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建筑節(jié)能設(shè)計需要注意的問題初探

所屬欄目:建筑設(shè)計論文 發(fā)布日期:2012-12-17 09:06 熱度:

  摘要:節(jié)約能源是我國經(jīng)濟建設(shè)中的一項重大政策,它關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益和居民的日常生活,在國民經(jīng)濟中具有非常重要的意義。因此,建筑設(shè)計人員應(yīng)認(rèn)真考慮建筑節(jié)能問題,在建筑設(shè)計的過程中注重節(jié)能設(shè)計。

  關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能設(shè)計,建筑布局,建筑體型,圍護結(jié)構(gòu),電氣設(shè)計

  隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,現(xiàn)代建筑的功能越來越強,建筑設(shè)計的重要性也日益明顯。而建筑節(jié)能設(shè)計是建筑設(shè)計系統(tǒng)中極為重要的設(shè)計理念,本文就此做一分析。

  一、建筑布局方面的節(jié)能設(shè)計

  首先,確定良好的建筑朝向。我國地處北半球,由于太陽高度角和方位角變化規(guī)律的影響,南朝向的建筑是最有利的建筑朝向,夏季可減少太陽輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,所以使建筑物為南朝向是我國建筑節(jié)能的必要條件。同時,根據(jù)太陽能在不同時段的分布狀況和建筑物的使用性質(zhì),調(diào)整和確定建筑朝向是充分利用太陽能的有效措施。其次,確定合理的建筑間距。建筑設(shè)計規(guī)范對建筑物的滿窗日照時間已做了明確的規(guī)定,這些標(biāo)準(zhǔn)使建筑物的絕大部分墻面在需要太陽能的季節(jié)里,可以接收更多的太陽輻射熱能。

  二、建筑體型方面的節(jié)能設(shè)計

  (1)控制體型系數(shù)。體型系數(shù)是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積(不計地面)與其所包轉(zhuǎn)的建筑體積之比。體型系數(shù)越大,說明單位建筑所分擔(dān)的熱散失面積越大,能耗就越多。有研究資料表明,體型系數(shù)每增加0.01,耗熱量指標(biāo)約增加2.5%,一般宜控制在0.30以下。建筑體型系數(shù)還與建筑物的體型是否規(guī)整及建筑物體量大小有關(guān)。(2)控制表面面積系數(shù)。從獲取更多的日照輻射,降低耗能的觀點來看,表面面積系數(shù)越小越好。從節(jié)能意義來說,長軸朝向東西方長方形體型最好,正方形次之,而長軸朝向南北方的長方形體型的建筑節(jié)能效果最弱。(3)選擇適當(dāng)?shù)拈L寬比。對正南朝向來說,一般長寬比越大,得熱越多。但需注意,隨著朝向的變化,其得熱量會逐漸減少。當(dāng)偏角達(dá)到67度時,各種長寬比體型建筑的得熱基本趨于一致。當(dāng)偏角為90度時,則長寬比越大,得熱越少。(4)低耗能體型的選擇。所謂最低耗能體型,是指建筑的各方面尺寸預(yù)期有效傳熱系數(shù)相對應(yīng)的最佳體型。一般來講,當(dāng)各面的平均有效傳熱系數(shù)不同時,傳熱系數(shù)相對較少的面具有相應(yīng)較大面積的體型是最佳體型;當(dāng)各面的平均系數(shù)相同時,最小的體型系數(shù)是最佳體型。

  三、圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計

  建筑物的能耗是由其圍護結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透兩方面造成的。試驗表明,住宅圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量,占建筑采暖熱耗的1/3以上。為了降低能耗,應(yīng)從單項如墻、頂、門、窗等圍護結(jié)構(gòu)著手,重視其熱工特性,找出其經(jīng)濟熱阻,同時還必須考慮其圍護結(jié)構(gòu)的“吸熱性”和“熱容性”指標(biāo)。

