建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)大綱

1、建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)大綱高層住宅節(jié)能設(shè)計(jì)學(xué)校:華北水利水電大學(xué)專業(yè):建筑學(xué)小組:王楊輝201106305石明亮201106309吳開放201106313李賓201106320賈夢(mèng)飛201106325郭志丹201106326戴子涵201106333指導(dǎo)老師:盧玫珺建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)大綱摘要:早在20世紀(jì)70年代,建筑節(jié)能的概念就被正式提出,建筑節(jié)能的核心是減少建筑能耗,提高建筑中的能源利用效率。而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng),城市化進(jìn)程加快,高層建筑的發(fā)展已進(jìn)入到住宅領(lǐng)域,并成為建筑行業(yè)的主流。因此,對(duì)于高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的研究,已經(jīng)成為人們普遍關(guān)心的熱點(diǎn)問題。關(guān)鍵詞:高層住宅、節(jié)能設(shè)計(jì)、體形系數(shù)、優(yōu)化結(jié)

2、構(gòu)引言:能源是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件,隨著社會(huì)進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源需求與供給的矛盾日益突出,節(jié)約能源是人類當(dāng)前面臨的重要任務(wù)之一。而建筑節(jié)能是世界建筑發(fā)展的一個(gè)基本趨勢(shì),也是建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。在高層建筑向著更高、更強(qiáng)方向發(fā)展的同時(shí),其節(jié)能設(shè)計(jì)的總趨勢(shì)也發(fā)展為在增進(jìn)人體健康、提高舒適性的條件下,有效利用能源、合理利用資源、減少溫室氣體排放、保護(hù)人類生存環(huán)境。因此,高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)成為世界建筑界共同關(guān)注的課題,亦成為中國(guó)建筑業(yè)熱點(diǎn)問題。設(shè)計(jì)理念:(1充分體現(xiàn)均好性與共享性,以適應(yīng)安置的特性。(2在滿足規(guī)劃要求前提下,減少地下室面積,減少投資。(3根據(jù)規(guī)劃部門小戶型的

3、配置要求,穿插拼接一些一梯三戶至四戶的戶型或一梯四戶點(diǎn)式住宅,減少公攤面積提高住房利用率。(4戶型設(shè)計(jì)盡量做到全明設(shè)計(jì),戶型設(shè)計(jì)新穎,并力求多樣化、個(gè)性化、著重滿足拆遷安置使用要求。(5合理組織內(nèi)部交通,地面做大量的停車位,滿足停車要求。(6設(shè)置恰當(dāng)?shù)男^(qū)中心及景觀空間建筑高低錯(cuò)落有致,創(chuàng)造有特色的建筑群體形態(tài)。(7建筑造型簡(jiǎn)潔明快,既滿足城市景觀要求又實(shí)用美觀大方。一、高層住宅建筑能耗特點(diǎn)1、目前,城市住宅建筑由從前的多層為主改為以中高層為主,建筑結(jié)構(gòu)形式也發(fā)生較大變化,由過去單純的框架結(jié)構(gòu)改變?yōu)橐钥蚣艚Y(jié)構(gòu)為主,墻體結(jié)構(gòu)形式改變對(duì)墻體節(jié)能也提出了新要求,框架結(jié)構(gòu)中主要以填充墻為主,砌塊是否節(jié)

4、能就顯得尤其重要。2、高層建筑體量大容納人數(shù)眾多,為保持正常的運(yùn)作,高層建筑在電梯、空調(diào)、供水、供暖、管理等方面要消耗大量的能源。主要的能源消耗形式包括電、煤、天然氣以及集中供熱的蒸汽和熱水等。其中供暖空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和辦公設(shè)備系統(tǒng)是建筑能耗的4 個(gè)主要系統(tǒng)。當(dāng)建筑外墻采用玻璃幕墻配合外掛鋁塑板的構(gòu)造做法,雖然設(shè)置了聚苯板外保溫但其供暖空調(diào)能耗普遍較高,在窗戶類型的選擇上,分析可知,供暖空調(diào)能耗較高的都采用了單層單玻窗。還發(fā)現(xiàn)幾乎沒有高層建筑采取遮陽手段來降低供暖空調(diào)能耗,尤其是西向遮陽的問題,值得引起專業(yè)人員的重視。3、高層建筑基本空間由主要使用房間、交通聯(lián)系空間(水平交通和垂直

