节能建筑范文

时间:2023-03-17 05:39:28

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节能建筑

篇1

关键词: 节能建筑;建筑节能; 规划;技术

Pick to: this paper mainly expounds the general situation of the development of energy-saving building and building energy saving in our country at present stage, explores the problems between energy-saving building and building energy conservation. For tongren guidance and reference.

Key words: energy-efficient buildings; Building energy conservation; Planning; technology

中图分类号:TU201.5 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)04-0000-00

引 言

伴随着全球人口和经济规模的持续增长, 能源的过度使用给环境带来的问题日益显著,由此带来的环境问题也越来越多,比如全球气候变暖这一严重的环境问题给人类的生存与发展带来了严峻的挑战。因此产生了“低碳经济”这一观念, 为了保护环境,人类必须坚持可持续发展的方针, 并且把这种理念运用到各个领域中去。低碳经济最重要的是考虑最省钱减排方法。

1节能建筑和建筑节能概述

1.1.1节能建筑

节能建筑是指遵循气候设计和节能的基本方法, 对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后, 设计出的在使用过程中能显著降低能耗的建筑。

1.1.2建筑节能

建筑节能指的是在建筑物的规划、设计、新建、改造和使用过程中, 严格执行节能标准, 并且采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品来提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率, 加强建筑物用能系统的运行管理, 利用可再生能源, 在保证室内热环境质量的前提下, 最终减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。

1.2 我国现阶段建筑节能现状

我国建筑能耗的现状有四个基本特点:

建筑能源消费水平低

能源浪费严重

用能效率不高

能耗增长潜力大

随着近几年来市场经济的快速发展,建筑能耗作为为满足建筑功能和建筑舒适所必需的能耗,现阶段在我国总能耗中仍然低于发达国家平均水平,带来的结果就是我国建筑能耗对能耗总量的相对值和绝对值都面临持续增长的压力;另一方面, 由于持续增长的需求和城市能源结构的调整,全国范围内能源供应形势趋于紧张, 能源供应已不能满足经济和环境可持续发展的需要, 能源已经成为制约我国经济进一步发展的障碍。

1.3 我国节能建筑的发展

我国1980 年制定了建筑用能水平节能三步走的计划,从1998 年至今颁布了多项建筑节能设计标准计划。到2010 年新建建筑分步骤普遍实施节能率为50%的5民用建筑节能设计标准( 采暖居住建筑部分)6( JGJ2- 95) 、5夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准6( JGJ134- 2001) 、5夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准6( JGJ75- 2003) 、5公共建筑节能设计标准6 以及5建筑照明节能标准6。近年来, 随着国家宣传力度的加大, 节能建筑发展迅速。但由于我国推行节能建筑的时间较短, 节能建筑在总建筑面积中所占的比例仍然较低。由此可见, 我国节能建筑的推广工作还有很长的路要走。

2 节能建筑和建筑节能关系

建筑是一个整体,节能应贯穿其中, 两者不可或缺。

(1)节能建筑是反映建筑本体的一种特性,是建筑节能的必要而不充分条件。建筑节能必须依靠使用者落实, 节能建筑依靠建设者实现;

(2)建筑节能更需依靠管理和宣传, 节能建筑更多依靠技术和材料;

(3) 推进建筑节能需要真正落实节能建筑, 节能建筑是建筑节能的基础, 但并不是建筑节能的全部意思。

3 发展建筑节能的有效措施

我国建筑节能的途径, 不单单要从建筑体形、建筑物的朝向和建筑物的平面布置来考虑, 重点还需从以下几方面入手:

3.1门窗的保温隔热

由于门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位, 其能耗占住宅总能耗的比例较大, 所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下, 要尽量减小外门窗洞口的面积, 提高外门窗的气密性, 减少冷风渗透, 提高外门窗本身的保温性能, 减少外门窗本身的传热量。

3.2墙体的保温隔热

墙体是建筑护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。因此可以采用保温性能好、蓄热能力及强度较低的砌块或复合墙体。

3.3屋面的保温隔热

屋面作为护结构的一部分,其保温隔热是不可缺少的一部分。屋面节能主要措施有:

(1)不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料, 以免屋面重量、厚

度过大;

(2)不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果, 屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。目前, 采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青或水泥珍珠岩工艺,其优点是密度较小, 导热系数较低, 而且吸水率和蒸汽渗透系数也较低。

3.4 采暖系统的节能

城市供暖实行城市集中和区域供暖, 可大幅提高热效率。在保证所有房间满足规定室温的条件下, 可以相对地降低所供暖区域的平均室内温度,从而节约能源。

3.5绿化与节能

近年来, 由于城市绿地不断减少,由于空调的大量使用和汽车尾气等问题, 由此引发“热岛效应”, 导致空气环境日益恶化, 给建筑节能带来负效应。绿地每天蒸发大量水分, 吸收大量热量, 为建筑物创造了十分有利的周围环境条件。因此, 在城市规划和建设的同时, 大力发展庭院绿化也是发展建筑节能重要的举措。

4 发展建筑节能的方法

4.1注重节能建筑的落实工作

我国虽然已经颁布了居住建筑和公共建筑等一系列节能设计标准政策, 但由于监督管理措施滞后,最后导致实施的效果并不理想, 节能建筑在总建筑中的比例仍然较低。现阶段最重要的不是提高节能设计标准,而是要保证现行节能设计标准的全面落实和达标, 要保证完善节能设计标准和建筑改造的实施细则,并完善节能建筑的责任追诉制。

4.2加强建筑节能

要区分公共和居住建筑, 分别以限制和激励引导为主,对城市中单位面积能耗较大的公共建筑则应根据地域和用途制定建筑能耗的上限, 防止浪费。而对于住宅建筑节能, 应尽快实行产品准入和能效标识制度等市场调节机制的力度。

4.3 正确利用国外新技术

对于从国外引进的新技术、新材料和新设备, 我们要具体问题具体分析,需要分析其对于我国气候、使用习惯、经济性、可维护性等方面的适用性, 适合的才是最好的。

4.4 建立健全相关制度

建立和完善建筑能耗的检测、统计、审计和披露制度, 将建筑寿命周期内的能耗统计和披露制度化、规范化、透明化。这对推动建筑节能落实、政策制定和提高老百姓的认知程度都有积极意义。

5 结 语

节能建筑是一项正在蓬勃发展的兴起产业, 这也体现了当前建筑节能的发展趋势。因此在此形势下, 我们要做好建筑方面的节能, 促进建筑技术和建筑产业的发展, 为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活质量为目标而努力。

参考文献

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关键词:建筑设计;节能技术;太阳能

Abstract: with the height of the development of modern society, human life, all aspects of energy has tremendous demand, because conventional energy non-renewable and geographic distribution and lead to global energy competition becomes increasingly intensified, which require us in all sectors to energy saving measures, reduce energy consumption, especially important in the construction industry. In recent years, due to the practical needs of the energy conservation of the building and the rapid development, promote the building each a fields of development, building design and development of energy saving in the show vigorous vitality, new technology emerge in endlessly, the new products are continuously emerging. This paper describes this building energy of the architecture design of the building industry deep low carbon and energy saving has become the focus in the field of building key, and the key to building energy efficiency design. This paper discusses the design of building energy-saving method, this paper analyzes the general planning stage in the building and single building design phase of the energy-saving design, at last, the paper introduces the solar energy conservation of the building in the role of. The paper analyzes the whole process of building energy saving design. In order to reduce construction resources and achieve the sustainable development of society and economy.

Keywords: architectural design; Energy saving technology; solar

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

随着中国经济的高速发展,中国工业进入了工业化中期,即重工业化阶段,但是高消耗、高污染、低效率的粗放型扩张和外延为主的经济增长模式没有改变,经济增长对能源需求明显提高。经济的发展又大大促进了中国城市化的进程,居民收入的快速增加,居民消费结构性升级,房屋和汽车消费高速增长,房地产和汽车工业空前繁荣。中国能源的短缺亦

日益严重,能源已成为中国经济可持续发展的命脉。因此,节能减排必将是中国可持续发展的工作重点,建筑节能又是重中之重。 建筑节能技术可以在对建筑物的特性进行全面模拟和分析的基础上,对建筑的能量消耗 室内物理环境节能技术建筑材料的选用保温设计窗墙比风环境设计采光日照遮阳噪声与污染绿化空调与通风系统等诸多方面进行分析,模拟出结果,然后将该结果用于设计中建筑节能技术是我国十五重点发展的技术,在建筑界有着十分巨大的应用前景。该技术具有国内领先水平,曾应用于2008年奥运会奥运村和体育场馆的各项建筑的分析,以满足“绿色奥运,科技奥运,人文奥运”对各项建筑物的要求。建筑节能技术运用于建筑领域,该技术是和建筑师一起进行建筑设计,或是建筑设计已经完成,对该设计进行建筑节能和建筑性能评估的技术运用计算机软件对建筑设计图进行各项评估由于国家对节能的重视,以及国家已经颁布智能建筑和绿色建筑的技术导则,因此,建筑节能的设计是当前必须要完成的工作。建筑节能的现实需要建筑设计的观念和设计方法进行变革,从建筑功能和价值形成的初期保证建筑节能目标的实现。

1建筑规划节能设计

建筑的规划节能设计应从建设选址、建筑和道路布局、建筑朝向、建筑问距等方而进行深入研究,通过建筑的规划布局对自然因素等进行充分利用与改造,形成良好的居住条件,并有利于建筑的节能。

1.1建筑选址

选址的节能问题要符合自然规律,尽量利用自然环境来创造适合人类生存的条件。总体来说,建筑选址需争取日照,避风建宅。

1.1.1争取日照

争取日照包括争取日照时数、日照量和日照质量三个方面。建筑基地宜选在向阳的地段上,为争取日照创造先决条件:依据各地最佳建筑朝向范围合理选择建筑朝向,以争取更多日照;选择满足要求的日照间距。应依据所处地理纬度、城市环境条件等确定日照间距标准:合理布局建筑楼群。建筑楼群的不同建筑的形状、布置走向产生不同的阴影区,纬度越高,阴影区范围越大,应采取不同布局规则以争取日照。

1.1.2避风建宅

冷风渗透和风压均对建筑物的保温造成不利影响,建筑应该尽量选择避风基址建造,采用错列式布局避免“风影效应”。主要避风措施有:利用建筑物。建筑物的恰当布置(如紧凑布局、建筑组合)能够降低风速,减少建筑物的热损失;设置风障。设置防风墙、板、防风林带等可有效实现对建筑物挡风避风作用:避开不利风向。合理选择封闭或半封闭周边式布局的开口方向和位置,实现建筑群的避风节能。

