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浅谈建筑节能设计

浅谈建筑节能设计

作者:
河北润东泡塑新材料有限公司
来源:
发布时间:
2019/09/08
【摘要】:
随着世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类不得不转向成本较高但可再生的生物能、水利、地热、风力、太阳能等新能源。我国因为人口多、资源贫乏,且分布不均,能源危机尤其严重,建筑能耗(包括:建材生产、建筑施工和建筑使用能耗)约占全社会总能耗的近一半,已经成为国民经济的巨大负担,因此实行建筑节能,降低建筑能耗,已刻不容缓。 

   随着世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类不得不转向成本较高但可再生的生物能、水利、地热、风力、太阳能等新能源。我国因为人口多、资源贫乏,且分布不均,能源危机尤其严重,建筑能耗(包括:建材生产、建筑施工和建筑使用能耗)约占全社会总能耗的近一半,已经成为国民经济的巨大负担,因此实行建筑节能,降低建筑能耗,已刻不容缓。  

   1 建筑节能的现状  建筑物在使用的过程中需要大量的能源供应,如果利用效率过低,就会造成资源浪费。目前,我国建筑消耗的能源很高,而且利用效率低,建筑能耗占到社会总能耗的四分之一,而且单位建筑的能耗是发达国家的数倍,严重影响社会的可持续发展。墙体保温能力差、气密性不足、空调系统效率低等问题在我国当前建筑中普遍存在。  

   随着社会的发展,能源问题日益严重,节能环保受到全世界的重视,建筑节能也受到广泛关注。重视建筑节能设计,要从可持续发展战略出发,加强建筑围护结构的隔热性气密性,充分利用可再生能源,降低建筑材料的能耗和对环境的污染,提高能源利用效率。  

   2 建筑节能设计措施  节能环保已经成为时代潮流,建筑节能设计对提高能源利用效率、降低建筑能耗意义重大。我国能源日渐短缺,但是建筑能耗却没有被控制在合理范围,加剧社会能源短缺。从可持续发展的战略出发,加强建筑节能设计,充分利用自然能源,降低环境污染,是未来建筑发展的方向。建筑节能设计要以所处地区的气候、环境条件为基础,结合建筑技术、建筑局部气候和能源的利用进行建筑设计,做到夏季隔热防晒、利用自然能源降温、提高空调系统的效率,冬季保温、减少热损失、利用自然能获得热量,总体上减少对环境的破坏和能源消耗。      2.1 从建筑总体设计出发,结合当地气候特点,借助气候优势节约能源、预防不利的气候因素减少能源消耗。  

   2.1.1 科学合理规划建筑布局。建筑设计布局要充分利用夏季的盛行风降低温度,同时要避免冬季盛行风带来的不利影响,把建筑的采光、保温、防晒、通风等综合考虑,合理安排建筑的布局与朝向。  

   2.1.2 控制建筑的体形系数。建筑外墙接触空气的面积与建筑的体积之比就是建筑的体形系数。一般来说,建筑的体形系数越大,能耗就越高。因此,在进行建筑节能设计时,要合理控制体形系数,避免建筑存在过多的凹凸而增大体形系数,导致能耗增加。  

   2.1.3 控制建筑的窗墙比。建筑的外部窗户总面积与建筑外部墙体总面积的比值就是窗墙比。窗户与外墙体的热工性能差别很大,虽然窗户总面积很小,但是外窗的得失热量却接近外墙得失热量的一半,因此根据不同地区的气候差异合理控制建筑的窗墙比能有效节能。例如在严热干燥的地区,降低窗墙比,能够有效降低室内温度,增加室内空气湿度;在冬冷夏热的地区,增加建筑的窗墙比,可以在夏季利用窗户通风降温,冬季可以利用窗户获得更多太阳辐射能量。  

