推廣使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件,如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等。一般電感式鎮(zhèn)流器自身能耗為光源的10%-15%,而電子鎮(zhèn)流器本身能耗極低,并且有恒功率輸出的特點。
對于一體化節(jié)能燈和單端小功率熒光燈(功率不大于25W),由于對它們的諧波要求、異常保護功能以及預(yù)熱要求均比較低,應(yīng)優(yōu)選電子鎮(zhèn)流器。對于25W~65W的直管熒光燈,優(yōu)選節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。
3.2實行單燈電容補償
燈具單燈補償就是在每套燈具上并聯(lián)一個電容器進行補償,將熒光燈、氣體放射燈功率因數(shù)均提高到0.9以上,這樣既能減少電路無功功率,又能降低線損和電壓損耗,同時由于線路電流的降低,還可以減小導(dǎo)線的截面面積。
4其他照明節(jié)電措施
4.1充分利用自然光,節(jié)省照明用電是照明節(jié)能的重要途徑之一。
4.2GB50034-2004建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求、照明功率密度等。
4.3改進燈具控制方式。
4.4選擇合理的照度和功率密度值。新修訂的GB50034-2004建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一般照明照度的標(biāo)準(zhǔn)值,局部照明應(yīng)按該場所一般照明照度值的1倍~3倍選取。
4.5減少供電線路上的損耗,照明配電箱應(yīng)靠近照明負荷中心且便于維護的位置。
4.6燈具布置及回路控制的節(jié)能設(shè)計。
在民用建筑場所內(nèi)使用的多為單相電感性負荷,因其自身功率因數(shù)較低,在電網(wǎng)中滯后無功功率的比重較大。為保證降低電網(wǎng)中的無功功率,提高功率因數(shù),保證有功功率的充分利用,提高系統(tǒng)的供電效率和電壓質(zhì)量,減少線路損耗,降低配電線路的成本,節(jié)約電能,通常在低壓供配電系統(tǒng)中裝設(shè)電容器無功補償裝置。
無功自動補償按性質(zhì)分為三相電容自動補償和分相電容自動補償。三相電容自動補償適用于三相負載平衡的供配電系統(tǒng)。