5、交通、輔助使用房間(餐飲和衛(wèi)生間以及設(shè)備系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成,平面布局與空間組織相對(duì)固定,各部分功能空間對(duì)自然采光與通風(fēng)的需求都不容忽視。因此,高層建筑能耗對(duì)氣候的依賴性較弱,若通過調(diào)節(jié)建筑與環(huán)境的關(guān)系來達(dá)到節(jié)約能耗的目的,效果甚微。高層建筑的節(jié)能問題還應(yīng)從建筑自身出發(fā)(如平面形式、進(jìn)深大小、圍護(hù)構(gòu)件、設(shè)備系統(tǒng)等,進(jìn)行節(jié)能措施的探討。4、高層建筑常出現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱能力差的問題,建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括屋面、外墻、外窗以及地面等部位。對(duì)于高層建筑而言,由于其豎向表面面積遠(yuǎn)大于橫向屋面面積,因此,建筑屋頂、建筑外墻及建筑外窗的保溫隔熱能力成為了衡量其圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱能力的決定性因素。二、節(jié)能設(shè)計(jì)方法高

6、層住宅建筑節(jié)能是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,從高層建筑本體技術(shù)到高層建筑用材料產(chǎn)品、高層建筑熱環(huán)境用設(shè)備等都存在著節(jié)能潛力。因此,高層住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)是在保證其使用功能、建筑質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境的前提下,采取各種有效的節(jié)能技術(shù)與管理措施。1、外墻保溫節(jié)能節(jié)能設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下兩方面:在建筑的基本形式不能改變的情況下,高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)可采用外墻外保溫技術(shù)的建筑節(jié)能改造模式,改造時(shí)可多考慮節(jié)能保溫涂料與輕型保溫板材等技術(shù)的復(fù)合運(yùn)用。目前,高效建筑絕熱材料的使用和復(fù)合墻體的做法在國(guó)內(nèi)不斷推廣,通過墻體采用巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯塑料等新型高效保溫絕熱材料,減低外墻傳熱系數(shù)。在對(duì)高層建筑

7、其他功能要求方面考慮較少的情況下,節(jié)能設(shè)計(jì)可采用外墻外保溫技術(shù)和外墻內(nèi)保溫技術(shù)相結(jié)合的節(jié)能改造模式,并配合節(jié)能保溫門窗等共同使用。2、屋面保溫隔熱節(jié)能屋面是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受室外溫度最高的地方,面積也較大,對(duì)高層建筑而言其節(jié)能的重要性尤為突出,因此,屋面的保溫隔熱措施對(duì)改善高層建筑室內(nèi)溫度環(huán)境、節(jié)約整體能耗非常重要。通常的屋面保溫節(jié)能的做法是將容重低、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率低、有一定強(qiáng)度的輕質(zhì)高效保溫材料設(shè)置在防水層和屋面板之間,這種做法為正鋪法。還有許多高層建筑采用了輕質(zhì)高強(qiáng)、吸水率極低的擠塑聚苯板作為保溫材料,采用倒鋪法,取得了較好的效果。倒鋪法是將防水層設(shè)置于保溫層下,其優(yōu)點(diǎn)是由于保溫材料的

8、保護(hù)作用,使防水材料免受室外空氣溫度的變化及施工人員來回走動(dòng)所造成的損壞,大大延長(zhǎng)了防水材料的使用年限,有一定節(jié)能功效,但造價(jià)較高。目前,我國(guó)采用的淺色坡屋面節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)。它既能有效排水,防止屋面滲漏,又能有效隔熱保溫,節(jié)約能源。深暗色的屋頂僅反射不到 30%的日照，而非金屬淺顏色的屋頂至少反射 65%的日照，反 射率高的屋頂大約節(jié)省 2030%的能源消耗。 3、太陽能節(jié)能 高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的另一個(gè)方面是開發(fā)利用新能源， 太陽能作為 一種可再生的潔凈能源，是建筑上很有利用潛力的新能源之一。 太 陽能在我國(guó)高層建筑上的利用方式主要有:被動(dòng)式太陽能采暖、太陽 能熱水、主動(dòng)式太陽能采暖與空調(diào)，以及太