1.2建筑布局

建筑群的布局影响建筑的节能。应合理规划和组合建筑物。住宅群的形状和道路的不同走向对风向和风速有明显的影响,住宅群和道路问的管状气流很难穿越建筑物,必须适当布置建筑物,使住宅高层、低层错落排列,形成自然通风和口照。并利用道路和植被,冬季避免冷风渗透,减少热损失,节省能耗;夏季则形成穿堂风,达到自然通风和降温,实现建筑物的有效节能。

1.3建筑朝向

建筑朝向对其能耗具有显著影响。朝向范围是日照和通风两个主要因素共同作用的结果,应综合考虑上述两种因素确定建筑物个体以及建筑群的朝向。朝向选择需满足以下要求:夏季尽量减少太阳直射室内及居室外墙面:冬季具有适量和一定质最的日光照入室内;夏季通风良好,冬季避免冷风吹袭,以使建筑获得冬暖夏凉的宜人室内环境。确定住宅朝向范围后,再根据季风主导方向进行朝向的调节,以获得良好的夏季穿堂风。影响住宅朝向的因素很多,如地理纬度、地段环境、地区气候特征以及建筑用地状况等。应充分考虑各种因素,确定最佳的建筑朝向。

1.4建筑间距

建筑间距的确定主要是由日照和通风决定的。一般居住建筑要求夏季避免日晒,冬季保证充分阳光照射,因此选择日照时间时,通常取冬至中午前后2h日照为下限,再根据实际情况加以调整,从而保证住宅室内具有一定的日照量,进而确定建筑的最小间距,并结合其他条件来综合考虑住宅群的布置。

建筑间距直接影响着风向和漩涡风的产生及正负风压值的大小。建筑物越长、越高、进深越小,其背风面产生的涡流区越大,流场越紊乱,对减少风速、风压有利。因此,应根据地区的主导风向设计合理的间距,为、以保证建筑组织良好的自然通风。

2建筑单体节能设计

2.1自然通风节能设计

自然通风能够降低室内温度,节约能源。同时有效的自然通风能够带走室内异味,选择合适的建筑朝向及排列方式,使房屋迎向夏季主导风从低到高依次布置。建筑间距愈大,自然通风效果愈好。考虑建筑用地的节约,房屋间距不可太人。一般在满足日照的要求下就能满足通风的要求。进行单体设计时,门窗的合理设置可有效对调节室内通风。如将房屋前后门窗设计成对开时,可形成穿堂风。

2.2平面节能设计

合理的平面设计能够显著节约建筑能耗。在平面设计中,夏季穿堂风和全明房是建筑物节能的关键因素。住宅房问进深决定着穿堂风的形成和效果,一般房间进深不大于15m,但可适当增加套型进深,以便在限定的建筑面宽内增加建筑面积。建筑平面的巧妙布局也能获得显著的节能效果,如将楼梯、辅助用房等布置在建筑外层或西侧,可有效阻挡日射;阳台的设计能够实现夏季遮阳和通风的作用:封闭阳台既可保证冬季室内热量散失缓慢,又可节约夏季空调冷量等;阳光间的设计能够降低建筑能耗,而且与之相连的房间可以减少热量损失以及制冷需耗;平面突出部位的合理设置对引导自然通风和遮阳亦有明显的效果。

2.3立面节能设计

根据当地气候状况改变墙体的角度,可以提高建筑对环境气候的适应性以及最大限度的利用自然资源。如内倾斜南墙屋面和层层退台可以获得更大的阳光照射面;外倾斜南墙屋面和层层出挑可以获得更大遮阳面:适度内倾斜北向墙面以及屋顶,可减少冬季风的风压,以降低围护结构的热渗透;西墙绿化和遮阳架有助于降温隔热,若在墙面和植物之间设置通风构架,则能够加强西墙的散热性能等。

2.4遮阳节能设计

适当的遮阳措施可减少不必要的夏季太阳辐射热,有效降低空调负荷,减小建筑

物的能耗。外遮阳足最有效的遮阳设施,它直接将太阳辐射热量遮挡于室外。主要遮阳

措施有:藤蔓植物、深凹窗、外廊、阳台、遮阳板等遮阳措施;热反射窗帘、选择性透

光遮阳、可手动调节的遮阳百叶等。现代化自动控制的智能化遮阳设施可在无人的情况下,根据室内外温度等参数自动调节,以降低太阳辐射的影响,节约能源。

2.5门窗节能设计

门窗是建筑能耗的最火因素,由门窗引起的热损失约占整个建筑热损失的50%~60%,增大窗户面积可增多太阳能,但是窗户传热系数比其他护结构大,窗户面积增大则会引起更多的能量消耗,因此必须将窗墙比控制在合适的范围内,在满足基本采光和通风的前提下,尽量缩小窗墙比。门窗材料和密闭性对室内温度变化起着一定的作用。设计中应采用密闭性良好的门窗,通过改进门窗结构、采用中空玻璃窗、双层真空玻璃窗等目前市而上的保温性能好的窗户,提高门窗气密性,防止空气对流传热,以节约建筑能源。

3结语

综上所述,建筑节能是一个综合的、复杂的系统工程.随着社会的发展,在节能要求越来越高的情况下,单方面的建筑节能已无法满足要求,这就要求从建筑物的设计开始,到建筑节能材料的选用,再到可再生资源的利用逐一对节能指标进行考核,这样我国的建筑节能才能迈上一个新的台阶。

参考文献:

[1] 孙晓慧. 浅析节能建筑与建筑节能[J]. 矿业工程, 2010,(03) .

[2] 赵怡. 浅谈现行建筑设计中的节能建筑[J]. 山西建筑, 2010,(14) .

[3] 房斌. 浅谈我国建筑节能技术[J]. 魅力中国, 2010,(01) .

[4] 廖东伟,罗耀忠. 浅议节能建筑设计要点[J]. 广西城镇建设, 2010,(07) .

篇3

关键词: 建筑节能建筑能耗建筑节能专项规划

中图分类号:TE08 文献标识码:A

建筑节能的意义 

中国是一个发展中大国,又是一个建筑大国,每年新建房屋面积高达17-18亿平方米,超过所有发达国家。每年建成建筑面积的总和。建筑能耗指建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。其中采暖、空调能耗约占60%~70%。我国既有的近400亿平方米建筑,仅有1%为节能建筑,其余无论从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量,均属于高耗能建筑。建筑能耗是建筑、制造、交通三大能耗之首,约占全社会总能耗的近一半,实行建筑节能,降低建筑能耗,减少环境污染,已刻不容缓。 

建筑节能可以缓解能源资源的紧张局面,建筑节能是社会经济发展的需要。建筑节能也是减轻大气污染的需要。同时,建筑节能可以保护生态环境和提高建筑热环境的质量,随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高,舒适的建筑热环境日益成为人们生活的需要。建筑节能是发展建筑业的需要。我国建筑节能的范围包括:建筑采暖、空调和照明的节能,并与改善建筑舒适性相结合。

建筑能耗的现状

建筑环境是由室外的气候条件、室内的各种热源的发热状况以及室内外通风

状况所决定的。建筑环境控制系统的运行情况也必须随着建筑环境状况的变化而进行相应的调节,以实现满足舒适性以及其它要求的建筑环境。由于建筑环境的变化是由众多因素所决定的一个复杂过程,因此只有通过计算机模拟计算的方法才能有效地预测建筑环境在没有环境控制系统时和存在环境控制系统时可能出现的状况。

1、国外的建筑节能发展现状

美国的建筑节能优化业务发展的比较成熟完善,美国政府十分重视节能和环

保,采取市场化方式,由政府机构做好服务工作,并充分运用市场工具,让公众感受到节能对自身的好处。主要手段就是制订行业和产品标准、开发和推荐能源新技术,并重视标准的先进性、实用性和标准指标的合理定位,制定税收、贷款方面的优惠政策等等。

建筑能耗计算分析始于美国人Willis H.Carrier在1911年发表的合理温、湿度公式和绝热饱和理论。

1946年美国的C.O.Mackey和L.T.Wight提出综合温度概念,发表了当量温差法。与此同时,苏联学者提出了谐波分解的类似方程,并用衰减度和延迟时间来表示。

1967年加拿大的D.G Stephenson和G.P Mitalas发表反应系数法。 

国外建筑能耗模拟分析软件的发展状况如下:

上世纪60年代中期,国外就开始了对建筑环境动态的模拟理论分析。当时主要是想通过模拟改进围护结构的传热特性。

上个世纪70年代中期,美国出现了BLAST和DOE-2。

欧洲也于上个世纪70年代初研究出ESP-r。 

上个世纪70年代末期,美国先后开发出TRNSYS和HVACSIM+。日本开发出

HASP。

1999年德克萨斯大学公布了ENER-WIN9702版本。

2001年,美国开发了EnergyPlus。

2、国内的建筑节能发展现状

在我国,由于建筑节能工作牵涉面广泛,特别是企业和居民缺乏利益驱动,同时建筑节能设计标准执行、监管尚未形成有效的信息扩散体系,全社会建筑节能意识比较淡薄。我国从上世纪70年代中期开始学习国外建筑能耗计算机模拟方面的知识。80年代以来我们缩短了与发达国家的技术差距,取得了一定的进展。目前,国内的建筑能耗模拟分析软件主要有:DeST和EHL。

(1)DeST:是由清华大学建筑技术科学系建筑环境与设备研究所研究的,于2000年。在DeST的基础上,相继开发出了DeST-h、DeST-c、DeST-s、DeST-r、

DeST-e等。

(2)EHL:EHL是由中国建筑科学研究院建筑物理所开发的,用来估算民用建筑采暖耗热量及进行建筑节能设计计算的程序。   

我国建筑节能相关措施

1、技术措施

(1)推广保温技术

被动节能建筑的热量主要来自太阳,所以这种建筑的向阳部分由大面积的玻璃窗并且装有遮阳的百叶窗,根据需要自动开合摄取阳光。被动建筑通过保温密封的技术,可以最大限度的阻止冷空气进入,这样就能制造出相对隔绝的空间,并将阳光和自身产生的热量保留在室内。因此保温是被动节能的关键之一。另外,还有一种利于采暖的方法就是用保温的材料增加墙体和屋顶的厚度,窗户采用三层玻璃,玻璃之间充满惰性气体,以提高保温性能。这种“被动节能建筑”在奥地利和德国技术发展比较快,这种技术能够保持室内的温度,更重要的是能节省很多的能源。

