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【摘 要】本文主要是根据笔者多年来的工作实践实验,探讨建筑节能设计的相关问题。作为我国国民经济三大支柱产业之一的建筑行业,随着我国社会经济的快速发展,其在能源消耗中所占的比重是越来越大,而如今在大力倡导节能环保的大环境下,节能建筑逐渐被作为共同关注的问题被一次次地提上日程。本文阐述了建筑设计中节能设计的重要性,并提出了节能建筑设计中的几点策略,充分利用自然能源,降低不可再生能源消耗,促进我国建筑可持续发展道路。
【关键词】建筑设计;节能设计;重要性;应用
一、概述
我们通常所说的建筑能耗其包括了建造能耗以及使用能耗两大部分。而建造过程中的能耗,包括建筑材料、建筑构配件、建筑设备的生产和运输以及建筑施工和安装中的能耗;使用过程中的能耗,包括房屋建筑和构筑物使用期内采暖、通风、空调、照明、家用电器、电梯和冷热水供应等的能耗。建筑节能设计是一项非常复杂的系统工作,包括房屋建筑本体技术、房屋建筑用材料产品、房屋建筑热环境用设备等各方面的节能。建筑节能设计应是在保证建筑使用功能、建筑质量和室内环境的前提下,采取各种有效的节能技术与管理措施,积极提高建筑的能源利用率。建筑节能范围包括了空调、采暖、炊事、热水供应、家用电气、照明等方面的能耗。因此,节能设计是建筑设计的重点。
二、重要性
1 建筑能耗量大
這些年来,我国的一切基础设施都在不断地加快建设当中,我国已经成为世界上每年新建建筑量最大的国家了,每年平均有20亿平方米的新建面积,那就相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材。据有关资料统计证明,建筑能耗一般占到全国总能耗的百分之三十五左右,关系到国计民生,我国90%以上的在建建筑都是高能耗建筑。建筑行业与交通行业、工业是三个能耗最高的行业。随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还将增长。
2 节能建筑是国家持续发展战略目标的需要
就目前而言,我国的建筑消耗能源的巨大已经是有目共暏的,但是却出现了人均能源分配不足,再加上人们对冬冷夏热这一环境改变的迫切要求,使得建筑设计中节能设计工作的落实变得十分重要。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
三、推进节能建筑的措施
1 建筑规划的节能设计
1.1 合理选址
一般来说,建筑选址主要是基于当地的气候,地质,水质,地形和环境条件等因素相结合,以确定情况。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。
1.2 正确选择朝向
现在人们在选住址或者办公地址的时候,对于日照以及朝向都是特别的注重。通常人们会考虑日照及朝向的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2 建筑围护结构节能设计
建筑围护结构组成部分的设计对建筑能耗与用户所处热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。
2.1 屋顶节能
住宅的屋顶对于建筑的造型也起着重要的作用,比如说,住宅做斜坡顶屋面,可借助屋面坡度与日照斜率相接近的特点,可再降低住宅顶层的层高。在维持平屋面住宅日照间距的条件下,既取得了改变建筑轮廓、有效地解决了屋面防水和扩大屋顶部位使用空间的效果,也减少了住宅之间的日照间距,节约了建设用地;而平屋顶可采用北向的退台,既获得露天活动空间,也可缩小日照间距。
2.2 墙体节能
对于建筑外围护结构的主体—墙体,其所具备的主要功能便是防水,隔热,保温,承重,以及防潮等等。而其所用材料的保温性能将会直接影响建筑的耗热量,一般情况下,单一墙体材料往往难以同时满足保温、隔热要求,因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。其一般做法是,用砖或钢筋混凝土作承重墙,并与绝热材料复合。
3 建筑材料节能设计
合理使用节能建材,也是建筑节能的一个重要方面。建材的选择应遵循一个健康,高效,经济,节能的原则。一方面,随着技术的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
4 利用新能源
4.1 太阳能的应用
对于暖通空调中的应用,太阳能主要是用于采暖以及制冷两个方面,虽然地球拦截太阳辐射相当于目前全球电力消费量在1500倍,但是在现有技术中,太阳能的开发和利用的经济条件,仅占资源理论量的一小部分。第一点,太阳能采暖,太阳能采暖用电作为辅助能源,驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热;第二点,太阳能制冷,太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。
4.2 自然风的应用
对于可再生能源来说,自然风则是暖通空调中供冷的重要组成部分。当室外空气的温度低于室内时,在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要。通常,这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间,可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷。由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量,与常规空调系统相比,在运行中不用电或少用电,既节约能源,又减少对环境的污染,同时也改善了室内空气品质。
4.3 地下水的应用
地下水由于地层的隔热作用,其温度受气温影响很小。在暖通空调中,有些地下水可以直接作为冷源,更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的节能前景。
四、结束语
