劉春曉
引言:隨著國家對節(jié)能問題的重視,針對本國國情制定了《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、《公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》等一系列的有關(guān)建筑節(jié)能法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。節(jié)約資源、節(jié)省能源、建設(shè)節(jié)約性社會成為2005年以來的重要話題,本文從建筑物的整體及外部環(huán)境和單體的節(jié)能設(shè)計進(jìn)行闡述,并對加強建筑節(jié)能設(shè)計的主要措施進(jìn)行探討。
前言
建筑節(jié)能設(shè)計是整個建筑全過程中每一個環(huán)節(jié)節(jié)能設(shè)計的總和。在經(jīng)濟(jì)性條件允許的情況下,采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備,采取先進(jìn)的設(shè)計措施,合理設(shè)計建筑圍護(hù)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,以及利用可再生的自然資源,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。
一、建筑節(jié)能的重要性
我國是一個耗能大國,建筑直接消耗的能源占全社會能源消費量的46%~50%,而發(fā)達(dá)國家建筑用能一般只占到全國總能耗的30%~40%。建筑節(jié)能成為建設(shè)集約型社會的重中之重。同時有利于緩解由于溫室氣體過度排放造成全球變暖的威脅,實現(xiàn)了社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
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)能設(shè)計構(gòu)造設(shè)計、建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計,以及一些新型建筑節(jié)能設(shè)計材料和設(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(dá)到節(jié)能設(shè)計和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。
1 建筑各部位的節(jié)能設(shè)計構(gòu)造設(shè)計
建筑各部位的節(jié)能設(shè)計構(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,通過對各部位的造型、結(jié)構(gòu)、材料等方面加以進(jìn)一步設(shè)計,充分利用建筑外部氣候環(huán)境條件,達(dá)到節(jié)能設(shè)計和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。
(1)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,也是日照影響最強烈的部位,如何隔絕日照是節(jié)能設(shè)計的主要部分。主要節(jié)能設(shè)計措施為:①采用蓄水屋面或綠化屋面;②加強屋面保溫措施;③根據(jù)需要,設(shè)置保溫隔熱層
(2)樓板層的節(jié)能設(shè)計。主要是利用樓面墊層中埋循環(huán)水管,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,同時加強樓上樓下,戶與戶之間的保溫分隔,便于分戶計量,在住戶不同時居住或居住溫度要求不統(tǒng)一時,做到靈活開啟,有效節(jié)能。
(3)建筑外圍護(hù)墻體的節(jié)能設(shè)計。墻體的節(jié)能設(shè)計主要分為內(nèi)保溫和外保溫,目前應(yīng)用較廣的是外保溫,在外保溫設(shè)計中,除考慮節(jié)能效果外,一是還應(yīng)充分考慮外保溫設(shè)計中的防火設(shè)計,由于外保溫多為松散材料,阻燃性較差,故研究發(fā)明并采用阻燃性能優(yōu)異的保溫材料十分迫切,再輔以必要的防火隔離措施,基本能達(dá)到要求。二是要注意與外墻飾面材料的結(jié)合問題,由于保溫材料輕質(zhì)松散的特性,單純采用粘貼的形式,很容易形成外飾面的脫落,影響美觀和安全。所以采用機械固定的方式,雖然損失一定能耗,但對于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耐久性提高有極大的幫助。
(4)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)能設(shè)計的問題相當(dāng)重要,目前常用的窗框型材為斷橋鋁合金和塑鋼,玻璃品種主要有中空玻璃、真空玻璃、low-e玻璃等,塑鋼隔熱性較好,但易老化,易變性,加強窗框與窗洞口的連接與密閉十分必要,必要時應(yīng)采取一些密閉措施,防止雨水灌入。斷橋鋁合金熱工性能稍差,但耐久性好,配以low-e中空玻璃即可取得很好的節(jié)能效果,不過成本稍高。
(5)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)部的節(jié)能設(shè)計。細(xì)部的節(jié)能設(shè)計對于建筑物的整體節(jié)能設(shè)計也非常重要,應(yīng)從以下各部位著手:一是熱橋部位應(yīng)采取可靠的保溫與“斷橋”措施;二是外墻出挑構(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;三是窗口外側(cè)四周墻面,應(yīng)進(jìn)行保溫處理;四是門窗框與墻體之間的縫隙,應(yīng)采用高效保溫材料填堵;五是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、窗的熱工性能;六是采用全玻璃幕墻時,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(jìn)行合理分隔(平面分隔和豎向分隔)如:南北通透、上下貫通等以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件,達(dá)到節(jié)能設(shè)計目的。
3 可再生資源的利用
太陽能的利用及風(fēng)能的利用,如:一是將太陽輻射能收集起來,通過與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置,主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。通常根據(jù)所能達(dá)到的溫度和用途的不同,而把太陽能光熱利用分為低溫利用(<200℃)、中溫利用(200~800℃)和高溫利用(>800℃)。目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能干燥器、太陽能蒸餾器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調(diào)制冷系統(tǒng)等,中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發(fā)電聚光集熱裝置等,高溫利用主要有高溫太陽爐等。二是太陽能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電。
4 能照明燈具的應(yīng)用
高效節(jié)能照明設(shè)計的首要條件就是科學(xué)的選用電光源。光源光效和發(fā)光利用率的高低將直接影響到照明系統(tǒng)的節(jié)能效果。在燈具選型時需要充分考慮光源的光效、發(fā)光角度和燈具效率。
采用LED光源或進(jìn)行LED光源的二次配光設(shè)計,以提高照度、照度均勻度以及燈具效率。既保證優(yōu)良的照明效果,又能節(jié)能并減少運行維護(hù)投入。
三、認(rèn)真做好建筑物的規(guī)劃設(shè)計
在規(guī)劃設(shè)計階段提高節(jié)能設(shè)計效果,就應(yīng)從建筑物選址、分區(qū)、建筑物和道路布局走向、建筑物方位朝向、建筑體型、建筑間距、夏冬季季風(fēng)主導(dǎo)方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計研究,解決日照、通風(fēng)、夏季散熱、冬季保暖等問題,以提高節(jié)能設(shè)計效果。
四、結(jié)語
總而言之,隨著當(dāng)前環(huán)保節(jié)能觀念的不斷加強,必須要加強對建筑節(jié)能設(shè)計的分析和研究,嚴(yán)把設(shè)計關(guān),使得建筑能源消耗降低,加強對家居生活成本的控制,使建筑功能得到充分發(fā)揮,一方面,為人們的正常生活提供一個舒適、健康的生活環(huán)境,提高住宅的品質(zhì),實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展;有利于長遠(yuǎn)的保障國家能源安全、保護(hù)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。
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(作者單位:河北新天際建筑設(shè)計有限公司)