(2)采取遮阳措施

现代的建筑采用了大量的玻璃结构,这样虽然阳光可以充分的照射进室内,使室内温度升高,但同时紫外线也毫无阻拦的进入室内,对人和物品造成伤害。在这种情况下建筑遮阳采光系统就突显作用了。建筑遮阳采光系统可以起到阻隔热量、阻隔紫外线,能够有效的保护人类免受伤害。建筑遮阳采光系统,可以有效的调节可见光,调节自然气流并达到改善环境的作用。建筑遮阳采光有很多种,窗口遮阳、绿化遮阳等等。

(3)照明智能化管理

良好的照明不仅是正常工作的需要,也是提升工作效率的重要手段之一,如何营造一个良好的视觉环境,如何加强照明控制设计,如何减少光污染带来的损害已经成为建设现代化办公大楼的重要内容。配置合理的用电方案、引进节能照明设备、启用照明自动控制系统,不仅能减少布线,还可以有效的减少资源的消耗,降低维护费用,带来极大的社会效益和经济效益。自动照明控制系统的应用,还会提高办公楼的现代化水平。随着现代建筑水平的不断提高,照明自动控制系统也在不断的发展,以适应不同布局建筑物的不同需求。就目前来说,照明自动控制系统已经可以与保安、消防、监控等设备结合在一起,工作人员现在只需要通过简单的操作即可实现对大楼的管理与监控。将照明作为一个子系统纳入其中统一管理。不仅在现场可以控制各个区域的灯光,还可通过中央监控系统对照明状况进行监控既方便了物业管理又可节约能源。

(4)开发利用新能源

积极地因地制宜利用自然和再生能源,如太阳能、地热、地道风、沼气,重视回收应用废热余热,提高能源的利用率。

(5)加快推广新材料

大力推广采用节能建材、重视建筑节能设备的研究与开发应用,尤其要重视高新技术与建筑技术结合的研究,采用智能化控制,使节能技术成果得到最广泛的推广应用。 

(6)开发节能类软件

大力发展节能科学技术,进一步提高建筑材料质量、建筑施工技术即建筑节能技术。尤其应加强国际交流与合作,采取走出去和请进来的“双管齐下”方式,学习发达国家节能的先进经验和先进技术。尽早开发并推广适合国情的计算机节能分析软件,建立节能研究检测中心及实验室,我们通过理论分析和模型实验,进行优化和对比,使建筑成为真正的节能建筑。

2、政策措施

(1)各级政府要提高认识,转变职能,把建筑节能列入国家决策层的重要议程。

首先各级政府要把建筑节能提高到实施资源战略和可持续发展战略的高度来认识;其次要把建筑节能作为实施公共服务、强化资源战略管理和加强环境建设的重要职能来对待;第三由政府实施建筑节能示范工程试点小区,通过示范工程以点带面,这是市场经济条件下政府推动建筑节能的一种有效工作方法。  

(2)组建建筑节能、设计研究领导机构。

加快对建筑节能研究、设计、建设的步伐是城市决策者、规划者、设计者与建设者的共同职责和明智选择。政府应将节能工作放在能源战略的首要地位,把推动建筑节能的运作摆上议事日程,把建筑节能作为城市生态环保的一项措施来抓。只有组织机构落实了,才能使建筑节能逐步走上健康、有序的发展轨道。  

(3)编制建筑节能专项规划和加强监督管理。

为了加快节能建设和使建筑节能有序发展,应编制建筑节能的规划和实施计划等。在新建住宅中,要严格执行国家标准,使建筑能耗满足规定的标准要求,通过行政立法,把推广建筑节能从一种号召转变为一种强制,以全面启动全国建筑节能工作,并加强落实和监督管理。对老的住宅可调整、完善和改造的,也应采取相应措施逐步进行改造。

(4)制定经济扶持政策,加大对建筑节能资金的投入。

在建筑节能的研究、设计、开发和建设,对新技术、新建材的研究和推广应用中,没有资金只是纸上谈兵。要创新投融资体制,想方设法筹措开发建筑节能的资金,要制定经济扶持政策,建立和完善建筑节能的经济激励政策,例如可减少土地出让金收益,或减少营业税等,不断研究探索建筑节能的发展基金,采取多元化筹措建筑节能资金的办法,加大对建筑节能资金的投入,为加快促进建筑节能提供资金保障。  

(5)大力宣传建筑节能的重要意义。

要利用广播、电视、报纸、杂志、黑板报等各种宣传工具,广泛宣传建筑节能和节约能源的重要意义。

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关键词:现代节能建筑;住宅;节能设计

Abstract: with the rapid development of city construction, the building of the our country energy consumption increases year by year, construction industry overall energy saving imperative, but the key is to reduce the energy conservation of the building construction operation consumption, as building insulation measures to strengthen, the energy conservation technology and equipment, the application of construction operation consumption will gradually reduce, building energy efficiency is a complicated large system engineering. This paper briefly discusses the residential building in the process of design in energy saving, and combining the residential total plane layout, from building plan design and architectural design puts forward the measures of energy saving, at the same time in the design value in the development and utilization of renewable energy.

Keywords: modern energy-saving building; Residential; Energy saving design

中图分类号:TU201.5文献标识码:A 文章编号:

前言

随着能源矛盾的日益突出及不可再生能源的短缺,如何合理充分的利用能源成为了全国人民的关注焦点。我们国家在最近的经济发展规划里提出了建设节约型社会、和谐发展等倡议以解决这个问题。作为承担者人们生活休息的住宅设计,在规划及建筑设计过程中运用“节约”、“和谐”的技术措施,创造出节约能源能的生态社区和建筑,对我国的经济持续高速发展有重要的意义。

一、建筑方案设计阶段的节能措施

建筑方案设计阶段的节能措施是指在进行住宅建筑方案设计时,合理进行住宅区总平面布局,利用建筑物空间的组合、建筑的朝向、细部造型等措施达到节能降耗的目的。

1.1平面规划设计

住宅建筑设计中的节约用地问题,是一个老话题,也是一个永恒的话题。人类可使用的土地资源是有限的,不可再生的。我国人均土地面积不及世界人均水平的43%。随着经济快速发展,城市化进程的加快,造成了城市用地的成倍增长和农业用地的急剧下降。而在城市用地中,近一半是居住建筑用地。合理的住宅小区总平面规划设计可达到很好的节能降耗的目的,具体措施包括:

(1) 尽量选择有良好采光和自然通风条件的地块,尽量争取使住宅建筑坐北朝南,充分利用太阳能和自然通风来调节室内外温差。

(2) 高层住宅对于低层住宅,大进深住宅对于浅进深住宅,长面宽住宅对于短面宽住宅来说,都能有效地节约用地。

(3) 避免建筑物成排成群的布置,尽量采用错列式和斜列式,也可结合地形采用 自由排列的方式,达到很好的空气对流的目的。

(4) 在小区内多种植树木花草,不同物种相互搭配,可有效改善小区生态和室内热环境。

1.2建筑遮阳设计

建筑遮阳的基本功能是隔断夏季直射阳光直接通过窗户进入室内,防止阳光过分照射建筑围护结构,减少其表面的热量获得,从而达到改善室内热环境,降低建筑冷负荷能耗的目的。因此,在设计建筑物时应考虑南向及东西向的遮阳设计。

遮阳的方法可分为两类:固定式遮阳和可调节式遮阳。固定式遮阳的基本形式有:①水平式遮阳板,适用于南向,遮挡从窗口上方来的太阳辐射;②垂直式遮阳板,适用于东北、西北向,遮挡从窗口侧方来的太阳辐射;③综合式遮阳板, 适用于东南、西南向,遮挡窗前斜方来的太阳辐射;④挡板式遮阳板,适用于东、西向,遮挡正射窗口的太阳辐射。人们经常使用的折叠、滑动或介于闭与开之间的百叶窗、能调节叶片角度的百叶窗、可收放的遮阳卷帘、可调节的遮阳板或遮阳篷等都是调节外界气候资源的遮阳构件,属于可调节式遮阳。

遮阳设计要有利于采光、通风和防雨,不阻挡视线,注意与建筑风格相协调, 力求构造简洁且经济耐久。

1.3住宅空间空气对流设计

自然通风能够改善人体热舒适,降低气温,相对于主动的热调节措施,具有明显的节能效益和生态作用。在住宅的平面布置设计时,门窗的位置、大小、户型的设计应充分考虑空气对流和穿堂风的组织,避免气流的转折和“缩颈” , 使气流通畅均匀 (图1,图2)。另外,根据地区环境的特点,在住宅方案设计中巧妙构建开畅的空间,如畅厅、畅廊、畅阳台、空中花园等形式,一方面可通畅地组织室外气流,另一方面可减少太阳辐射对室内的影响,夜间也有利于热量向室外散发(图3)。

图 1平面布局与通风组织的关系实例一 图2平面布局与通风组织的关系实例二

图 3住宅利用中庭垂直通风

二、建筑构造设计节能措施

住宅的节能指标包括建筑物耗热量指标和耗煤量指标。其中建筑物总传热耗热量的一半以上是由于护结构的传热损失的。因此,在住宅的内外空间布局和环境确定之后,强化护结构的保温隔热性能,增强建筑的热稳定性,减缓其外表面散热速度对于建筑节能具有非同一般的意义。

2.1 屋面

屋面受太阳辐射时间长,传热面积大,约占外表面积的20%。另外,对于住宅建筑来说,屋顶的保温隔热性能的好坏,直接影响的是顶层住户的室内温度与舒适度。为减少热辐射,应尽量采用坡屋顶,一方面能够丰富建筑物造型,另一方面可以增加顶层的辅助空间,在可能的情况下,还可以进行屋顶绿化,通过植被降低屋顶太阳辐射,降低屋顶内表面温度。

2.2 外墙

外墙是建筑物的重要围护结构,占整个护结构的绝大部分,其传热系数大小、热工性能好坏,直接影响着建筑物的节能效果。随着粘土砖被禁用,建筑节能的技术进步,许多新型墙体材料得到充分的利用。目前,我国现有主要的外墙外保温技术:

2.2.1膨胀聚苯乙烯板加薄层抹灰并用玻璃纤维加强的做法

这是目前在我国使用最多的一种外保温墙体,其中聚苯板在基层墙体上的固定方式有三种:①采用粘结胶浆固定;②采用机械固定物固定;③以上两种固定方式的结合。这种做法有如下的优越性:a.由于它在欧洲及美国已沿用了近三十年,在美国已建成的建筑高达44层,因此,此项技术已形成体系,粘结层、保温层与饰面层可配套使用,有较多较成熟的技术文件;b.由于保温材料采用膨胀聚苯乙烯,其价格不十分昂贵,使整个系统价格适中,便于用户接受无复杂的施工工艺,一般施工单位经过简短培训后,便可掌握施工要领,便于技术的推广;d.它集保温、防水和装饰功能于一体,具有多功能性;e.整个系统具有较强的耐候性、良好的防水和水蒸气渗透性能;f.有多种颜色和纹理的面层涂料可供选择,与整个系统配套使用。