   2.2 从建筑的细节构造设计出发,充分利用墙体的保温、隔热、遮阳能力,提高建筑的自然通风能力,改善建筑内部的气候微环境。  

   2.2.1 外部墙体的保温、隔热和遮阳。墙体自保温技术正在快速发展,是今后节能墙体发展的趋势。外墙保温技术能使建筑物内部温度保持稳定,减小室外温度对室内的影响,也有助于建筑主体结构避免产生冷热桥。目前常用的建筑保温材料主要有保温砂浆、聚氨酯、聚苯板以及墙体自保温等。其中,保温砂浆、聚苯板的保温性能较差,但是目前在市场上比较常见;聚氨酯有较好的保温性能,但常见的聚氨酯材料并不能用于复杂墙体的保温;保温砂浆与聚苯颗粒混合使用适合用于外墙保温。目前市场上最新型的聚氨酯喷涂保温材料,能够提供很好的保温效果,而且使用方便,适用于比较复杂的外墙保温。外墙体的遮阳通常用于对温度要求较高的墙体,在前提外部铺挂板材遮阳,避免阳光直射墙体,同时墙体与板材之间的空隙中的空气流动能够带走部分热量,起到很好的遮阳隔热效果。  

   2.2.2 门窗的保温、隔热和遮阳。外墙的门窗在冬季容易散失热量,在夏季不能阻挡太阳辐射进入室内,大大增加建筑能耗。在合理控制门窗比外,还要提高门窗的保温、隔热和遮阳能力。如选用多层中空的门窗材料,加强门窗与墙体的气密性,增强外墙门窗的遮阳能力,设计遮阳门窗,防止太阳辐射直接进入室内。  

   2.2.3 屋顶的保温、隔热和遮阳。建筑屋顶在夏季受到大量太阳辐射,顶层室内温度受影响程度高,而冬季屋顶又有大量热量散失,增加建筑能耗。目前,屋顶蓄水和屋顶种植来调节温度的措施很受欢迎。  

   2.2.4 自然通风。实现自然通风的方法有两种,热压与风压,二者是联系的、相互影响补充的。其中风压带来的自然通风主要是利用建筑外部环境和迎风面,合理布局建筑的位置、走向,要有利于通风,可以实现很好的自然通风效果。  

   2.3 从环境资源的利用技术出发,科学高效利用太阳能、地源热泵等节能技术,充分利用可再生能源。  

   2.3.1 利用太阳能。太阳能绿色无污染、可再生,我国大部分地区太阳能丰富,开发潜力大。合理利用太阳能,可以有效降低建筑能耗,减少污染。  

   2.3.2 采用地源热泵技术。冬季使用热泵机组可以从地下水体、土壤等地源中获得热量,然后向建筑物供暖;夏季使用热泵机组可以从室内吸收热量,然后转移到地源中,可以使建筑物内降温,同时室内的热量也可以释放到地源中贮存起来作为冬天取暖时的热源。  

   2.4 从新型建筑材料出发,选择新型节能环保的材料、可循环利用的材料,达到节能环保的目的。随着国家的建筑节能政策的推广实施,居住者对建筑的要求不断提高,尤其是对热环境的要求,同时保温建筑材料发展快速。保温材料的发展方向主要有:  

   2.4.1 多功能复合化。每种材料都有自己的优缺点,多功能复合化的材料能有效克服单一材料的不足。  

   2.4.2 绿色化。当前社会注重节能环保绿色无污染,保温材料绿色化是必然的发展趋势。  

   2.4.3 轻质化。一般来说,一种材料的密度越小其保温隔热性能就越好,低密度、轻质化的材料能有效减轻建筑的负担。随着轻型房屋的发展,轻质化的保温材料也越来越受欢迎。  

   3 结束语  建筑节能设计涉及很多方面的问题,是一个系统的工程。全面的建筑节能设计不仅要从建筑总体设计、细节构造设计、环境控制技术和建筑材料选择四个方面入手,还要考虑建筑结构、经济水平等因素,从整体上综合设计,使建筑设计的方方面面都体现节能的原则,建设与经济水平相适应的低成本、高效率节能建筑。