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居住建筑節(jié)能設(shè)計策略

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了居住建筑節(jié)能設(shè)計策略范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

居住建筑節(jié)能設(shè)計策略

【摘要】節(jié)能環(huán)保問題是當(dāng)前人們關(guān)注的重點(diǎn)問題,對于建筑能耗而言,也在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中長期困擾企業(yè)發(fā)展的主要問題。對于我國來說,盡管地大物博,但人口眾多,人均資源占有率相對較低。隨著人們生活水平的不斷提高,對建筑低能耗的要求也越來越高。本文主要針對夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計的要求進(jìn)行分析,對居住建筑節(jié)能設(shè)計的方法及節(jié)能效率進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能;低能耗;設(shè)計策略

前言

夏熱冬冷地區(qū)夏季較為悶熱,而冬季則較為寒冷,該地區(qū)的建筑熱濕環(huán)境也相對較差,居民在夏季投入的降溫費(fèi)用及冬季的取暖費(fèi)用都比較高,所以需要針對建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計,是建筑具有低能耗的特性,降低居民的降溫及取暖費(fèi)用。在建筑能源利用方面,我國的能源利用率相對較低,僅采暖、照明、空調(diào)及加點(diǎn)等設(shè)施消耗的資源占據(jù)我國整體能源消耗的30%以上。可見,居住建筑節(jié)能設(shè)計在社會可持續(xù)發(fā)展中肩負(fù)著重要的功能。

1居住建筑節(jié)能設(shè)計理念

建筑節(jié)能是一個長期的過程,不可能一次就能達(dá)到最佳狀態(tài)。根據(jù)我國建筑節(jié)能工作的發(fā)展情況來分析,當(dāng)前建筑節(jié)能設(shè)計主要針對以下幾個方面開展:①對氣候環(huán)境因素要加以利用。在設(shè)計中對有利條件要爭取利用,對不利因素要盡可能的避免,使建筑與自然環(huán)境融為一體,滿足人們對建筑環(huán)境的需求。在不同地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計時,要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn),重視自然采光與通風(fēng),對建筑空調(diào)、采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)和氣候條件要兼顧。②改進(jìn)當(dāng)前建筑材料、設(shè)計及構(gòu)造中能耗較好的環(huán)節(jié),在經(jīng)濟(jì)條件許可的條件下,發(fā)揮建筑節(jié)能的作用。③對建筑進(jìn)行設(shè)計過程中,要將節(jié)能降耗的思想貫徹其中,對新的節(jié)能技術(shù)要不斷應(yīng)用,向超低能耗、無污染的建筑發(fā)展方向發(fā)展。

2建筑平面節(jié)能設(shè)計策略

2.1建筑選址

對日照的充分利用是建筑選址中的首要條件。日照關(guān)系到人類的生存、熱工效率及身心健康,在居住建筑內(nèi)部空間設(shè)計中,對日照條件要爭取利用,包含日照質(zhì)量、日照時間等方面。居住建筑規(guī)劃中,要選擇向陽的地段,以南北向為主,對日照條件加大利用,為了對日照間距的要求進(jìn)行滿足,各地區(qū)也都有相應(yīng)的日照間距標(biāo)準(zhǔn)。對于建筑物冬季防寒保溫性能而言,冷空氣度建筑外圍護(hù)體系的滲透影響室內(nèi)保溫想能,特別是寒冷的冬季,建筑選擇要盡可能的選擇在避風(fēng)位置,可用錯落交織的布局結(jié)構(gòu)防止風(fēng)影效應(yīng),建筑圍護(hù)體系節(jié)能、保溫、門窗洞口設(shè)計中,依據(jù)建筑圍護(hù)體系不同部位風(fēng)壓分圖作為依據(jù)。