2.2.2 采用挤塑聚苯乙烯为外保温材料的墙体

挤塑聚苯乙烯是近年来发展起来的一种新型保温材料。目前,挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式主要采用机械固定件。这种材料的优点在于:①挤塑聚苯乙烯具有致密的表层及闭孔结构内层。其导热系数大大低于同厚度的膨胀聚苯乙烯,因此具有较膨胀聚苯乙烯更好的保温隔热性能。对同样的建筑物外墙,其使用厚度可小于其它类型的保温材料;②由于内层的闭孔结构。因此它具有 良好的抗湿性,在潮湿的环境中,仍可保持 良好的保温隔热性能;③适用于冷库等对保温有特殊要求的建筑,也可用于外墙饰面材料为面砖或石材的建筑;④由于挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式土要采用机械固定件。在冬季可照常施工。

2.2.3采用单面钢耸网架聚苯板的外墙外保温

这是近年来发展起来的、用于现浇混凝土建筑中的一种外墙刘、保温体系。 它有以下优点:①这种体系在施工时。是将钢丝网架聚苯板置于将要浇注的外墙外模的内侧,外保温板和墙体一次成活,拆模后保温板与墙体合而为一,因此节省了人力、时间以及安装费用;②所选用的钢丝网架聚苯板块大、质轻,易于施工;③施工操作易掌握。冬季可照常施工;④聚苯板外侧挂有钢丝网,外饰面可用面砖。目前,此体系主要用于现浇混凝土多、高层住宅, 它的构造节点、安装工艺等还有待于进一步完善。

2.2.4 保温膏料用于外墙外保温

近年来,保温膏料也开始应用于建筑外墙外保温。它的优点在于:①保温膏料的粘结层、保温层与装饰层已形成体系,便于配套使用;②保温浆料用于外墙外保温时,对基层墙体平整度要求不高,易于在各种形状的基层墙体上施工;③施工工艺比较简单,操作易掌握;④有些保温桨料的材料中采用回收废聚苯颗粒作为轻骨料,节能利废,有利于保护环境;⑤可用于修补墙体抹灰面层的裂缝。

2.2.5 聚合物保温砂浆与聚苯颗粒用于外墙保温

聚合物保温砂浆是指以表面熔结型膨胀珍珠岩(玻化微珠)为主,辅以改性膨胀珍珠岩为保温骨料、水泥为胶凝材料、粉煤灰为主要填充材料、聚丙烯单丝短纤维为增强抗裂材料以及各种特殊聚合物外加剂制成的建筑外墙保温砂浆材料,聚合物保温砂浆防水性好、抗裂性强、易于施工的性能特点。聚苯颗粒具有容重轻、导热系数小的良好保温性能,颗料本身具有一定弹性,在保温胶粉料的包裹下形成具有一定强度的亚弹性体,可以减少受外界自然条件影响产生的膨胀、收缩变形。

以上几种外墙外保温技术,由于采用的材料与施工工艺有所不同,因此各自的适用范围也不尽相同。使用中。应根据所设计的建筑的造价、地理位置等各方面的因素进行选择。

外墙自保温技术是指采用墙体自身材料保温,优点是投资小,耐久性、耐冲击性好,使用年限与建筑物同步,适合应用在框架结构建筑中。

2.3 门窗

门是人们进出房间和室内外的通行口,也兼有采光和通风的作用,而窗的作用主要是采光和通风。门、窗是建筑物中的一个重要组成部分,同时,它们也是隔热的薄弱环节。就窗而言,窗的散热量约为围护结构散热量的2~3倍。如240砖墙的Ko= 1.8 W/( m2•K)而单层窗的Ko= 5.0 W/( m2•K),双层窗的Ko = 2.3 W/( m2•K),不难看出,窗口的面积越大,散热量也随之增大。

门窗一般由门窗框和玻璃构成,传热系数不易控制。随着人们生活水平的提高和建筑设计的需要,外窗面积不断增加,在这种情况下,必须提高对外窗热工性能的要求,才能真正做到住宅的节能。

三、住宅建筑节能发展趋势

未来住宅建筑节能的发展趋势是利用可再生的天然能源,以实现住宅节能的可持续发展。在研究可再生能源在住宅建筑中的应用过程中,建筑、规划与设备专业应发挥各自的专业特点,探求利用自然界的天然可再生能源来达到节约能耗的目的。

3.1太阳能的开发利用

太阳能是一种洁净的可再生能源,我国有着十分丰富的太阳能资源,大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/m2以上,2/3以上地区的年日照大于2000h,太阳能资源的理论储量达每年17x1014t标准煤,同美国相近,比欧洲、日本优越得多。利用太阳能减少建筑能耗和改善建筑物环境是建筑技术发展的一个重要方向。在住宅建筑设计中应充分利用好太阳能,鼓励使用太阳能热水器,用太阳能灶烧饭、取暖。

3.2 地下冷源和热源的利用

由于地表以下受气候影响小,在炎热的夏季地表深层温度较低,在寒冷的冬季地表深层温度较高,将空气或水送入埋置在地下的导管,可以利用地温降低或提高空气和水的温度再循环至室内去以调节室内温度。目前此种方式处于试验阶段,有很好的发展前景。

四、结语

篇5

论文摘要:所谓的节能,实质上是指通过合适的工程控制技术与材料的选择达到节省能源的目的,随着国际能源危机的加剧,对占据社会总能耗近1/3的建筑进行节能设计势在必行。

1 国际能源现状:

目前,石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上,其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示,世界石油总储量为1.15万亿桶,仅供生产41年;全球天然气储量为176万亿立方米,仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明,全球煤炭埋藏量10316亿吨,可开采231年;可见,全世界最为依赖的能源——石油与天然气,在21世纪的前半,就将日趋枯竭。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰,2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%。面对这样的现状,从2050年开始,各国对核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的利用比率将大大上升,届时将达到总能源消费的1/3,热核能源将达到总能源消费的1/4。

2 我国所面临的能源挑战

我国能源总量丰富,但人均能源可采储量远低于世界平均水平。2000年人均石油可采储量只有2.6吨,人均天然气可采储量1074立方米,人均煤炭可采储量90吨,分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上,2004年,人均石油最终可采储量居世界第41位。因此,一旦平均到个人消费量,我国能源并非地大物博,实际上存在先天不足的弱势。

从能源利用效率来看,目前国内能耗高,能源效率低。2001年,我国终端能源用户能源消费的支出为1.25万亿元,占GDP总量的比例为13%,而美国仅为7%.同时,我国单位产品的能耗水平较高,目前8个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%,而这8个行业的能源消费占工业部门能源消费总量的73%.这造成了很大社会能源浪费。

2004年原油消费需求量仍以10%以上的增速增长,约达到2.75亿吨,进口原油数量超过1亿吨。同时,煤炭消耗量占世界总量的40%以上,天然气供暖需求量也一直在增长。

可见,我国能源消耗需求旺盛的同时,进口依赖度提高,这使得国内经济受中东动乱及石油危机冲击的概率上升,危及我国能源供应安全,存在较大风险。

3 建筑节能的必要性

我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%,上升到近年的27.45%.而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断,国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。如此庞大的比重,建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。我国现有建筑面积为400亿㎡,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿㎡,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果我国继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

4 全面的建筑节能

全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、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,合理设计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质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。全面的建筑节能是一项系统工程,必须由国家立法、政府主导,对建筑节能作出全面的、明确的政策规定,并由政府相关部门按照国家的节能政策,制定全面的建筑节能标准;要真正做到全面的建筑节能,还须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,严格按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地贯彻执行各项节能措施,从而使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。

建筑设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。

4.1 整体及外部环境的节能设计

建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个 良好的外部微气候环境,达到节能降耗的目的。

4.1.1 合理选址

建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。

4.1.2 合理的外部环境设计

在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境。

4.1.3 合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。

4.2 单体的节能设计

单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。

4.2.1 建筑各部位的节能构造设计

建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对建筑各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗、梁柱等)的造型、结构、材料等方面加以进一步优化设计,充分利用建筑建筑材料自身特性的有利条件,减少能耗和改善室内微气候环境,从而达到节能的效果。具体有以下五个方面:

(1)屋顶的节能设计。我们通常主要采取以下节能措施:①采用坡屋顶;②屋面设保温层;③根据不同地区需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。

(2)楼板的节能设计。主要是利用其结构中空空间,以及对房间顶板的吊顶造型加以设计利用。

(3)建筑外围墙体的节能设计。墙体的节能设计,除了适应不同地区的气候条件,正常做好墙体保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在改善微气候环境条件的特殊构造上。

(4)建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑中有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计主要考虑以下几个方面: ①控制建筑不同朝向的窗墙面积比。②设置各种形式的外遮阳。③合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风,少用、不用空调通风;④严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施;⑤选择节能性能高的建筑门窗和幕墙。

(5)建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。

4.2.2 合理的建筑空间设计

合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。

4.2.3 选用建筑节能材料

合理选用建筑节能材料也是全面实现建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。

5 结束语

我国建筑能耗在能源总消耗量中占很大部分,建筑行业全面节能势在必行,而建筑设计是其中一个很重要的环节。建筑设计应结合当地的事实条件比如地理环境、气候条件,按照国家的节能政策和节能标准的规定,在传统民居中吸取营养,充分地利用地方材料,从建筑的整体及外部环境、单体设计、围护结构的整体及细部构造设计等方面全方位进行节能设计,这样才能减小与发达国家存在的差距,才能有利于全球经济的稳定发展。

篇6

关键词:建筑;护;节能技术

中图分类号:TU198文献标识码: A

随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高,当前人们逐渐对建筑行业的发展重视起来。众所周知,建筑护结构设计工程是我们在进行具体建筑施工作业中主要施工环节,而在建筑护结构设计中其相关节能技术问题更是我们所必须要考虑到的问题之一。护结构外墙节能与护结构玻璃技能以及结构护屋面节能是节能工作重点。

一、建筑护结构节能的重要性

现阶段,全球的能源增长速度要低于人口的增长速度,地球变暖问题越来越严重,从而使得人们把节能提高到一定的重视高度。我国的建筑业发展非常迅速,也使得建筑能耗的比重不断地增加。为了社会的可持续发展,建筑节能是发展的必然。建筑的护结构主要就是指外墙、屋面、门窗和地面等部位,其保温隔热水平是建筑节能的重要环节。建筑结构的保温性能达不到要求,直接导致建筑耗能量的增加。因此,加强护结构节能设计,从小的方面来讲,可以对居住环境进行改善,从大的方面来讲,促进社会的可持续发展。

