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浅谈建筑节能设计措施

发布时间:2020年03月04日 14:36:47  作者:戴偕发  来源:快乐教育网  浏览:   【】【】【
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摘 要:建筑业属于能耗较大的行业,因此,建筑节能受到建筑界的高度重视。本文从节能环保的角度,在论述建筑节能概念、建筑节能的意义和建筑能耗分析的基础上,提出建筑节能
设计的措施。
关键词:建筑节能;节能设计;能耗分析;设计措施
1 建筑节能的概念
建筑节能,是建筑全寿命周期中每一个环节节能的总和。具体是建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过一系列合理的技术设计,采用节能型的建筑构造、材料产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物所使用的节能设备的运行管理,提高建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境的前提下,降低建能源消耗,合理、有效地利用能源。
2 建筑节能的意义
目前节能减排是我国发展工业的重要目标,地球上不可再生的资源已经越来越少,因此必须节约能源,发展可再生的能源,走可持续发展之路。资料表明2017年国家建筑行业消耗能源折算成煤炭为1.18亿吨,占全国总能耗的11.9%。2018年建筑所消耗的能源折算成煤炭是 1.8 亿吨,所占比例约为 15%,2019也就是今年国家建筑行业消耗能源折算成煤炭为3.76亿吨,站全国总能耗的27.6%。所以从统计数据看来,建筑所消耗的能源呈现逐年递增趋势。随着经济建设的发展,建筑节能受到建筑界的高度重视,节能设计是落实可持续发展理念的一个重要措施。建筑业是一个对能源消耗极大的产业,近年来人们对高质量建筑产品需求日益增加,导致更多的能源在产品建造及运营管理中被浪费,尤其是在采暖和空调耗能方面消耗不断
上升,使建筑总能耗量已达到全国能源消耗的40%以上。国家开展节能工作以来颁布了 JGJ 26—95《民用建筑节能设计标准》、JGJ 134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、DBJ01-79—2004《住宅建筑门窗技术规范》、GB 50189—2015《公共建筑节能设计标准》等多个标准及规范,对建筑节能提出了明确要求。建筑节能设计迫在眉睫,从技术层面开展建筑节能设计具有十分重要的意义。
实践中发现建筑节能技术和设计元素的融合是一种全新的设计,其中包括保温隔热技术、太阳能与建筑一体化技术、遮阳技术等等,这些节能理念融入建筑设计中优化了设计方案,提高了材料和能源的利用率,缩短了建设周期节省成本,使建筑产品得到增值。因此,建筑节能对于建筑产品的全生命周期具有极强的现实意义。
3 建筑能耗分析
理论上,影响建筑节能的因素很多,有政策的因素,有市场的因素,有业主的因素等等。多数人将建筑的能耗分为两大类:广义的建筑能耗和狭义的建筑能耗。其中广义的建筑能耗指的是建设阶段的能耗,尤其在施工的过程中所使用的工艺和材料在整个施工周期中能耗影响是非常巨大的。
而狭义上的建筑能耗是投入使用之后运行管理阶段的能耗,人们在生活使用中单体建筑能量消耗的方式很多:室内的照明、采暖、空调、热水使用、设备运行等,但是夏冬两季的采暖通风是能量消耗的主要途径。外围护结构长期暴露在室外直接和空气接触,将成为能量消耗的主要对象。建筑围护结构的传热是通过暴露在空气中的外墙、外窗、屋面及地面发生的,有架空层的房屋地面会发生传热,地面与土壤接触也会发生传热。建筑物其他方面的运营设备,如照明、通风、消防、排水等设施系统在运行中整体能耗也是十分巨大的。通过技术设计降低建筑能耗是我们长期研究的课题。
4 建筑节能设计措施
4.1 选址、规划节能设计措施
规划设计前依照拟建建筑物的性质做好选址工作是至关重要的,从表面上看,选址与节能理念关联不大,但是正确的选址对今后建筑产品的建设及运营管理产生能源消耗有很大的影响。建筑物不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹型地域,主要是考虑冬季冷空气流在凹地理形成对建筑物的“霜冻”效应。江河湖泊丰富的区域,易产生水陆风而形成气流运动,充分利用水陆风以取得穿堂风的效果,改善夏季热环境,节约空调能耗。因此业主在选址前要查阅被选址的水文环境资料,对周围环境做出评估与分析,综合考虑地形、风向、日照和原有建筑等情况。