2.2建筑布局

對居住區(qū)整體布局要充分考慮,做到不同間距、角度、體量及道路走向的建筑物組合布局,對日照及自然通風(fēng)條件充分利用,從而形成夏季不同的熱量盈余與冬季不同的熱量需耗。居民取風(fēng)向、風(fēng)速受道路走向的影響較大,在住宅群與道路之間,氣流多以垂直方向、速度較小的管狀氣流為主,不容易穿越建筑物,所以對住宅群體不同體量、形狀的布局與組合要充分考慮,使高層住宅與地層住宅錯落排列,利用住宅區(qū)的植被、道路等形成自然通風(fēng)和流動氣流。保證冬季建筑物室內(nèi)保持熱量,放置冷風(fēng)進(jìn)入建筑物內(nèi),而在夏季又能形成穿堂風(fēng),達(dá)到自然降溫的目的。合理進(jìn)行建筑布局,使居民取形成微氣候環(huán)境,實現(xiàn)人工生態(tài)系統(tǒng)的平衡,有利于建筑能耗的降低,節(jié)能效果的實現(xiàn)。

2.3建筑位置及朝向優(yōu)化

在建筑布局方面,需要對城市環(huán)境的影響進(jìn)行考慮。對容積率要合理選擇,如果容積率過高,那么建筑對日照的需求就難以滿足。日照輻射能量非常大,但建筑如何有效利用日照能源,是建筑節(jié)能設(shè)計中需要重視的問題。城市規(guī)劃中,要對日常加以重視,對建筑的朝向與位置合理確定,確保每一棟建筑都能獲得充足的太陽輻射熱能,所以建筑節(jié)能中與建筑方位有直接關(guān)系。2.4窗墻比控制所謂窗墻比,指的是建筑各方向的開窗面積與對應(yīng)朝向外表面的比值。眾所周知,窗戶的傳熱系數(shù)高于同面積保溫墻體3~6倍,而相同墻體面積的熱量損失要比窗戶損失的能耗高24倍以上,所以,如果其它條件不變,窗墻比越大,損失的能耗也就越多。所以,基于降低能耗、節(jié)約能源的角度考慮,在滿足使用需求的條件下,對居住建筑窗墻面積比要合理控制。通常而言,對窗墻比進(jìn)行確定時,主要按照建筑所在地區(qū)的夏季與冬季日照情況及季風(fēng)情況作為依據(jù),同時考慮開窗需求面積、室外空氣溫度、室內(nèi)采光需求及建筑能耗占比等因素綜合考慮,通常情況下,窗墻比控制在0.2~0.5之間。

3建筑主體節(jié)能設(shè)計

3.1外墻節(jié)能設(shè)計

外墻保溫大致可分為外保溫、內(nèi)外溫及夾心保溫三大類。內(nèi)保溫是在墻體內(nèi)側(cè)設(shè)置保溫層,該方法屬于傳統(tǒng)保溫方式,造價較低且施工簡單,但在熱橋處理中容易出現(xiàn)問題,如凍融或浸漬等容易時保溫隔熱墻面開裂、發(fā)霉等。所以該保溫方式主要作為外保溫的補(bǔ)充方法,一般不單獨(dú)使用。夾心保溫在墻體內(nèi)、外兩側(cè)墻片之間設(shè)置保溫材料的方法。墻體可為混凝土空心磚砌塊、粘土磚等,此類墻體材料的耐候性及防水性能較好,所以對保溫材料要求也不高,一般的巖棉、玻璃棉及聚苯乙烯即可。且在施工條件及施工季節(jié)方面也不受影響。在夏熱冬冷地區(qū),由于此類保溫墻體的厚度較大,并且內(nèi)外墻需要連接件連接,施工工藝復(fù)雜,存在熱橋,無法充分發(fā)揮保溫材料的效率等。外墻保溫是在墻體外側(cè)設(shè)置保溫層的方法,不存在熱橋,對墻體受溫度的變形應(yīng)力也能降低,所以該保溫方法的應(yīng)用比較廣泛。因為是在墻體外側(cè)設(shè)置保溫材料,所以建筑各部位冷、熱橋的影響基本可消除,保溫材料的保溫效能能夠充分發(fā)揮出來。與內(nèi)保溫及夾心保溫方法相比,保溫材料相同的條件下,外保溫所需的保溫材料厚度較小,實現(xiàn)節(jié)約材料的目的。外保溫使墻體保溫隔熱性能提升,室內(nèi)熱能傳導(dǎo)損失減少,室內(nèi)熱穩(wěn)定性提高。此外,雨雪風(fēng)霜對外墻體的侵蝕作用也減少,墻體防潮性能提高,避免了室內(nèi)墻體出現(xiàn)結(jié)露、霉斑等現(xiàn)象。由于保溫材料在墻體外側(cè),保溫材料內(nèi)的毒害物質(zhì)對室內(nèi)環(huán)境不會造成影響。外保溫材料中,主要有擠塑聚苯板、膨脹聚苯板、酚醛樹脂、硬泡聚氨酯及巖棉板等。隨著建筑防火需求的提高,部分耐火性能差的保溫材料也逐漸被禁用,諸如HX隔離室防火保溫板等新型防火保溫材料的應(yīng)用逐漸增多,建筑外圍保護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用熱工性能較好的材料,可實現(xiàn)降低能耗的要求,實現(xiàn)建筑節(jié)能的需求。