二、护结构节能设计原理

建筑护结构的传热过程为室外综合温度作用下的非稳态传热,是由室外气象参数决定建筑室内热环境。护结构包括外墙、门窗、屋面、地面等部位,由这些结构组成的空间,其室内热环境的优劣是由室外自然气候和围护结构的保温性能来决定。改善建筑热环境,将室外热作用对围护结构的影响进行减弱,这是围护结构节能设计的主要内容。护结构的保温性能是指护结构体系在冬季阻止室内向室外传热,在夏季空调开启时阻止冷量外传,从而使得适当温度的能力得以保持。采暖、制冷设备的运行能耗以及人体舒适度直接受护结构体系保温性能好坏的影响。

三、建筑护结构节能技术外墙保温技术和外墙节能技术及玻璃幕墙节能技术

当前我国大多数高层建筑物种都没有设置合理保温材料,并且由于季节变化以及空调运转的影响,建筑能源消耗频率不断加大。但是在某些国外建筑中,其一般都会实施强制建筑保温材料使用策略,我国正在推广建筑保温材料使用计划。广义来讲,建筑护结构外墙保温技术结构是根据保温层位置进行结构确定的,其一般包括外墙内保温结构和外墙外保温结构以及相应夹心保温结构。

1、建筑护结构节能技术外墙内保温结构

我们应该了解到,外墙保温层是在相关外墙结构内部中进行保温层施加得以构成的,对于内贴预支保温板而言,其主要是由水泥类保温板和增强石膏类保温板以及聚合物砂浆类保温板三种保温板类型组成。我们通常所说的内抹胶粉聚苯颗粒保温浆料就是在相应基层墙体上对内抹胶粉聚苯颗粒保温浆料进行直接涂抹,此时要对基层强界面进行清洁处理,之后在此基础上制作抗裂砂浆面层且要用玻纤网格布对其实施性能增强操作。

2、建筑护结构节能技术外墙内保温结构外温墙施工中所要注意的问题

2.1在建筑施工的过程中,会出现热桥及冷桥致使保温强度降低的状况,同时热桥外墙内表面结露以及热桥外墙内表面潮湿发霉的情况也时有发生。舍内保温层占有相对较大的独立空间,这就会在一定程度上导致建筑施工面积减少,且此时用户二次装修以及用户增设吊灯挂饰时都会对相应保温层造成一定破坏致使施工人员很难对这种现状做出修复。

2.2施工保温层出现裂缝以及施工墙体出现裂缝已经成为建筑施工过程中出现的一种较为普遍的施工现象,此时内保温隔热裂缝的产生会对用户审美以及用户心理造成较大影响,此种状况发生极有可能遭到用户投诉。还需要注意的一点就是,外墙内保温施工并不利于对建筑护结构进行整体安全的保护。

3、建筑护结构节能技术外墙夹心保温技术

建筑护结构节能技术外墙夹心保温技术会将建筑保温材料放置在相同外墙墙片之间,此时外墙内侧墙片与外墙外侧墙片中均可安置粘土砖以及空心砌砖等。建筑护结构节能技术外墙夹心保温技术优点包括:

3.1其防水性能和耐候性能相对较高,并且会对建筑保温材料以及外墙内侧墙片做到良好保护。

3.2建筑护结构节能技术外墙夹心保温技术对建筑保温材料中材料选取范围较大,其中聚苯乙烯材料和岩棉材料以及玻璃棉材料等都能够被其所使用。

3.3建筑护结构节能技术外墙夹心保温实施过程中,其对施工季节条件要求不是很高,同时其对施工条件要求也不是很苛刻。当我们在进行冬季建筑护结构节能技术外墙夹心保温技术施工时也不会受到影响。

4、建筑护结构节能技术外墙外保温

对外墙外表曾进行保温层安装过程就是我们通常所说的建筑护结构节能技术外墙外保温,其具体由固定材料和保温层以及相应保护层三者共同构成,建筑护结构节能技术外墙外保温技术在一定程度上优于建筑护结构节能技术外墙夹心保温技术,其有点主要概括为一下几个方面:

4.1外墙外保温技术的热工性能相对较高,并且其保温效果也相对较好,同时其综合性投资相对较低。外墙外保温使用与旧楼改造,保温适用范围广也是其一大特色。

4.2外墙外保温的保温层是被建筑结构主体外侧所覆盖的,其会在保护建筑主体结构的过程中相应延长建筑物使用期限。外墙外保温还可以消除热桥影响与冷桥影响以至使建筑居住舒适度也有所提高。

5、建筑护结构中玻璃幕墙节能技术探究

建筑行业不断发展与建筑水平不断提高是当下经济快速发展过程中的一种必然趋势和现象,但是此时建筑能耗却较以往相比有所上升,并在一定程度上影响着国民经济水平,其同时也对我国实行经济可持续发展战略进程有所阻碍。相应建筑节能技术的出现弥补了上述缺陷。施工过程中采用 LOW-E 玻璃和镀膜玻璃以及热反射玻璃等,运用上述玻璃材质可以相应减少由阳光带来的辐射。采用相关铝塑符合热阻材料应用技术和断热桥型高热阻材料技术等进行建筑护结构中玻璃幕墙节隔热保温性能提高。应该适时使用白叶遮阳,对自然光进行科学合理利用,使建筑护结构中玻璃幕墙节隔热保温性能效果更佳良好。 遮阳方法主要包括水平式遮阳法、垂直式遮阳法、综合式遮阳法和挡板式遮阳法等。

四、建筑节能发展趋势

近年来,人们越来越认识到建筑节能的重要性,国家也相继出台了《公共建筑节能设计标准DGJ08-107-2012》等强制性规范确保其实现可持续发展,现已逐步渗透到规划、设计及使用等环节,并呈现出如下趋势。

1、在设计理念上呈现出从建筑单体节能向区域能源规划和城市节能减排横向发展的趋势;

2、在节能环节上,呈现出从重视建设使用节能向重视建筑节能规划设计和优化运行管理纵向发展的趋势;

3、在执行标准方面,呈现出从建筑节能定性化向建筑节能定量化发展的趋势;

4、在材料方面,正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水和外护一体化及低碳、环保方向发展。

结语

随着社会的不断发展,可持续发展观念逐渐深入人心,因此建筑设计者要紧跟时代的潮流,严格按照社会对建筑设计的总体要求,做好筑外维护结构的节能设计。施工单位不断增加了节能材料的使用量,对节能技术掌握得越来越深入,而且越来越多的建筑施工单位将节能应用到了建筑的护体系中。建筑护结构的节能设计,不仅要考虑选用何种墙体的隔断材料,而且要考虑如何对墙体搭建结构进行合理的设计。对建筑护结构进行节能设计,有助于减少建筑能耗、促进生态环境和谐发展、整体提高人们的生活水平、推动城市的可持续发展。

参考文献

[1]王志良,浅谈建筑工程的外墙保温技术[J],中小企业管理与科技(上旬刊),2011(04)

篇7

关键词:建筑 节能 围护

一、引言

建筑节能是在建筑材料生产、房屋建筑施工及使用过程中,合理有效地利用能源,以便在满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗,以达到提高建筑舒适性和节约能源的目的。自1973年发生世界性的石油危机以来,三十年间建筑节能的涵义经历了三个发展阶段:建筑中节约能源阶段;建筑中保持能源阶段,即在建筑中减少能源散失;建筑中提高能源利用率阶段,积极意义上的提高能源利用效率。

建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容,是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分。国家建设部分别在1995年颁布了《城市建筑节能实施细则》;2000年10月1日了第76号令《民用建筑节能管理规定》,对不符合节能标准的项目,不得批准建设。并且《建筑节能工程施工质量验收规范》于2007年10月1日实施。这是我国第一次把节能工程明确规定为建筑工程的一项分部工程,实现全方位的闭合管理的规范性文件,是我国建筑装饰节能减排的指导性文件。国务院2011年8月份下发的《“十二五”节能减排综合性工作方案》,作为经济结构调整、产业升级和社会转型的重中之重,未来5年,我国节能减排的力度更大、标准更高、相关促进措施也更有力。

二、建筑节能中的低碳环保

发达国家的建筑节能已达到很高水平,如今又把视野扩展到建筑全过程的资源节约、改善室内空气质量、提高居住舒适性等更广泛领域,并向全世界推广;在中国,绿色低碳也成为建筑潮流,提倡节能装修:

1.减少装修铝材使用量。铝是能耗最大的金属冶炼产品之一。减少1千克装修用铝材,可节能约9.6千克标准煤,相应减排二氧化碳24.7千克。如果全国每年2000万户左右的家庭装修能做到这一点,那么可节能约19.1万吨标准煤,减排二氧化碳49.4万吨。

2.减少装修钢材使用量。钢材是住宅装修最常用的材料之一,钢材生产也是耗能排碳的大户。减少1千克装修用钢材,可节能约0.74千克标准煤,相应减排二氧化碳1.9千克。如果全国每年2000万户左右的家庭装修能做到这一点,那么可节能约1.4万吨标准煤,减排二氧化碳3.8万吨。

3.减少装修木材使用量。适当减少装修木材使用量,不但保护森林,增加二氧化碳吸收量,而且可以减少木材加工、运输过程中的能源消耗。少使用0.1立方米装修用的木材,可节能约25千克标准煤,相应减排二氧化碳64.3千克。如果全国每年2000万户左右的家庭装修能做到这一点,那么可节能约50万吨标准煤,减排二氧化碳129万吨。

4.减少建筑陶瓷使用量。家庭装修时使用陶瓷能使住宅更美观。不过,浪费也就此产生,部分家庭甚至存在奢侈装修的现象。节约1平方米的建筑陶瓷,可节能约6千克标准煤,相应减排二氧化碳15.4千克。如果全国每年2000万户左右的家庭装修能做到这一点,那么可节能约12万吨,减排二氧化碳30.8万吨。

三、围护结构节能技术

气凝胶技术应用。气凝胶具有低密度、高孔隙度特性,能有效抑制热传导,以此作为隔热涂料填充层,仅需少量填加即能有效降低涂料导热性能。近年来发展迅速,若能与中空玻璃球、陶瓷隔热材搭配使用,更能增进隔热效果。此外,气凝胶折射率趋进1,对红外、可见光湮灭系数之比超过100。在保证建筑采光的前提下,可有效阻止环境红外热辐射,是一种理想透明隔热材料,在太阳能利用和建筑节能方面具有广阔的应用前景。

