倪雪
(安徽工業大學建筑工程學院 243000)
論建筑設計之建筑節能
倪雪
(安徽工業大學建筑工程學院243000)
建筑節能在建筑設計中有許多重要環節,本文在墻體節能、門窗節能、空間等方面做了分析,提出了相應技術措施。
建筑節能;建筑設計
近年來,現代居住建筑、公共建筑、商業建筑的大量增加和空調的普遍應用,使建筑能耗大大增加,據統計空調電耗已占生活用電量的1/3。國家的能源生產勢必難以支撐這種浪費型需求,建筑設計保溫隔熱性能,降低建筑能耗,已成為建筑設計迫在眉睫的要求。所以,作為一名建筑設計者,在建筑設計過程中應始終貫徹可持續發展的原則,把建筑形式和節能放在優先考慮的地位。
通過對建筑周圍氣候環境條件詳盡的分析基礎上,使其在規劃、選址和體型朝向等設計上獲得一個良好的外部微氣候環境,以達到節能的目的。
①在建筑的選址上,為確保建筑的使用壽命,提高建筑效率,達到降低能耗的目標,就應切實的根據當地的氣候、土質、水質以及周圍環境等因素的綜合狀況來合理選址,使其在建筑過程中達到各種天然資源的有效利用;②在外部環境設計上,當建筑位址確定之后,在不破壞建筑選址處整體生態環境平衡的基礎上,通過建筑設計改變區域小氣候形態,創立建筑節能條件;③在建筑物規劃和體型設計上,建筑整體的體量體型、建筑形體組合、排列以及建筑日照、朝向、風向等方面的確定都歸屬于這個方面。在建筑的設計中合理的建筑規劃和體型設計能有效地降低惡劣的微氣候環境對建筑的影響,因此在設計時可以從建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓標準設計出良好建筑通風效果,對于日照可依據在冬季避開主導風向時又能獲得足夠的日照,夏季在盡量減少太陽輻射的基礎上能利用自然通風的原則,至于建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計則應格局選址地的實際情況而具體分析,選擇出適合這一地區氣候環境的最佳朝向和較好朝向。
單體的節能設計,主要是通過對建筑各部分的節能構造設計、建筑內部空間的合理分隔設計,以及一些新型建筑節能材料和設備的設計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環境條件,以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
3.1建筑各部位的節能構造設計
建筑各部位的節能構造設計,主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外,通過對各部位(屋頂、地面、樓板、墻體、門窗等)的造型、結構、材料等方面加以進一步設計,充分利用建筑外部氣候環境條件,達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
(1)屋頂和地面的節能設計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,主要節能措施為:①采用坡屋頂;②加強屋面保溫;根據需要,設置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。
(2)樓板層的節能設計。主要是利用其結構中的空間,以及對樓板吊頂造型加以設計。如將循環水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環降低室內溫度,冬季利用熱水循環取暖。
(3)建筑外圍墻體的節能設計。新型墻體材料節能、節土利廢的效果十分明顯。我國現有的空心磚、混凝土砌塊、多種利廢磚、加氣混凝土等新材料的生產平均能耗每萬塊為0.7t標準煤,比實心粘土磚每萬塊為1.32t標準煤約低47%,為此我們在建筑設計中采用各類新型墻體材料。
(4)建筑門窗的節能設計。在建筑外圍護結構中,門窗的保溫隔熱能力較差,門窗縫隙是冷熱風滲透的主要通道。門窗的節能設計主要應考慮:①控制建筑不同朝向的窗墻面積比;②設置遮陽措施,我國節能標準中規定,夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區以及寒冷地區中制冷負荷大的建筑的外窗(包括透明幕墻)宜設置外部遮陽;③改善窗戶的保溫性能;增加窗玻璃層數,使用雙層或三層窗,利用玻璃之間的密閉空氣間層,增大熱絕緣系數,降低窗戶的傳熱系數,采用節能玻璃窗;④提高門窗的氣密性,減少空氣滲透。嚴寒、寒冷地區建筑的外門宜設門斗或采取其它減少冷風滲透的措施,其它地區建筑外門也應采取保溫隔熱節能措施;⑤選擇高性能的建筑門窗和幕墻技術,建筑門窗和建筑幕墻要改變消極保溫隔熱的單一節能觀念,把節能和合理利用太陽能、地下熱(水)能、風能結合起來,積極選擇節能和用能(利用太陽能、冷能、風能、地熱能)相結合的門窗及幕墻產品;⑥提高戶門、陽臺門的隔熱保溫性能。
(5)建筑物圍護結構細部的節能設計。細部的節能設計對于建筑物的整體節能也非常重要,應從以下各部位著手:①熱橋部位應采取可靠的保溫與“斷橋”措施;②外墻出挑構件及附墻部件,均應采取隔斷熱橋和保溫措施;③窗口外側四周墻面,應進行保溫處理;④門、窗框與墻體之間的縫隙,應采用高效保溫材料填堵;⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開裂,影響門、窗的熱工性能;⑥采用全玻璃幕墻時,隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應填充保溫材料。墻體的節能設計除了適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應體現在能夠改善微氣候環境條件的特殊構造上,在建筑兩側設陽臺開口,開口兩側外墻上布置兩片擋風墻,使兩通風墻形成喇叭狀的口袋,將風鋪捉到陽臺內,然后通過陽臺門的開口大小控制進風量,形成“空氣鎖”,可以有效地控制室內通風。
3.2合理的建筑空間設計
合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑空間進行合理分隔,以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件,達到節能目的。如在北方寒冷地區的住宅設計中,就經常將使用頻率較少的房間如廚房、餐廳、次臥室等房間布置在北側,形成對北側寒冷空氣的“溫度阻尼區”,從而達到節能及保證使用頻率較多房間的舒適度的目的。
3.3選用建筑節能材料
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健康、高效、經濟、節能的原則。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,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。
3.4太陽能的利用
在太陽能比較豐富的地區,所有的建筑都應該充分利用太陽能,如果建筑用熱水的量比較大,就在其屋頂建筑足夠其使用的太陽能熱水器,也在相鄰用熱水量不大的建筑屋頂建太陽能熱水器,以補充用量大的建筑。在這些地區的農村也應該全部用上太陽能電池,以供照明用電。同時加快技術開發建太陽能建筑,在全國可用的地區進行推廣。
3.5水能的利用、節約淡水資源及雨水回收利用
我國淡水資源不算太少。而人均水量僅及世界人均水平的1/4強,屬于貧水國家之列。因此我國在建筑設計中必須考慮如何利用雨水,這樣可以節約大量的淡水資源。建筑設計中應該作雨水回收及處理設計,可以用雨水沖廁所、清洗,對于特別缺水的地區進行技術開發爭取將雨水處理到可飲用。減緩我國淡水資源極其缺乏的到來。
4.1學習現有的節能技術
當前,很多建筑師不太懂節能技術,以及如何把節能技術應用到建筑當中。建筑師不能只是設計時套用標準圖,更重要的是要明白節能原理,才能在設計中按照不同的工程、不同的部位,采取相應的節能措施,所以必須加強建筑節能方面的學習。
4.2學習建筑節能新“理念”
在推行節能理念同時,眼睛不僅要“向外看”,引進學習國外先進節能理念,而且要學會“向內看”,從傳統建筑模式、風格中學習節能辦法。
總之,我國能源人均可采儲量不豐富,建筑用能巨大,大氣污染嚴重,居民對改善冬寒夏熱的環境要求迫切,建筑節能對建筑業又有巨大的經濟效益和社會效益。
TU201.5
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1673-0038(2015)15-0009-02
2015-3-18