保护环境,有效利用自然能源,减少能源负荷在新时期实现可持续发展的要求之一,是非常重要的,节能建筑设计技术的应用是可持续发展的概念是最好的回应,节能建筑将成为今后建筑设计的主打方向,建筑节能工程作为建设领域的新方向已成为我们既定的基本国策,我们应深刻认识到节能设计的重要性,从自身出发、从实际出发,设计出与实际生活和社会相适应的设计,努力使建筑能耗最低化,大力发展节能建筑,提高能源利用率,为加快建设资源节约型,环境友好型社会做贡献。
【关键词】建筑设计;节能设计;重要性;应用
一、概述
我们通常所说的建筑能耗其包括了建造能耗以及使用能耗两大部分。而建造过程中的能耗,包括建筑材料、建筑构配件、建筑设备的生产和运输以及建筑施工和安装中的能耗;使用过程中的能耗,包括房屋建筑和构筑物使用期内采暖、通风、空调、照明、家用电器、电梯和冷热水供应等的能耗。建筑节能设计是一项非常复杂的系统工作,包括房屋建筑本体技术、房屋建筑用材料产品、房屋建筑热环境用设备等各方面的节能。建筑节能设计应是在保证建筑使用功能、建筑质量和室内环境的前提下,采取各种有效的节能技术与管理措施,积极提高建筑的能源利用率。建筑节能范围包括了空调、采暖、炊事、热水供应、家用电气、照明等方面的能耗。因此,节能设计是建筑设计的重点。
二、重要性
1 建筑能耗量大
這些年来,我国的一切基础设施都在不断地加快建设当中,我国已经成为世界上每年新建建筑量最大的国家了,每年平均有20亿平方米的新建面积,那就相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材。据有关资料统计证明,建筑能耗一般占到全国总能耗的百分之三十五左右,关系到国计民生,我国90%以上的在建建筑都是高能耗建筑。建筑行业与交通行业、工业是三个能耗最高的行业。随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还将增长。
2 节能建筑是国家持续发展战略目标的需要
就目前而言,我国的建筑消耗能源的巨大已经是有目共暏的,但是却出现了人均能源分配不足,再加上人们对冬冷夏热这一环境改变的迫切要求,使得建筑设计中节能设计工作的落实变得十分重要。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
三、推进节能建筑的措施
1 建筑规划的节能设计
1.1 合理选址
一般来说,建筑选址主要是基于当地的气候,地质,水质,地形和环境条件等因素相结合,以确定情况。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。
1.2 正确选择朝向
现在人们在选住址或者办公地址的时候,对于日照以及朝向都是特别的注重。通常人们会考虑日照及朝向的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2 建筑围护结构节能设计
建筑围护结构组成部分的设计对建筑能耗与用户所处热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。
2.1 屋顶节能
住宅的屋顶对于建筑的造型也起着重要的作用,比如说,住宅做斜坡顶屋面,可借助屋面坡度与日照斜率相接近的特点,可再降低住宅顶层的层高。在维持平屋面住宅日照间距的条件下,既取得了改变建筑轮廓、有效地解决了屋面防水和扩大屋顶部位使用空间的效果,也减少了住宅之间的日照间距,节约了建设用地;而平屋顶可采用北向的退台,既获得露天活动空间,也可缩小日照间距。
2.2 墙体节能
对于建筑外围护结构的主体—墙体,其所具备的主要功能便是防水,隔热,保温,承重,以及防潮等等。而其所用材料的保温性能将会直接影响建筑的耗热量,一般情况下,单一墙体材料往往难以同时满足保温、隔热要求,因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。其一般做法是,用砖或钢筋混凝土作承重墙,并与绝热材料复合。
3 建筑材料节能设计
合理使用节能建材,也是建筑节能的一个重要方面。建材的选择应遵循一个健康,高效,经济,节能的原则。一方面,随着技术的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
4 利用新能源
4.1 太阳能的应用
对于暖通空调中的应用,太阳能主要是用于采暖以及制冷两个方面,虽然地球拦截太阳辐射相当于目前全球电力消费量在1500倍,但是在现有技术中,太阳能的开发和利用的经济条件,仅占资源理论量的一小部分。第一点,太阳能采暖,太阳能采暖用电作为辅助能源,驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热;第二点,太阳能制冷,太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。
4.2 自然风的应用
对于可再生能源来说,自然风则是暖通空调中供冷的重要组成部分。当室外空气的温度低于室内时,在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要。通常,这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间,可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷。由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量,与常规空调系统相比,在运行中不用电或少用电,既节约能源,又减少对环境的污染,同时也改善了室内空气品质。
4.3 地下水的应用
地下水由于地层的隔热作用,其温度受气温影响很小。在暖通空调中,有些地下水可以直接作为冷源,更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的节能前景。
四、结束语
保护环境,有效利用自然能源,减少能源负荷在新时期实现可持续发展的要求之一,是非常重要的,节能建筑设计技术的应用是可持续发展的概念是最好的回应,节能建筑将成为今后建筑设计的主打方向,建筑节能工程作为建设领域的新方向已成为我们既定的基本国策,我们应深刻认识到节能设计的重要性,从自身出发、从实际出发,设计出与实际生活和社会相适应的设计,努力使建筑能耗最低化,大力发展节能建筑,提高能源利用率,为加快建设资源节约型,环境友好型社会做贡献。