低辐射low-e镀膜应用。在玻璃表面镀上一些金属或者其氧化物的薄层可改变太阳光透过率,增加玻璃表面间的辐射换热热阻,从而提高保温性能。例如以银为基底的SnO2/Ag/SnO2型镀层(厚度为40nm/7nm/40nm),可见光透过率为0.86,太阳辐射透过率为0.73,长波发射率仅为0.08,特别适于寒冷地区冬季使用要求。而对于西向或东向窗户,可在近红外辐射低透过率的基础上,把可见光透过率降低到50%~60%,以达到降低太阳辐射透过率,减少太阳辐射的目的。

窗框隔热性能。对于low-e镀膜中空玻璃,如采用无断热措施金属窗框(K>5W/m2K),在玻璃与窗框之间就会形成明显冷桥,大部分热量将通过窗框散失到室外,大大降低整窗综合传热系数。相比较而言,以低导热系数的非金属材料代替金属型材是一种有效的措施之一。但非金属材料密度同样也较低,其制成构件的刚度、强度也较差。

太阳能是一种巨大、清洁、便宜的能源,是人类生存的地球上可再生能源的源泉。研究和发展太阳能技术是人类生存和发展之必要,尤其是对建筑采暖、供冷、供给热水有着广阔市场前景。

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关键词:建筑;节能设计;围护结构;

中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:

0.引言

随着社会的发展,人们的生活质量得到了很大的提高,然而在全世界范围内却出现了能源短缺问题、生态环境也日益恶化。因此,在这一背景之下,,建筑满足人们的热舒适要求不应该以巨大的能源消耗为代价,应顺应人们对绿色、节能建筑这一呼唤的要求,使用最小的能耗来满足人们对舒适的要求。因此,做好建筑节能设计工作具有重大意义。

1.建筑规划与节能设计

目前有许多住宅小区在进行规划设计时,往往只考虑的是容积率、日照间距、空间形态、建筑物的外观及造型上的独特和别具一格,重视绿化景观设计和相关配套工程的建设。过于重视图案化,忽视规划给住区小环境、小气候带来影响变化。往往把建筑的单体设计的节能措施墙体保温、屋顶保温隔热、采用密闭性好的门窗等作为节能设计的重点。很少从节能的角度来指导设计。节能设计只有在单体设计时才得到重视,从而产生了许多单体在施工图设计阶段难以解决的问题。节能建筑的设计首先应该从规划入手,以节能作为指导规划设计的主要原则,充分考虑建筑与外部环境的关系,从分析地区的气候条件出发,将设计与建筑技术和能源利用有效地结合,使建筑在冬季最大限度地利用自然能采暖,多获热量,减少热损失,夏季最大限度地减少得热和利用自然条件降温和冷却。在总体规划上为建筑节能创造良好的先决条件。

2.建筑物围护结构的节能设计

围护结构的节能设计主要是外墙,外门窗和屋面部分。

2.1 外墙的保温与隔热

(1)目前建筑中常使用的外墙保温主要有外墙外保温、外墙内保温和外墙夹心保温形式。外墙外保温较外墙内保温和外墙夹心保温形式优势:

①适用范围广。外保温不仅适用于北方需冬季保温地区的采暖建筑,也适用于南方需夏季隔热地区的空调建筑;既适用于新建建筑,也适用于既有建筑的节能改造;

②保温效果明显。由于保温材料置于建筑物外墙的外侧,基本上可以消除在建筑物各个部位的“热桥”影响;

③保护主体结构。置于建筑物外侧的保温层,大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响。随着建筑物层数的增加。温度对建筑竖向的影响已引起关注;

④有利于改善室内环境。外保温不仅提高了墙体的保温隔热性能,而且增加了室内的热稳定性。它在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿,提高了墙体的防潮性能,可避免室内的结露、霉斑等现象,因而创造了舒适的室内居住环境;

(2)近年来采取外墙外保温技术建造了大批的节能住宅,这些节能住宅的建成推动了建筑节能产业的发展与逐步完善。但是,在外墙外保温技术大力推广与应用过程中,也发现了问题:由于外保温系统处于建筑物外墙外侧,直接与外界环境接触,这样外界环境的风雨侵蚀作用、外墙内保温和外墙夹心保温形式、温度变化引起的应力、以及大气环境中酸碱腐蚀作用等直接考验着外保温系统,在运用外保温技术建成的节能住宅,不少外墙出现脱落、空鼓、开裂、室内泛潮反霜、结露等若干问题。

通过对已建项目的跟踪调查发现,设计因素引起外保温系统技术出现的质量问题主要表现在:①外墙外保温设计的不完善或构造不合理,窗的节能节点设计不合理,存在热桥效应或接口处理不严密导致渗水现象。居住建筑中碰到的窗较多的为飘窗与带有窗套的平窗,大多数建筑的窗周边未考虑保温,严格地说设计上是不合理的,因为窗周边基本是钢筋混凝土结构,热桥效应较大。那么在实际施工存在两种情况:一是窗周边窗套应用保温板按照规定尺寸与规格定做构件做成,粘贴安装确保牢固,需要精心施工,窗根部上口做好滴水处理与窗下口窗台的防水处理;二是窗周边不做保温,存在热桥效应与保温部分与非保温部分的接口处理问题。②忽视外墙外保温细节部位的设计。1)忽视结构伸缩缝的节能设计,保温系统在此存在接口,如果施工处理不严密,会导致渗水现象,从而水进入保温系统内部而造成危害。结构伸缩缝两侧的墙体,是建筑围护结构外墙耗热量较大的部位,也存在热桥效应,设计时常常忽略。缝内应紧密填塞聚苯板或泡沫胶,牢固安装好金属盖板。并考虑到缝的热桥效应及保温系统的接口处理与防水;③忽视女儿墙内侧增强保温处理,施工处理不严密,导致室内顶板棚根部返霜结露,女儿墙墙体开裂,甚至女儿墙构件尺寸变化过大(女儿墙受到太阳辐射程度较大),导致外侧的保温系统破坏,继而渗水。对于女儿墙外侧墙体的保温在设计中往往都能够重视,保温层延续到女儿墙的压顶,可是设计人员常忽略对女儿墙的内侧保温。女儿墙的根部靠近室内的顶板,如果不对该部位采取保温处理,该部位极容易引起热桥通路,导致顶层房间的顶板棚根部受到外界温度变化影响较大,常产生返霜结露现象。对女儿墙的内侧保温处理有利于解决这一危害,同时还保护主体结构,避免了女儿墙墙体裂纹的产生;④忽视节能建筑底层的勒脚处保温处理。勒脚处的保温节点做法一是勒脚高于散水坡,二是勒脚深入到散水坡以下。前者要求不高,需要考虑在保温层背面做防水处理,防水层至少高于基层面:30cm,以防止水从地下沿着外墙找平层渗透至保温层内部;后者除了防水层按照前者做法外,最好将深入地下的部分与高于地30ca,区域保温板改为挤塑板为好,以确保保温层极低的吸水率与良好的抗腐蚀性而稳定持久。因为底层属于溅水区,大雨时水常积聚且潮气严重;⑤忽视保温系统与非保温系统接口部位处理,导致接口处开裂与渗水现象。在外墙连续式的保温系统上,常出现保温系统部分与外墙构件的接口以及保温系统部分收口,即出现保温层与其他不同材质的连接,由于同一平面构造层次不同材质差别较大,如密度、弹性模量、线形膨胀系数等,保温系统容易在接口处开裂而导致渗水现象,所以要慎重考虑该部位的抗裂措施与防水措施。

2.2 改善外门窗性能

外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。有效的节能措施有:

(1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值。

(2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。对于寒冷和严寒地区的住宅如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封:框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等、高低缝及缝外压条等。

(3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及同定窗扇的面积。

3.结束语

总之,只要按照节能新标准严格把好节能设计关,监督好施工节能用材关,就能有效提高居住建筑节能效率,降低建筑能源耗费,打造真正的环保节能、舒适、健康、方便的高品质建筑,为国民经济可持续发展做出贡献。

参考文献

[1]马耀铭.建筑节能设计存在问题分析及应对措施.城市建设理论研究.2011(24)

[2]张晓杰,张晓东.建筑节能设计存在问题分析及应对措施.科技致富向导.2010(32)

[3]王琳.城市住宅建筑节能设计.建筑设计管理.2012(13)

篇9

关键词:建筑与气候; 建筑能耗; 节能设计; 应变策略

Abstract:Building energy consumption accounted for a larger proportion of China's total energy consumption. This paper presents three energy-saving designstrategy, such as architectural design, detail structural design and environmental control equipment and system design. Make full use of natural energy, reduce consumption of non-renewable energy, and promote the sustainable development of China's building.

Key words:building and climate; building energy consumption; energy-saving design; contingency strategy

中图分类号:TU834.3+5

文献标识码:A

文章编号:1008-0422(2008)05-0107-03

1引言

建筑作为人工自然产品,是人类自身应变自然环境气候的一种延伸手段。建筑发挥着气候“过滤器”的角色,通过利用和防御自然界各种气候因素,为人类创造出良好的室内气候条件。我国古代的传统民居,如北京的四合院、西南的吊脚楼、陕北的窑洞、闽南的土楼等,虽然建筑形式和材料各不相同,但都是长期气候选择和建筑不断应变的结果。随着现代技术水平的提高,人类有时过分地依赖人工设备技术力量,以期实现更高的室内热舒适度要求,结果导致高能耗和自然生态的破坏。我国是能源短缺的国家,但建筑能耗却是同等气候条件下发达国家的2~3倍。高能耗不利于建筑可持续性发展,需要我们重新研究节能设计策略,充分挖掘建筑节能的潜能。

2设计应变策略

建筑节能设计就是从分析地区的气候条件出发,将建筑设计与建筑微气候,建筑技术和能源的有效利用相结合的一种建筑设计方法,也就是说在冬季最大限度地利用自然能来取暖,多获得热量和减少热损失;夏季最大限度地减少得热和利用自然能来降温冷却。

2.1从建筑设计入手,综合分析地区气候特征,充分利用有利的气候条件和防御不利气候因素影响。

地区气候特征包括太阳能辐射强度、最热(冷)月平均气温及空气湿度、夏(冬)季主导风与平均风压、雨雪量等要素。这些要素是我们节能设计需要注意的“气候条件”。此外,还需注意区域的“微环境”,如地形条件、地表环境、地表土壤和环境植被等。只有这样,才能权衡利弊、趋利避害,统筹运用气候因素。