  (1)墻體節(jié)能設(shè)計。墻體是建筑外圍護結(jié)構(gòu)的主體,其功能主要是承重、防水、防潮、隔熱、保溫。長期以來,我國一直以實心黏土磚為主要墻體材料,用增加砌筑厚度來滿足保溫要求,事實上,這種做法嚴(yán)重浪費了建筑能源和土地資源。因而在節(jié)能的前提下,應(yīng)進一步推廣使用空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)。新型墻體材料主要是用混凝土、水泥、砂等硅酸質(zhì)材料,有的再摻加部分粉煤灰、煤矸石、爐渣等工業(yè)廢料或建筑垃圾經(jīng)過壓制或燒結(jié)、蒸養(yǎng)、蒸壓等制成的非粘土磚、建筑砌塊及建筑板材。新型墻體材料一般具有保溫、隔熱、輕質(zhì)、高強、節(jié)能、保護環(huán)境、改善建筑功能和增加加房屋使用面積等一系列優(yōu)點,其中相當(dāng)一部分品種屬于綠色建材。一些新型墻體材料輔以一定的空氣間層,不但降低容重,保溫性能也大大改善,燒結(jié)空心磚就比實心制品有著更好的保溫隔熱功能。(2)窗戶節(jié)能設(shè)計。窗戶是薄壁的輕質(zhì)構(gòu)體,也是耗熱的薄弱環(huán)節(jié)。普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物冬季保溫或夏季降溫能耗的50 %以上,因而改善其絕熱性能是節(jié)能的重點工作之一。窗戶的節(jié)能應(yīng)區(qū)別不同朝向控制窗墻比,盡量避免東西向開大窗,以提高窗戶的遮陽性能;另一方面,應(yīng)根據(jù)空調(diào)設(shè)備的價格和制冷、采暖費用的比較去確定合適的玻璃品種,從各種玻璃的太陽能阻隔特性和導(dǎo)熱性兩個方面去比較其節(jié)能效果,選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃和中空玻璃等,以提高玻璃的氣密水平。(3)屋頂節(jié)能設(shè)計。屋面的節(jié)能措施主要有兩點,一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,以避免屋面的重量、厚度過大;一是屋面保溫層不宜選用吸水率較高的保溫材料,以防屋面濕作業(yè)時因保溫層吸水量大而降低保溫效果。若選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔,以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分。

  四、電氣節(jié)能設(shè)計

  (1)提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。功率因數(shù)提高了可以減少線路無功功率的損耗,從而達(dá)到節(jié)能目的。具體方法有:減少用電設(shè)備無功損耗,提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。在設(shè)計中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備如同步電動機等,電感性用電設(shè)備可選用有補償電容器的用電設(shè)備(如配有電容補償?shù)臒晒鉄?等。同時,可用靜電電容器進行無功補償,電容器可產(chǎn)生超前無功電流抵消用電設(shè)備的滯后無功電流從而達(dá)到提高功率因數(shù)同時又減少整體無功電流。在具體工程設(shè)計中有采用分散就地補償和高低壓柜集中補償?shù)确绞,可根?jù)具體情況具體分析。(2)電動機的節(jié)能。建筑物中使用的電動機一般都是隨設(shè)備配套提供的,在設(shè)備選型及招標(biāo)時可以選擇高效節(jié)能的產(chǎn)品,也可以通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能的目的。(3)照明節(jié)能。在建筑中,哪些區(qū)域或部位需要設(shè)置何種照明,需要根據(jù)建筑本身的特點和使用情況來確定。概括起來主要從四方面進行:照明光源的選擇:主要考慮以下幾個要素:光效、色溫、顯色指數(shù)、光源壽命和價格。這是在照明設(shè)計中做到切合實際應(yīng)用很重要的要素。照明燈具及其附屬裝置的選擇:在實際的應(yīng)用中,光源必須配備各種燈具,才能真正體現(xiàn)其實用價值。因此在照明設(shè)計中,應(yīng)注意選擇控光效果好、效率高的燈具;還應(yīng)注意燈具的配光曲線,這是我們進行照明設(shè)計時的依據(jù)之一,以便對確切的照度值等做到心中有數(shù)。照明控制:值得注意的是,在照明設(shè)計中,照明的控制方式對于照明節(jié)能同樣起到了重要的作用。現(xiàn)有的照明控制方式很多,例如:單燈控制、多燈控制、雙控開關(guān)控制、樓宇自控系統(tǒng)控制、智能控制(總線控制)、其他控制方式(采用探測器控制)等。在這眾多的控制方式中,如何在照明設(shè)計中做到切合實際,是每位設(shè)計人員應(yīng)十分注意的問題,既要做到方便,又要達(dá)到節(jié)能。

  總之,建筑節(jié)能是節(jié)約能源、改善人民生活水平和工作條件、減輕環(huán)境污染、促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的一項最直接的措施,也是深化經(jīng)濟體制改革的一項重要組成部分。我們應(yīng)充分認(rèn)識到建筑節(jié)能是當(dāng)今社會更是長遠(yuǎn)的一項重要工作,是社會中每個人應(yīng)盡的責(zé)任,是社會發(fā)展應(yīng)遵循的一項原則,更是我們建設(shè)領(lǐng)域行業(yè)人員所要解決的問題,我們應(yīng)從不同角度,依據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟、地形、氣候等多方面的因素,加強節(jié)能設(shè)計與管理的實際應(yīng)用,為節(jié)能型建筑做出應(yīng)有的貢獻。

  參考文獻:

  [1]張文.建筑節(jié)能及發(fā)展趨勢[J].山西建筑.2006.32(17)

  [2]林海燕.可持續(xù)建筑發(fā)展中的建筑節(jié)能[J].建筑科學(xué).2006.22(44)

文章標(biāo)題:建筑節(jié)能設(shè)計需要注意的問題初探

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