3.2門窗幕墻

玻璃幕墻與玻璃門窗是建筑通風(fēng)、采光的通道,由于經(jīng)窗戶損失的能耗非常大,為了降低建筑能耗,可從以下措施減少能耗損失:首先,應(yīng)用中空玻璃。中空部分厚度不低于9mm,在幕墻中使用時,厚度不能低于9mm,適合厚度為12~20mm之間。為了使保溫性能進(jìn)一步提升,可使用Low-E中空玻璃,也較低輻射玻璃,其中充有惰性氣體,在玻璃面鍍多層化合物或金屬構(gòu)成膜系產(chǎn)品,具有較好的透光性與隔熱性。在門窗材料方面主要采用塑料型鋼、金屬-木復(fù)合型材、玻璃鋼型材等,幕墻可用斷熱型材、隱框結(jié)構(gòu)及斷熱連接固緊件,降低熱橋效應(yīng)。

3.3屋頂

屋頂節(jié)能設(shè)計中,主要針對太陽輻射熱的隔離為主,降低太陽直射,通過架空屋面、設(shè)保溫隔熱層、安裝太陽能熱水器、淺色屋面及種植植物等措施處理。還可設(shè)計蓄水屋面、通風(fēng)屋面等方面,降低空調(diào)冷負(fù)荷,實現(xiàn)夏季降溫費(fèi)用的節(jié)約。在夏熱冬冷地區(qū),屋頂保溫材料主要使用擠塑聚苯板,該材料內(nèi)部為獨(dú)立的密閉式氣泡結(jié)構(gòu),是一種吸水率低、抗壓高、不透氣、防潮、抗老化、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)材料,導(dǎo)熱系數(shù)較低,能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗的目的。如圖1所示,改變屋頂傳熱系數(shù)對整棟建筑節(jié)能效率的影響中,對頂層影響較大,而對地層以下影響較小,也綜合分析,也具有較好的節(jié)能效果。

4結(jié)語

冬冷夏熱地區(qū)居住建筑節(jié)能措施和途徑還有很多,在諸多節(jié)能措施中,要合理選擇節(jié)能方案,既要能夠降低能耗及資金的投入,還要保證節(jié)能效果的最大實現(xiàn)。除了對自然條件充分利用外,在建筑材料、空間、結(jié)構(gòu)等設(shè)計方面,也要合理布局,同時,對可再生能源的利用也是建筑節(jié)能設(shè)計中的關(guān)鍵點(diǎn),是夏熱冬冷地區(qū)居住見著發(fā)展的一個主要方向。

參考文獻(xiàn)

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作者:陸丕偉 單位:華藍(lán)設(shè)計(集團(tuán))有限公司

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