9、陽能發(fā)電等。目前，隨著 節(jié)能設(shè)計(jì)研究和高層建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展， 基于高層建筑的布局特點(diǎn)和使 用特點(diǎn)， 附加陽光間與室內(nèi)采暖設(shè)備相結(jié)合的節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)獲得人們 越來越多地關(guān)注。它能使高層建筑在室外氣象參數(shù)劇烈變化情況下， 室內(nèi)溫度分布更為均衡，改善室內(nèi)熱環(huán)境并節(jié)約能源。 4、合理利用各種基地地形節(jié)能 在北高南低的向陽坡地形上，應(yīng)順著坡向平行布置高層建筑，這 樣既能獲得充分日照和良好的通風(fēng)，且正面視野寬廣，可減少高層建 筑之間的日照間距。 在南高北低的坡地上，要調(diào)性前后排高層建筑的層數(shù)，避免過多 拉大日照間距。還要盡量利用高差所形成的建筑底部的半封閉空間， 作為停車、儲(chǔ)藏等輔助空間。 在東、西向的坡地上

10、，高層建筑應(yīng)按垂直坡地的方向布置，并跟 隨坡地的高差改變其層數(shù)和高度， 保持合理的日照間距， 節(jié)省用地。 在平坦的地形上，則應(yīng)布置成正南、北向(可適當(dāng)偏角，既能順 應(yīng)風(fēng)向，又可獲得較好日照，是減少間距、節(jié)約用地的最好辦法。 在邊角地區(qū)，根據(jù)基地形狀，布置塔式、單元式高層建筑；在基 地的北側(cè)，布置高層建筑，也是節(jié)地的好措施。 5、充分利用自然采光和自然通風(fēng) 為了維持中庭良好的物理環(huán)境， 應(yīng)針對(duì)不同季節(jié)采用不同的氣候 控制方式。冬季：白天應(yīng)充分利用溫室效應(yīng)，并使得中庭頂部處于嚴(yán) 密封閉狀態(tài)，夜晚利用遮陽裝置增大熱阻，防止熱量散失。夏季：應(yīng) 采取遮陽措施，避免過多太陽輻射進(jìn)入中庭，同時(shí)應(yīng)利用煙囪效應(yīng)

11、引 導(dǎo)熱壓通風(fēng)，中庭底部從室外進(jìn)風(fēng)，從中庭頂部排出。同時(shí)注意，要 避免室外新風(fēng)通過功能房間進(jìn)入中庭， 否則將導(dǎo)致該功能房間新風(fēng)量 增大而導(dǎo)致冷負(fù)荷大幅度增加。過渡季：當(dāng)室外溫度較低時(shí)（如低于 25°C 時(shí)候），則應(yīng)充分利用中庭的煙囪效應(yīng)拔風(fēng)，帶動(dòng)各個(gè)功能房 間自然通風(fēng)，及時(shí)帶走聚集在功能房間室內(nèi)和中庭的熱量。 三、高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展前景 面對(duì)全球能源的日益緊張， 世界各國(guó)特別是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)節(jié)能 技術(shù)給予了充分的重視。 而我國(guó)的高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作從上個(gè)世紀(jì) 90 年代初才剛剛啟動(dòng)。因此，我們應(yīng)做到：首先，在設(shè)計(jì)技術(shù)節(jié)能 方面，積極采用節(jié)能建材、新型節(jié)能墻體、屋面的保溫隔熱技術(shù)、節(jié) 能門窗的保溫隔熱和密閉技術(shù)， 加大新能源和可再生能源如太陽能和 低熱能在高層建筑中的應(yīng)用，并進(jìn)一步推廣不同能源的熱泵技術(shù)、產(chǎn) 品以及回收廢熱、余熱技術(shù)；其次，在高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)管理方面， 加強(qiáng)高層建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作，嚴(yán)格實(shí)行高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，要把 高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)作為高層建筑設(shè)計(jì)是否達(dá)標(biāo)的重要考核項(xiàng)目；再 次， 在高層建筑設(shè)備產(chǎn)品的使用方面， 應(yīng)采用節(jié)能型供熱、 空調(diào)設(shè)備， 并提高設(shè)備運(yùn)行時(shí)的能源利用率，以達(dá)到更好節(jié)能的目的。 總之，建筑節(jié)能是國(guó)家發(fā)展的基本國(guó)策之一，高層建筑又是