建筑節(jié)能設(shè)計研究

1、建筑節(jié)能設(shè)計研究摘要:建筑節(jié)能設(shè)計對于進(jìn)步建筑的能源利用效率,降低建筑的能耗有著重要的意義。文章簡要討論了幾個建筑節(jié)能設(shè)計的要點(diǎn)。關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能設(shè)計自然通風(fēng)日照0引言據(jù)統(tǒng)計,全世界的能源消耗中,在建筑的建造、使用和維護(hù)過程中消耗的能源就占到了一半,可見,在能源危機(jī)不斷加重的今天,加強(qiáng)建筑的節(jié)能設(shè)計就顯得意義重大。通過對建筑進(jìn)展合理的規(guī)劃與設(shè)計,改善建筑的日照與通風(fēng)效果,降低建筑夏季的空調(diào)制冷、冬季采暖以及照明的能耗,從而獲得良好的節(jié)能效果。下面筆者簡要從建筑整體規(guī)劃及單體設(shè)計兩個方面討論建筑的節(jié)能設(shè)計。1建筑整體規(guī)劃中的節(jié)能設(shè)計建筑整體規(guī)劃設(shè)計是建筑節(jié)能設(shè)計的重要內(nèi)容之一,應(yīng)結(jié)合地區(qū)的氣候特

2、點(diǎn)及周邊自然環(huán)境,綜合考慮建筑設(shè)計與建筑微氣候、建筑技術(shù)和能源的有效利用等之間的最正確結(jié)合點(diǎn),降低建筑夏季降溫和冬季取暖的能耗,進(jìn)步建筑的舒適度。在建筑的規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)。1.1日照環(huán)境設(shè)計加強(qiáng)對太陽能的利用是建筑節(jié)能設(shè)計的重要內(nèi)容。建筑規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)考慮爭取冬季建筑日照時間,溫暖和枯燥環(huán)境,夏季防止強(qiáng)烈的太陽輻射。因此,應(yīng)合理設(shè)計建筑間距及朝向。在規(guī)劃設(shè)計時,應(yīng)在建筑物之間留出一定的間隔 ,確保陽光能直接照射到建筑室內(nèi),也即是保持合理的日照間距。日照間距是由當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?、日照?biāo)準(zhǔn)、建筑朝向、高度及建筑用地的地形等因素決定的。在目前城市用地非常緊張的形勢下,應(yīng)權(quán)衡好進(jìn)步建筑密度與保持建

3、筑日照間距之間的關(guān)系,以獲得最正確的開發(fā)效益。此外,建筑物朝向的選擇應(yīng)滿足冬季能獲得足夠的日照,避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向,防止冷風(fēng)進(jìn)入室內(nèi),還應(yīng)考慮夏季防止太陽輻射,但通常都難以獲得既夏季防熱又冬季保溫的理想朝向,對于夏季炎熱并且冬季不是很冷的南方來說,建筑物的朝向應(yīng)以考慮夏季防曬為主。1.2通風(fēng)節(jié)能設(shè)計組織好建筑物室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計,不僅有利于改善住宅室內(nèi)的空氣品質(zhì),滿足人體安康舒適的要求,還可減少開空調(diào)的時間,降低建筑的能耗。因此在建筑群體總平面布置和單體設(shè)計時,考慮自然通風(fēng)是非常必要的。自然通風(fēng)最根本的動力是風(fēng)壓和熱壓,建筑物正面迎風(fēng)時,建筑物外表的阻擋會使其迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓區(qū),氣流繞過建筑物各側(cè)面及

4、反面,便會隨之形成負(fù)壓區(qū),使得建筑迎風(fēng)面和背風(fēng)面產(chǎn)生壓力差,改善了自然通風(fēng)的條件。要想較好地利用風(fēng)壓來實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng),建筑大立面應(yīng)面向夏季主導(dǎo)風(fēng)向,其外表形成足夠的壓力差,開窗之后并會形成氣流。在總體規(guī)劃時,還可通過設(shè)計附屬構(gòu)造、道路、景觀等來合理引導(dǎo)風(fēng)朝向主要建筑(或避開主要建筑),以降低溫度(或減少熱損失)。此外,在設(shè)計中還可采用種植樹木、建筑層層后退、高層建筑周圍設(shè)低層裙房、在建筑中間開洞等方式來改善風(fēng)環(huán)境。1.3綠化環(huán)境設(shè)計綠色植物對于調(diào)節(jié)局部小氣候有著非常顯著的效果,合理布置的植被會在盛夏形成自然蔭涼,在一定程度上防止建筑外墻被曝曬,減少外部的熱反射和眩光進(jìn)入室內(nèi),同時還可產(chǎn)生蒸騰作用

5、,帶走帶來熱量,增加空氣濕度,降低環(huán)境溫度。有綠色植被的墻體或者屋面,其降溫效果是非常明顯的。在建筑的綠化景觀規(guī)劃設(shè)計中,種植成排的植物能產(chǎn)生狹管效應(yīng),引導(dǎo)并放大夏日微風(fēng),加快散熱速度;還可在建筑的西墻種植爬墻植物,對于高層建筑,可分層種植,以便植物布滿墻面;有條件的也可設(shè)置屋頂花園。在建筑的南向應(yīng)種植落葉植物,以便夏日提供濃蔭遮擋烈日,秋冬落葉之前方便陽光直射室內(nèi)。2建筑單體節(jié)能設(shè)計2.1平面布置設(shè)計節(jié)能建筑平面設(shè)計應(yīng)盡量緊湊,減少外墻長度,建筑的平、立面不宜出現(xiàn)過多的凹凸,以減小體型系數(shù),因為體型系數(shù)越小,外圍護(hù)構(gòu)造的傳熱損失也越小,體型系數(shù)控制在0.3以內(nèi)為宜。應(yīng)注意戶內(nèi)熱環(huán)境的合理分區(qū)