大多数建筑的出现使得城市出现了拥挤与无序化的混乱现象,这种环境下需要重视对单体建筑进行场地设计,不光建筑周围环境需要重视与周围绿地和水面环境的有机融合,单体节能
规划时还应该处理好建筑的最佳朝向,合理利用太阳能,风能及地下水资源。比如,北方城市相对比较干燥,缺乏水资源,应该增加涉水环境设计,南方建筑要做好遮阳降低热岛效应,做好遮阳通风设计。如果建筑师在规划设计时考虑以上因素,建筑单体将会和环境融为一体,运营中将达到舒适高效的节能效果。
4.2 建筑单体节能设计措施
建筑单体的设计应弄清平面尺寸、建筑平面形状、建筑长度、建筑宽度与建筑节能的关系。相同体积下,维护结构的总面积越小越好;建筑形体的计,南墙面积尽可能地增大,其他表面积相对减少,控制好“表面面积系数”。例如:一栋长方形建筑物,在场地允许的情况下最好的体型设计是将长轴方向东西布置,增加建筑物南向的受光面,提高节能效率。设计师在设计师是还可以根据地区环境的不同合理增加建筑物的层数,加大进深,加大体量等方式进行建筑节能设计。
4.3 墙体节能设计措施
众所周知,墙体是建筑物体积占比较大的构建,外墙是暴露在空气当中的围护构件,其所使用的材料必须要具有较好的保温(隔热)性能。我国很多单体建筑物常用的外墙材料为空心砌块墙体和加气混凝土墙体,但是这些材料的导热系数比较高,已经不能很好地适应建筑节能要求。目前墙体节能设计的原理是控制好墙体的导热系数,减少热传递的速度从而达到节能的目的。
具体措施一般采取复合墙体的设计方法,外围护墙体的材料选用新型节能材料代替传统的材料,保温材料选择满足防火要求的聚苯乙烯泡沫塑料板。这种复合墙可做成外保温,夹层
保温和内保温,经试验分析外保温优于夹层保温,内保温次于夹层保温。国际上,寒冷地区建筑外围护墙体节能设计也是这样的设计方法。对于高层建筑外围护结构采用玻璃幕墙,则节能设计要通过热工计算选用吸热玻璃、热反射玻璃、Low-E玻璃、玻璃贴膜等新型材料满足节能设计。外围护结构是干挂石材的墙体,设计方案不仅要考虑填充材料的导热系数,还要设计好节点构造。装配式建筑外墙还要完成新型一体化墙板的设计满足发展的需要。
4.4 屋面节能设计措施
屋面是建筑物的第五立面,是建筑设计中重要的一部分。目前,设计师非常重视屋面的节能设计,在对单体建筑物的屋面进行设计的过程中可以采取下面三点措施节约资源降低能耗。
首先可以采用坡屋顶或架空隔热屋面来提高屋面保温隔热效果;其次应该采用高效保温材料作为屋面的保温层;最后可以采用屋面遮阳措施,增加绿植覆盖,通过这样的方式帮助单体建筑物塑造良好建筑形体。
4.5 窗户节能设计措施
在建筑物的围护中,以面积与能量损失率计,保温隔热最薄弱的部位是门窗。从门窗散失的能量约占建筑使用过程总能耗的35%~40%,门窗是建筑节能降耗的关键,又影响到采光、通
风、隔声及立面造型艺术的设计,这就对门窗的设计提出了更高的要求。门窗的节能设计主要考虑材料的保温隔热性和的密闭性。具体是:(1)选择适宜的窗框型材。如玻璃钢、铝木整体型材和钢塑整体型材及UPVC塑料型材等技术含量高的材料。(2)合理的选用玻璃。如中空或真空玻璃、低辐射镀膜玻璃和良好的中空玻璃隔条,减小能量消耗,避免在严寒的冬季出现结露、结霜。(3)确保五金配件和密封材料的质量。(4)合理窗型设计。节能窗窗型宜采用大固定、小开启的方式来减少空气渗透量、增大采光面积提高节能的效果。
4.6 新能源技术的设计
在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源,包括利用太阳能(光热技术和光电技术)、地热能及风能等。这些能源是清洁能源,是
可再生的。所以在建筑节能设计中优先选用新能源技术是技术的革命,是建筑尊重自然、迎合自然的一中合理需求,是建筑节能减排高质量发展的真实所在。
5 结语
综上所述,随着建筑业的发展,建筑节能逐渐受到整个行业的关注和重视,同时也促进了行业对节能技术的研究。因此,在建筑设计中运用合理的技术满足不同建筑性质的节能指标可使建筑产品获得更大的增值效益。
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