节能设计在建筑方案设计中的应用

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  摘要:伴随我国经济的飞速发展和人民物质生活水平的整体提高,建筑能耗问题也日益突出。建筑作为高能耗行业,其节能将成为各种节能途径中潜力最大、最为直接有效的方式。如何从实际出发,与规范制定的理念相结合,来完成建筑的节能设计是文章阐述的重点。
  关键词:建筑设计; 节能设计; 应用;
  
   建筑方案阶段的内部空间节能设计主要通过创造自然通风和进行合理的平面布局等技术手段实现的,这些技术策略的应用不只是水平方向的设计,也包括垂直方向的设计,完美的把这些技术策略与建筑艺术和功能要求相结合需要建筑师对相关技术知识的正确掌握与理解,以及较强的空间组织能力。
  1.建筑规划的节能设计
  1.1 建筑规划阶段的节能设计
   在建筑规划阶段, 建筑的节能设计应慎重考虑建筑物的朝向、间距、体型、体量、绿化配置等因素对节能的影响,以利于改善热环境。在建筑的平面布局方面,朝向的选择特别重要。冬季应有适量的阳光射入室内,以避免冷风吹袭;夏季则应尽量减少太阳对室内及外墙面的直射,并具备良好的通风。因此,从节能和热环境两方面考虑, 建筑物应避免东西向, 以南北向或接近南北向为好。若不能都为南北向,应将主要房间设在冬季背风和朝阳的部位,以减少围护结构散热量的影响。同时,还应注意建筑间距与节能的关系,使建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中不因其他建筑的遮挡而减少。
  1.2 建筑设计阶段的节能设计
   在建筑设计中, 应减少建筑物的外表面积,适当控制建筑物外表面积与其所包围的面积之比(即建筑体型系数),以减少建筑面的宽度,加大进深或增加组合体。建筑外形应选用长条型,避免使用体型复杂、凹凸面过多的塔式住宅。应重视造型规整,如住宅应尽量采用多单元的“一”字型,特别是采暖住宅建设应增加层数, 避免建造单元少特别是点式平面的低层住宅。寒冷地区多层住宅不宜采用开敞式楼梯间,入口处应设置门斗或采取其他避风措施,以减少散热。还要重视屋檐、挑檐、遮阳板,窗帘、百页窗等的构造,这对于调节日照、节省能源具有十分重要的作用,尤其是玻璃幕墙建筑节能设计,必须考虑良好的遮阳、遮光条件。
   1.3 善于利用建筑周围自然条件利用建筑周围自然条件
   可以改善区域环境微气候,建筑物绿化是指对建筑物外立面、屋面的绿化。与环境绿化相比,建筑物绿化对建筑节能的作用更直接。实测结果表明:在室外气温38℃时,无绿化建筑物的外表面(深灰色外墙涂料)温度最高可达50℃,而有绿化建筑物外墙面温度为27℃;有绿化建筑物室内温度较无绿化建筑物室内温度约低3~5℃,降温效果明显。为达到夏季减少建筑物对太阳辐射的吸收,冬季即起到对风的屏蔽作用又不至于降低太多建筑物对太阳辐射热吸收的绿化目的,建筑物立面的绿化应以多年生落叶攀缘类植物为主,屋面以种植草坪为主。
  2 建筑构造节能设计
  2 . 1 外墙节能设计
   外墙是建筑外围护结构的主体,所用材料的保温性能直接影响建筑的耗能量。传统的外围护墙体由单一材料组成,包括加气混凝土外墙、空心砖外墙、空心砌块外墙等。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,其热工性能指标已经不能满足节能建筑的要求。因此往往使用复合墙体,包括内保温复合外墙、保温材料夹芯复合外墙和外保温复合外墙三类,其充分利用各种材料的不同性能,来达到节能建筑所要求的围护墙体的热工性能指标。
  2 . 2 门窗节能设计
   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50%。所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小外门窗洞口的面积;提高窗户的气密性,减少冷风渗透;提高窗户本身的保温性能,减少窗户本身的传热量。
  2.2.1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。房间窗口面积的确定应视建筑物所处的地理纬度、当地的冬季日照率、房间的采光要求、建筑物之间日照遮挡情况来确定。在满足上述条件下,应尽量减少门窗洞口面积。《民用建筑节能设计标准》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
  2.2.2提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透
   如设置泡沫塑料密封条,使用新型的密闭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;扇与扇之间的密闭可用三元乙丙、硅橡胶等密闭条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间可用各种弹性压条等。
  2.2.3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;外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,并积极采用节能玻璃。如热反射玻璃,对可见光有适当的透射率,而对近红外线有较高的反射率,对紫外线有很低的透过率,也称为阳光控制玻璃,与普通玻璃比较,大大提高了遮阳性能;中空玻璃是由两片或多片平板玻璃构成,用边框隔开,四周边缘部分用胶接焊接或熔接的办法密封,中间充入干燥空气或其他惰性气体,其传热系数比单层玻璃小,保温性能较好;镀膜玻璃与中空玻璃的复合体,包括热反射镀膜中空玻璃和低辐射镀膜中空玻璃。前者可同时降低传热系数和遮阳系数,后者透光率较好。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固定扇的面积,对建筑节能是有利的。
  2.2.4设置“ 温度阻尼区”
   所谓“温度阻尼区”就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次像热闸一样阻止外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热损失。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,住宅中的楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
  2 . 3 建筑设备节能
  2 . 3 . 1采暖
   采用“按典型房间温度对整幢建筑的采暖系统进行控制”和“改造供暖管道系统,单管加跨越管和双管系统”等技术措施。
  2 . 3 . 2空调
   家用空调器选用节能型,选择能效标示中能效比高的产品。采用热泵技术,同时满足夏季制冷和冬季采暖的需要。
  2.3.3电气和卫生器具
   盡可能充分利用自然光,优先采用荧光灯高效光源和灯具;尽可能使用节水型卫生器具,减少供水量,同时也减少供水能耗。
   建筑节能是个长期的努力过程, 逐步提高设计节能率更是发展趋势。建筑能耗的降低关系到一个国家的兴亡, 应该不觉得这是危言耸听。设计者有了思想的高度才会有行动上的重视。努力的深度和是否为了应付上级检查没有关系, 只有每个设计者的责任意识增强了, 多在细节上下功夫, 节能减排的理念才会被真正落到了实处, 带动施工方监理方最终实现目标。一个建筑师的艺术感的确重要, 可他对每笔施工图的责任感比艺术感更加的重要。
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