6、,盡量將廚房、衛(wèi)生間、儲藏室、走道等熱環(huán)境質(zhì)量較低的房間至于冬季溫度較低的區(qū)域內(nèi);臥室、客廳等主要房間應(yīng)考慮夏季隔熱,并宜避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向。房間進(jìn)深也不得過大(一般不宜超過14),對于單側(cè)通風(fēng)的房間,房間進(jìn)深與高度的比值應(yīng)小于2.5,有對開窗、可形成穿堂風(fēng)的房間,進(jìn)深與高度之比應(yīng)小于5。2.2墻體節(jié)能設(shè)計2.2.1西墻隔熱措施。南方地區(qū)大多夏季西曬時間較長,太陽輻射強(qiáng),所以應(yīng)采取一定的措施對沒有遮擋的建筑向西山墻面進(jìn)展隔熱。如前面提到的在西墻種植爬墻植物,遮擋陽光直射。也可將西墻做成夾空氣間層的兩層墻體,利用空氣間層起到很好的隔熱效果,雙層(或三層)玻璃幕墻就是當(dāng)今節(jié)能建筑中所普遍采用的一項技

7、術(shù),玻璃之間留有一定寬度的通風(fēng)道,利用煙囪效應(yīng)對通風(fēng)道進(jìn)展通風(fēng),帶走熱空氣,并配有可調(diào)節(jié)的百葉,夏季有較好的遮陽效果。此外,整個建筑外表材料顏色選擇反光的淺色,也能反射一些太陽輻射和熱量。2.2.2外墻保溫措施。節(jié)能建筑外墻設(shè)計中,通常有單一材料保溫和復(fù)合材料保溫兩種墻體保溫形式。單一材料保溫層即是將保溫層與承重構(gòu)造材料結(jié)合在一起,由于還有裝飾面層和保護(hù)層等,所以這種圍護(hù)構(gòu)造極少。復(fù)合材料保溫的方式是將構(gòu)造材料與高效的保溫材料及裝飾材料一起使用,使構(gòu)造材料承受壓力,飾面材料用于裝修,輕質(zhì)材料用于保溫,這樣的墻體不僅厚度小,相應(yīng)的增加了房屋的使用面積,并且保溫性能好。2.3窗戶節(jié)能設(shè)計窗戶的面積

8、一般會占到建筑面積的1/5左右,而窗戶的熱阻較之墻體的熱阻要小很多,所以窗戶面積的大小及其保溫性能的優(yōu)劣,會直接關(guān)系到建筑采暖和空調(diào)能耗量。南方的建筑門窗節(jié)能應(yīng)側(cè)重在夏季防熱上,并兼顧冬季保溫。應(yīng)加強(qiáng)窗戶的隔熱性能,可在玻璃上利用熱反射材料遮陽,如采用吸熱玻璃、低輻射玻璃、熱反射鍍膜玻璃和熱反射薄膜等;南方地區(qū)一年中需要較長時間的遮陽,所以可在南向窗戶設(shè)置永久遮陽板遮陽,對于東、西朝向的窗口,可設(shè)置活動的遮陽板,以便隨陽光照射的情況加以調(diào)節(jié);還可通過加寬挑檐、外走廊和凸陽臺等建筑構(gòu)件處理的方式來進(jìn)展遮陽。要進(jìn)步窗戶的氣密性,以減少縫隙處的能量損失,可采用氣封條,進(jìn)步外窗氣密程度;還可通過進(jìn)步窗

9、用型材的規(guī)格尺寸、準(zhǔn)確度來減少開啟縫的寬度;也可改進(jìn)密封方法,如在框與扇之間采用雙級或三級密封的方法。還可通過利用空氣間隔層增加窗戶傳熱阻、加強(qiáng)窗戶框料的阻熱性能等手段來改善窗戶的保溫性能。2.4屋面節(jié)能設(shè)計建筑屋頂所造成的室內(nèi)外溫差傳熱耗熱量,要遠(yuǎn)大于外墻或地面的耗熱量,加強(qiáng)屋頂保溫節(jié)能對建筑造價影響不大,卻有著非常明顯的節(jié)能效益。2.4.1倒置式屋面。倒置式屋面即是把保溫層放在防水層的上面,這種方式顛倒了傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層與防水層,并且采用“憎水性保溫材料。2.4.2鋪土種植隔熱屋頂。在屋頂種植植物,可減少太陽對屋頂?shù)妮椛?并通過植物的蒸騰作用來進(jìn)步隔熱效果。2.4.3蓄水屋面。在剛性防水屋面上蓄一層水,通過水分蒸發(fā)來帶走大量的熱量,從而有效地減弱了屋面的傳熱量,降低屋面溫度改善屋面熱工性能。2.4.4淺色坡屋面。在太陽輻射最強(qiáng)的中午時間,太陽光對平屋頂是正射的,深色的平屋面對太陽輻射的反射不到30%,而淺色的坡屋面至少反射65%的太陽輻射,從而有效節(jié)省空調(diào)能