2.1.1合理群体规划布局。设计中要充分考虑夏季有利的主导风向(通风致凉)和避免冬季不利的主导风向(避风保暖),综合考虑采光、通风、保温和防晒等因素,合理安排群体布局和建筑朝向。如南京属典型的夏热冬冷地区,又具有大陆性气候特征,夏季炎热多东南风、冬季寒冷多西北风,在进行小区群体布局时,一般将小体量的低层、独立式住宅放在南面,大体量的高层住宅放在最北面,可以最大限度地满足夏季自然通风和冬季阻挡不利的西北风的需要。

2.1.2合理控制体形系数。体形系数就是指建筑物与室外大气接触的外表面积F0(m2)和其所包围的体积V0(m3)之比值。也就是说,单位建筑空间的外表面积越大,体形系数越大,能耗就越高,反之亦然。因此,在考虑节能设计时,建筑平面外形不宜凹凸太多,力求完整,避免因凹凸太多增大而提高体形系数。在所有几何形体中,球面体体形系数最小,同等条件下能耗最低。如合肥大剧院就采用近似球面体外形,体形系数小而相对节能(图1)。

2.1.3合理控制窗墙比。窗墙比就是建筑外窗总面积与护墙体总面积之比值。由于护墙体的热工性能比玻璃窗户要好。尽管外窗面积比外墙面积要小得多,但通过外窗得失热量却占护结构得失热量的40%左右,因此需根据不同地区气候特征合理控制窗墙比。如在严热干燥的新疆,白天太阳辐射强度大,夜间温度低,建筑外墙体比较封闭,窗墙比小,可以减少白天透过窗户的太阳辐射热和夜间室内热量的散失,同时保持室内空气的湿润。在南京地区,建筑的窗墙比则较大,夏季利用较大的南向窗户进行自然通风,冬季则可以获得较多的太阳辐射热。

2.2从细部构造设计入手,有效利用隔热保温、遮阳和自然通风等被动式节能技术,改善建筑室内微环境。

2.2.1外墙体的隔热保温与遮阳。目前,我国正提倡新型复合墙体自保温系统和外隔热保温技术,外保温的优点:建筑室内温度受室外温度波动影响小,有利于主体结构保护和避免热(冷)桥的产生。常用的建筑外墙保温材料有保温砂浆、聚苯板、聚氨酯(EPS、XPS)和墙体自保温四大体系。其中,保温砂浆和聚苯板市场占有率较大,但保温性能较差;聚氨脂保温性能较好,但传统的聚氨酯硬泡板材不适用于复杂立面墙体保温。市场新出现的聚氨酯现场发泡喷涂保温材料(如安健能全水基软发泡聚氨酯),具有良好的保温性和憎水性,方便施工,适用于设计各种复杂外墙体保温和无接缝施工。外墙体遮阳,主要用于热工性能要求更高的墙面,在保温层外侧设计钢结构支撑体系,干挂板材(如陶土板),可以遮挡夏季阳光直接辐射到墙体,同时后侧流动的空气层能迅速带走热量,起到很好的遮阳隔热效果。

2.2.2玻璃门窗的隔热保温与遮阳。外墙玻璃门窗是阻挡夏季太阳辐射热进入室内和冬季室内热量散失的最薄弱环节,其能耗是同面积墙体的4倍,屋顶的5倍,对建筑能耗影响较大。除控制窗墙比外,需增加玻璃门窗的热工性能:一是设计选用单层或多层中空或低辐射玻璃(如Low-E镀膜玻璃)和经热断桥处理的门窗型材,同时加强窗墙间、框扇间的接缝气密性设计。二是增加外墙玻璃门窗遮阳设计,防止夏季太阳辐射热透过玻璃门窗直接进入室内而耗能。由于遮阳位置和方式不同,主要有:①水平式外遮阳,适用于接近南向外窗,遮挡高度角较大、从窗口上方射来的阳光。②垂直式外遮阳,适用于东北向、西北向外窗,遮挡高度角较小、从窗口两侧斜射过来的阳光。为克服传统固定式遮阳在采光、自然通风、视野等方面的矛盾,上述两种遮阳方式在生态节能建筑中较多地采用活动百叶遮阳,可根据光线变化自动调节百页角度遮阳,不影响自然采光和通风(图2)。③活动内遮阳,主要有遮阳卷帘和遮阳百页等。相比外遮阳,更灵活,更便于用户根据季节天气变化调节使用。但内遮阳有较大的缺点,除部分热量被反射出窗外,其余热量留在了室内而增大空调制冷能耗。

2.2.3 “可呼吸”玻璃幕墙。它一般由双层玻璃幕墙构成(外层通常为单层玻璃,内层为绝热的双层玻璃),在两层幕墙间形成一定宽度的空气夹层,并配有可调节的百页。在冬季,双层幕墙间的空气夹层形成一个利用太阳能的玻璃温室,有利于建筑的保温采暖;在夏季,则利用热压通风和百页遮阳,达到降温的目的(图3)。

2.2.4屋面隔热保温与遮阳。在夏季,屋面日照时间长,太阳辐射强度大,屋顶外表面温度最高达到60~80℃,顶层室内温度受其影响会提高2~4℃。在冬季,屋顶对外散失热量,又增加了室内的空调热负荷。屋面隔热保温除采用倒置式设计外,蓄水屋面和种植屋面越来越引起人们的重视。①蓄水屋面,就是利用屋面蓄水层蒸发带走太阳辐射热(蓄水层深度一般保持在200mm为宜),从而有效地减弱屋面的传热量和降低屋顶内表面温度(可比一般屋面低2~4℃),具有明显的隔热效果。②种植屋面,是一种生态节能型屋面,不仅能够提高屋面的隔热保温性能,还能增加城市绿地面积,改善城市气候环境。实验数据表明,种植屋面使屋顶外表面最高温度下降32.4℃,内表面最高温度下降2.0℃,具有较好的隔热保温性能。屋面遮阳,主要采用遮阳构架、遮阳百页、膜结构、飘板等,有效遮挡太阳直接辐射屋面,同时也能结合立面造型,创造出有性格的建筑形象。印度建筑师柯里亚就善于利用屋面遮阳构架丰富形体,同时对屋面有良好的遮阳作用(图4)。

2.2.5自然通风。风压与热压是实现自然通风的两种手段,二者互为补充、密不可分。风压通风是利用建筑的迎风面与具有良好外部风环境的地区,选择有利通风的建筑朝向、控制建筑进深、“引导”自然通风等,可实现良好的风压通风效果。印度建筑师柯里亚设计的干城章嘉公寓楼,建筑平面东西向打开,“引导”东西向的海风形成“穿堂风”,是利用风压解决夏季通风散热的例子。热压通风(即“烟囱效应”),是利用热空气上升,从建筑上部排风口排出污浊的热空气,从建筑底部吸入新鲜的冷空气,实现建筑内部的自然通风。一般在不良的外部风环境地区,或进深较大的建筑,多利用热压或热压风压兼用,实现自然通风。在设计中,可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空间(如楼梯间、中庭),结合拔风井、风塔等构造,创造出满足热压式自然通风进出风口的高差。福斯特设计的德国议会大厦玻璃穹顶,既是采光的“光庭”,更是热压式自然通风的“风塔”(图5)。

2.3从环境控制技术入手,合理利用太阳能、地源热泵等主动式节能技术,开发运用可再生能源。

2.3.1太阳能技术。太阳能是我们取之不尽、用之不竭的可再生能源。我国的太阳能资源丰富,大部分地区太阳辐射量大,具有开发利用太阳能的优良条件。目前主要的太阳能利用方式有:①被动式太阳能热水系统,利用太阳能集热器或真空管吸收太阳辐射热,为用户提供生活热水。此系统结构简单、经济适用,在我国的城市与农村得到了广泛的运用。②主动式太阳能系统,在太阳能居室采暖方面具有更大的选择性,但需要外在能源启动运行,并需借助电扇或泵等装置来转换和传递太阳能,以此获得生活热水或提供居室供暖(图6)。③太阳能光伏发电系统,是利用太阳能光伏电池板吸收太阳能,并将太阳能转化为电能,提供室内设备用电或接入市政电网送电。与被动式太阳能热水系统相比,主动式太阳能系统和太阳能光伏发电系统在生态节能建筑中使用较多,但建设成本较高。

2.3.2地源热泵技术设计。利用地下水、深层土壤和水库、湖泊等深水层受自然季节气候影响小、温度相对保持稳定的特点,通过水作为媒介,与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换提供热泵的冷热源。冬季地能作为“热源”,从地下或水中“取”出来,供给室内采暖。夏季作为“冷源”,供室内致冷,同时将室内热量释放到地下水、土壤或地表水中,贮存起来作为冬天采暖的“热源”。地源热泵系统根据换热方式的不同分为:土壤源热泵系统、地下水热泵系统、地表水热泵系统等。因不同工程的地质条件、地表环境、地表土壤、场地状况等有所不同,需因地制宜地选择设计不同的换热方式。如南京工程学院新建的图书馆,就利用基地200m处天印湖这个有利条件作为冷热源,设计地表水热泵系统为图书馆提拱制冷和采暖所需的能量,具有良好的生态节能效果。

在生态建筑和低能耗建筑中,太阳能技术和地源热泵技术往往采用联合运行的方式,可以克服自身技术存在的局限性,提高资源利用效率。

3结论

建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题。在我国现阶段,主要提倡运用与经济发展水平相适应的简单节能技术为主,切不可为片面追求低能耗目标而不顾经济成本,大量使用节能新技术。同时注重太阳能、风能、地能等可再生自然能技术的研究和开发,降低可再生能源的利用成本,逐步从大城市与经济比较发达地区向全国推广运用,实现我国建筑节能既定目标。

参考文献:

[1] 宋德萱.节能建筑设计与技术.上海.同济大学出版社.

