建筑能耗模擬和分析論文

1、淺談建筑節(jié)能的重要性及建筑的節(jié)能設(shè)計摘要:建筑節(jié)能有利于從根本上促進能源資源節(jié)約和合理利用,緩解我國能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾;有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展;有利于長遠的保障國家能源安全、保護環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀。建筑設(shè)計是其中一個很重要的環(huán)節(jié)。本文從建筑節(jié)能的基礎(chǔ)出發(fā),對建筑節(jié)能設(shè)計方面進行了探索。 關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;建筑節(jié)能設(shè)計;重要性 一、引言 建筑節(jié)能是整個建筑全壽命過程中每一個環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計、建造和使用過程中,通過合理的規(guī)劃設(shè)計,采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備,執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),加強建筑物節(jié)能設(shè)備的運行

2、管理,合理設(shè)計建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。 如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的巨大負擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。 二、建筑節(jié)能的重要性 目前世界范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源日趨枯竭,人類將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)帷L(fēng)力、太陽能、核能,而我國的能源問題更加嚴(yán)重。 我國能源發(fā)展主要存在四大問題:人均能源擁有量低、儲備量低;能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主,約占

3、75%,全國年耗煤量已超過13億t;能源資源分布不均,主要表現(xiàn)在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足,造成北煤南運、西氣東送、西電東送;能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發(fā)達國家低10%。 隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現(xiàn)有建筑面積為400多億m2,絕大部分為高能耗建筑,且每年新建建筑近20億m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的巨大負擔(dān)。因此

4、建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。 三、建筑節(jié)能設(shè)計的重要性 建筑節(jié)能設(shè)計是全面的建筑節(jié)能中一個很重要的環(huán)節(jié),有利于從源頭上杜絕能源的浪費。 (一)整體及外部環(huán)境的節(jié)能設(shè)計 建筑整體及外部環(huán)境設(shè)計是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設(shè)計,使建筑獲得一個良好的外部微氣候環(huán)境,達到節(jié)能的目的。 1合理選址 建筑選址主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土質(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設(shè)計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境,為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件,同時又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。 2合理的外部環(huán)境設(shè)計 在建筑位址確定之后,應(yīng)研究其微氣候特征。根

5、據(jù)建筑功能的需求,應(yīng)通過合理的外部環(huán)境設(shè)計來改善既有的微氣候環(huán)境,創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境,主要方法為:在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風(fēng)沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;創(chuàng)造人工自然環(huán)境,如在建筑附近設(shè)置水面,利用水來平衡環(huán)境溫度、降風(fēng)沙及收集雨水等。 3合理的規(guī)劃和體型設(shè)計 合理的建筑規(guī)劃和體型設(shè)計能有效地適應(yīng)惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應(yīng)草原的惡劣氣候,起到減少建筑的散熱面積、抵抗風(fēng)沙的效果;對于沿海濕熱地區(qū),引入自然通風(fēng)對節(jié)能非常重要,在規(guī)劃布局上,可以通過建筑的向陽面和背陰面形成

6、不同的氣壓,即使在無風(fēng)時也能形成通風(fēng),在建筑體型設(shè)計上形成風(fēng)洞,使自然風(fēng)在其中回旋,得到良好的通風(fēng)效果,從而達到節(jié)能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并盡量減少太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計應(yīng)考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向同時滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此,只能權(quán)衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出適合這一地區(qū)氣候環(huán)境的最佳朝向和較好朝向。(二)單體的節(jié)能設(shè)計 單體的節(jié)能設(shè)計,主要是通過對建筑各部分的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計、建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計

7、,以及一些新型建筑節(jié)能材料和設(shè)備的設(shè)計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件,以達到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。 1建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計 建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計,主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分功能的同時,通過對各部位(屋頂、樓板、墻體、門窗等)的造型、結(jié)構(gòu)、材料等方面加以進一步設(shè)計,充分利用建筑外部氣候環(huán)境條件,達到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。 屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,主要節(jié)能措施為:采用坡屋頂;加強屋面保溫措施;根據(jù)需要,設(shè)置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。 樓板層的節(jié)能設(shè)計。主要是利用其結(jié)構(gòu)中空空間,以及對

8、樓板吊頂造型加以設(shè)計。如將循環(huán)水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環(huán)降低室內(nèi)溫度,冬季利用熱水循環(huán)取暖。 建筑外圍護墻體的節(jié)能設(shè)計。墻體的節(jié)能設(shè)計除了適應(yīng)氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應(yīng)體現(xiàn)在能夠改善微氣候環(huán)境條件的特殊構(gòu)造上,如寒冷地區(qū)的夾心墻體設(shè)計、被動式太陽房中各種蓄熱墻體(如水墻)設(shè)計、巴格達地區(qū)為了適應(yīng)當(dāng)?shù)馗蔁釟夂驐l件在墻體中的風(fēng)口設(shè)計等;而在馬來西亞,楊經(jīng)文設(shè)計的檳榔嶼州MennaruUmno大廈外墻中,則外加了一種“捕風(fēng)墻”的特殊構(gòu)造設(shè)計,在建筑兩側(cè)設(shè)陽臺開口,開口兩側(cè)外墻上布置兩片擋風(fēng)墻,使兩通風(fēng)墻形成喇叭狀的口袋,將風(fēng)捕捉到陽臺內(nèi),然后通過陽臺門的開口大小控制進風(fēng)量

9、,形成“空氣鎖”,可以有效地控制室內(nèi)通風(fēng)。 建筑門窗的節(jié)能設(shè)計。據(jù)統(tǒng)計資料,在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此,解決好門窗節(jié)能的問題相當(dāng)重要。 建筑物圍護結(jié)構(gòu)細部的節(jié)能設(shè)計。細部的節(jié)能設(shè)計對于建筑物的整體節(jié)能也非常重要,應(yīng)從以下各部位著手:熱橋部位應(yīng)采取可靠的保溫與“斷橋”措施;外墻出挑構(gòu)件及附墻部件,如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調(diào)室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應(yīng)采取隔斷熱橋和保溫措施;窗口外側(cè)四周墻面,應(yīng)進行保溫處理;門、窗框與墻體之間的縫隙,應(yīng)采用高效保溫材料填堵;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

10、、窗的熱工性能;采用全玻璃幕墻時,隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應(yīng)填充保溫材料。 2合理的建筑空間設(shè)計 合理的空間設(shè)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(平面分隔和豎向分隔),以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件,達到節(jié)能目的。 3選用建筑節(jié)能材料 合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的一個重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟、節(jié)能的原則。一方面,隨著科技的發(fā)展,大量的新型高效材料不斷被研制并應(yīng)用到建筑設(shè)計中去,更好地起到節(jié)能效果。如新型保溫材料、防水材料在墻體屋頂中的應(yīng)用,達到了更好的保溫防潮效果;新型透光隔熱玻璃(如Low-E玻璃等)在門窗中的應(yīng)用,起到了更好的透光隔熱效果;采用可調(diào)節(jié)的鋁材遮陽板,達到遮陽的目的。 四、結(jié)語 全面的建筑節(jié)能是一項系統(tǒng)工程。目前,國家已制定了公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對建筑節(jié)能做出了明確的政策規(guī)定;在具體實踐中還必須由設(shè)計、施工、各級監(jiān)督管理部門、開發(fā)商、運行管理部門、用戶等各個環(huán)節(jié),按照國家的節(jié)能政策和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,全面地、嚴(yán)格地采取節(jié)能措施,讓每一位公民真正樹立起全面的建筑節(jié)能觀,將建筑節(jié)能真正落到實處。參考文獻：1、 超低能耗建筑