篇10

暑期,我来到了一家建筑节能系统工程技术有限公司学习。它让我对建筑又有了新的认识,是我以前忽略掉,没有很重视的部分。

建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。抓住机遇,不失时机地推进建筑节能,有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境,实现国家发展的第二步和第三步战略目标,并引导我国建筑业与建筑技术随同世界大潮流迅速前进。

建筑节能在建筑建设中体现在很多工艺,方面上。比如:照明,采暖,采光等等。1973年国际石油危机以后,在建筑领域出现了建筑节能这个世界性的大潮流。这个大潮流,首先席卷了所有的发达国家,它带动着多方面的建筑技术蓬勃发展,使许多建筑用产品不断更新换代,甚至使建筑业的组织结构也产生种种变化,其表现主要是:

(一)建筑围护结构的变化

传统的建筑外围护结构往往是承重功能与保温隔热功能相结合,构造较为简单,单纯用砖石、混凝土或木材筑成,外墙、外门也相当单薄。这种材料的保温隔热效能很差。例如,传统的普通粘土砖砌体的导热系数高达0.81w/(m·K),而近期迅速发展的、能够工业化大生产的泡沫聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃棉板等高效保温材料,则可低到0.035-0.04w/(m·K)左右,也就是说,其保温效能可以高出20倍。于是,人们了解到,用高效保温材料、隔汽材料和覆面加强材料组合而成的复合墙体,可以以薄得多的结构,取得高许多倍的保温隔热效果。与此同时,建筑外墙也发生巨大变化,玻璃品种多种多样,保温性能也大为改善。

建筑墙体一般采用单一材料,如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。近年来由于建筑节能的需要,单一材料导热系数太大,一般为高效保温材料的20倍,不能满足保温隔热的要求,因此往往采用承重材料与高效保温材料(如岩棉板或聚苯板等)组成复合墙体。按保温材料所处位置不同,又分有多种方式,其中外墙内保温和外墙外保温是目前最常用的两种方式。

(二)建筑采暖系统的变化

传统的建筑采暖系统,只是用简单的管道接通暖气片组成,或者是一家一户的取暖炉灶。存在的问题是室温冷热不均,调节控制困难,更无法对所用热能进行计量。而近代的采暖技术,则已做到各处室温可以根据需要自动控制调节,耗用热能可以计量;与此同时,整个供热系统也能不断地自动调控与计量。这种新型采暖系统,可以大到由若干个城市联片组成的区域系统,也可以小到一家一户的独户系统,既是相当复杂和精确的,又是十分省钱和节能的。

(三)建筑用产品结构的变化

由于前述的建筑物基本组成部分发生重大变化,使得建筑业必须采用大量的品种繁多的新的保温材料、密针材料,加强材料、隔汽材料、保温门墙、保温管道、换热器、调速泵、控温阀、调节阀和计量表等等。为了生产这些保温密封材料和供暖设备仪表,在备发达国家就形成了新兴的、现代化的、庞大的节能产业群体。

纵观国际和国内的形势与状况可以说建筑节能是需要全社会一起推动的

(一)经济发展的需要

能源为经济发展提供动力,经济发展依赖于能源的发展。1973年石油价格飞涨,石油进口国的经济受到极大冲击。发达国家上上下下于是翻然醒悟:我们浪费不起能源,必须减少能源的制约作用。能源主要依靠进口显然这不是一条很可靠的途径。如果能源依靠自己国家来开发,也是非常艰难的事情,能源的发展往往滞后于经济的发展和我国国民生产总值的增长,前几年高于10%,但能源生产的增长,经过努力也只能做到3%一4%,这就必须依靠节能。从能源资源条件看,我国煤炭和水力资源总量比较丰富,但煤炭的经济可采储量和可开发的水电量按人口平均值,仍低于世界人均水平,至于石油和天然气就更少了。为了于孙后代可持续利用国家自然资源,我们现在也必须节能。

发达国家建筑用能一般占到全国总能耗的30%一40%,所占比重很大。建筑用能的状况如付,浪费还是节约,是个牵动国家经济全局的大问题。以我国来说,我国采暖区城镇人口只占全国人口的13.6%,而采暖用能却占到全国总能耗的9.6%。由于经济的发展,采暖范围日益扩大,空调建筑迅速增加,建筑能耗增长的速度将远高于能源生产增长的速度,从而成为国民经济的一个重要的制约因素。由此可见,如果建筑这个用能大户的能源省不下来,势必会限制国家经济的发展。

(二)减轻大气污染的需要

近年来,世界上许多国家越来越关心燃烧矿物燃料所产生的污染问题。各发达国家节能的政策,也是以减少燃料燃烧的排放物为明确的目标。其原因是,人们已经认识到,所排放的硫和氮的氧化物,会危害人体健康,造成环境酸化,而产生的二氧化碳的积累,将导致地球产生重大气候变化,危及人类生存。建筑采暖用能无疑是造成大气污染的一个主要因素。特别是我国,在以煤炭为主的能源结构的条件下更是如此。以北京的大气环境来说,几个污染因素指标,如二氧化碳等,在非采暖期是符合国家标准的,而在采暖期则大大超过标准。总悬浮颗粒也超过标准,在采暖期主要污染物是煤烟;在非采暖期一个是春季的风沙,一个是施工工地的扬尘。由此可见,如果我国采暖能耗不节约下来,采暖建筑又越建越多,大气环境指标就不可能达到标准。

(三)改善建筑热环境的需要

随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高,舒适的建筑热环境已成为人们生活的需要。在发达国家,适宜的室温已成为一种基本需要,他们通过越来越有效地利用好能源,满足了这种需要。在我国,这种需要也在日益迫切。这和我国大部分地区冬寒夏热的气候特点关系很大。与世界同纬度地区相比,1月平均气温我国东北低14—18℃,黄河中下游低10-14℃,长江以南低8—10℃,东南沿海低5℃左右;而七月平均气温,我国绝大部分地区却要高出L 3—2.5℃。加之热天整个东部地区湿度均高,冷天东南地区仍保持高湿度、因此,夏天闷热,冬天潮凉,使人更加难受。而且冷热的时间相当漫长。以北京来说,日平均气温低于10℃的冬季,一年平均有158天,高于22℃的夏季,一年平均有98天。冬季和夏季的时间,共长约8个半月,而气候宜人的春天和秋天,才只有3个半月。由此可见,我国冬冷夏热的问题是相当突出的。而人民生活越是改善,越不堪忍受寒冬暑夏的折磨,冬天需要采暖,夏天想罢空调,这都需要用能源。而我国的能源供应十分紧缺。也就是说,只有在节能的条件下改善热环境,这种改善才有可能,否则只能是无米之炊。

从以上可以看出,为什么建筑节能会成为世界性大潮流,因为这是一种客观的社会需要,是一种必然性。

在全世界都需要建筑节能的同时,建筑节能也着相关面临的问题。

建设部、国家发改委对新建建筑提出了节能要求,并要对既有建筑实施节能改造。当前,新建建筑节能强制标准执行率不高,既有建筑的节能改造困难重重,难以全面启动,离国家设定的建筑节能总体目标差距较大,这是各地普遍存在的问题。

1、从问题的普遍性分析,一是全社会没有充分认识到节能与绿色建筑工作的重要意义,缺乏节能建筑的基本知识和主动意识;二是缺乏可操作的强制各方利益主体必须积极参与的地方性法规;三是对节能建筑缺乏有效的激励政策进行引导和扶植;四是建筑节能、节地、节水、节材和环境保护的综合性标准体系还不够完善;五是缺乏有效的行政监管体系。

2、从建设行政主管部门依法行政的角度看,缺乏具体的可操作性的地方法规作为执法依据。现阶段节能建筑的建造主要是通过执行建筑工程强制性条文的要求来实现的,由于国家还没有颁布建筑节能方面专门的法律,地方也没有相应法规,建筑工程达不到节能技术标准要求,建设行政主管部门只能依照国务院颁布的《建设工程质量管理条例》中违反强制性条文相关条款进行监督管理。把建筑节能与建设工程其他强制性条文等同要求,造成建筑节能工作执法依据不足、行政监管力度不大,这是节能建筑难以推广的重要原因之一。

3、从培育节能建筑市场政策环境的角度看,目前还缺少有效的节能建筑市场发展的经济激励政策。建筑节能在经济层面上涉及初期投资、运行费、维修费、改造费等眼前利益与长远利益的权衡与取舍,而在有限的投资下,业主一般不会主动考虑建筑节能措施及先进节能技术的运用。如果没有相关的经济激励措施,节能建筑的建设单位很难面对市场初期的种种风险和阻力。政府在财政、税收方面的激励政策,将在很大程度上帮助建设单位渡过市场开拓期的难关,最终将在政府政策的引导和建设单位的运作下,形成稳定的节能建筑市场。

4、从建筑业主、开发商追求经济效益的角度看,建筑节能材料的成本价差阻止了节能建筑的发展步伐。建筑要节能,势必增加建设成本。房地产开发商负责房屋的建造,并非使用者,在建筑设计和建造时不会过多考虑节能问题。即便懂得真正的节能建筑的设计开发,但在具体实施时有些开发商也只会限于节能建筑的表面,在外围护结构上做点文章,不会顾及深层次的节能技术的应用。现阶段一部分开发商为营造卖点,宁可在园林、建筑外立面的设计上投入高成本,但对于节能措施采取勉强达标过关的较多。

5、从公民接受节能建筑房价比的角度分析,建造节能建筑的造价会有一定的增长。节能建筑是通过降低围护结构的能耗,选用节能型用能系统来实现的。一方面,降低能耗可以通过合理完成建筑平面布局、合理选择朝向、适当降低窗面积比等手段来实现,这些措施不会增加造价。另一方面,达到节能还要提高外门窗性能,选用中空玻璃。在建筑节能意识还未深入人心时,建筑价格的高低直接影响着老百姓的购房选择,是会影响开发商的节能措施决策的。

要想建筑节能能快速的全面的开展,需要正确把握并处理好几个关系

一是经济效益与社会效益的关系。推进建筑节能,既改善室内热环境,又降低能源消耗,还可减少温室气体的排放,是符合可持续发展战略的利国利民的事情。从当前来看,建造节能建筑,会增加一些投入成本,但是,在追求发展、追求经济效益的同时,应该兼顾社会效益,实现经济效益与社会效益的有机统一,关注生态成本和社会成本。节能建筑由于改善了室内的环境,使人的疾病发生率大幅度下降,生存质量也大大提高,这就是社会成本的节约。

二是“新建”控制与“既有”改造的关系。推进建筑节能,当前面临的双重任务是既要按节能标准严格控制新建建筑的能耗水平,又要加快对既有建筑的节能改造步伐。必须坚持“两手抓”的原则:一手抓“新建”控制;一手抓“既有”改造。从实际情况看,对既有建筑的节能改造难度更大,需要更为灵活的政策,探索更为有效的办法。

三是“导”与“堵”的关系。由于开发单位建设节能建筑,毕竟需要增加建设成本,企业不可能有完全自觉的行动。为此,一方面需要通过市场经济手段,从税收、金融、投资、招投标、造价等方面进行政策引导,鼓励和支持建设单位和开发企业实施建筑节能;另一方面,也需要通过必要的行政的、法律的手段,强制建设单位和开发商执行节能标准。有了前“导”、后“堵”,建筑节能工作才能顺利推进。