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摘要:为成功解决如今建筑高耗能问题,本文通过对建筑设计、规划设计、设备设计中牵扯到的要素进行认真剖析,汇总出一些对节能有利的方法与手段。
关键词:建筑节能;建筑设计;建筑能耗;设备设计
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
从统计数据上看,在全国政协委员、全国人大代表们上交的所有议案提案当中,和“低碳”相关的议案提案占据着十分之一的比重,也有数位政协委员上交了与促进建筑节能有关的提案。纵观当前的我国,建筑能耗在交通、建筑及工业这三大传统气息浓厚的高能耗领域所占比逐年加大,且朝着节能减排的中心领域发展。但是,站在政治的角度上看,建筑节能已转变成国家“十二五”发展阶段的一大关键课题。
1 当前建筑节能的情况及其能耗构成
1.1 当前建筑节能的情况
由于我国建设工程数量多,因此耗在建筑工程的费用也在逐年增加。我国在2010年投超过一万亿美元资金到新建筑项目当中,第一次超过美国变成世界上位列第一的建筑大国。放眼我国当前不仅有约达四百余亿平方米的建筑,还每年新建十六至二十亿平方米建筑,其中高耗能建筑所占比超过95%。相较于气候条件与我国相接近的发达国家,我国总耗能为其三至四倍,而外墙、屋顶、门窗以及外窗的透气性及采暖耗热量均远不及他国。
1.2 建筑能耗的重要组成部分
建筑能耗涵盖了使用时的能耗及建造时的能耗两大类,其中使用时产生的能耗指的是在通风、照明、采暖、热水供应、空调、家用电器使用过程中所产生的能耗,而建造时的能耗指的就是建筑构配件、建筑材料以及建筑设备的输送、生产、建筑安装与施工过程当中的能耗。通常来说,建造能耗和日常使用的能耗的比值大致是2:8~1:9。从这可看出,使用時的能耗的主要构成部分是空调与采暖能耗,因此建筑节能的中心主要放在降温能耗及采暖能耗上。
2 优化建筑设计控制能耗
要想控制好建筑能耗,必须综合考虑多方面内容进行系统化处理。经以上分析可知,紧抓建筑设计工作可起到节能效果,故当前建筑节能的紧要任务就是高度关注并探索建筑物的节能设计问题。
2.1 建筑规划设计层面
在进行节能规划设计过程中,要充分分析大气环流因素、辐射因素、地理因素的正反面影响,凭借着建筑规划布局充分运用并改造前文提及的因素,从而达到节能的目的。与此同时,要高度关注电气及设备等问题,充分明晰负荷中心、机房、动力中心、变配电室所在地、整个外部管线走向、线路损耗以及系统的合理性、容量的科学性。建筑设计往往会将热力、冷冻机、变配电等诸多设施置于边角处,但殊不知多个几米几十米会给线路损耗造成极大的影响。按照相关统计数据,普通电能在传输时会有百分之十至二十的损耗,而在配电时变压器所产生损耗会大于60%,因此,管网、管线的安设及其走向的规划是十分重要且关键的。
2.2 建筑单体设计屡面
在建筑单体设计的过程中,应自和建筑节能紧密相关的窗墙比、建筑平面组合和设计、建筑体量、建筑外选阳、建筑体型、各围护结构等处着眼,以设计出与新节能标准要求相符的节能建筑,它的关键字在于满足各围护结构节能指标。
首先,要管控好建筑体形系数,也就是建筑物的外表面积同其围绕着的体积之间的比例,缩小建筑面的宽度,增强组合体与进深,同时选择长条型的建筑外形,高度关注造型规整。例:住宅应尽可能地选择多单元的“一”字型,尤其是对于采暖住宅建设而言,其更应当增设楼层,以防出现单元过少的现象。纵观当前施行的住宅,为使北侧房间减少,其大部分是北楼梯与北路口。然而,就大部分城市而言,在冬季北风是其主要风向,如此使得入口大量冷风侵入,住宅采暖能耗增加。所以,开敞式楼梯间不适宜寒冷地区多层住宅选用,为减少散热寒冷区域适合在入口处安设门斗抑或是选用别的避风手段。除此之外,还应当高度关注挑檐、窗帘、屋檐、遮阳板、百叶窗等诸多构造设施,以有效节能并调节日照。
在处理围护结构构造时,应选用多样保温高效的节能环保型材料。众所周知,墙体在建筑物外围护结构当中所占面积比最大,在冬天,其经外墙散热占总耗能的百分之二十二,而屋顶散热所占比达九个百分点。所以说做好屋顶及外墙的保温设计至关重要。选用各类新型保温材料,促使节能环保又经济的新型围护体系多样化,这不仅能提升保温的性能,又能使散热量减少,达到节能环保的目标。站在墙体节能的角度上来讲,其包括单一外墙及复合外墙两种,其中,单一外墙涵盖了空心砖外墙、加气混凝土外墙以及空心砌块外墙等诸多种外墙,而复合外墙则涵盖了保温材料夹芯复合外墙、内保温复合外墙以及外保温复合外墙三大种别;站在屋面节能的角度来讲,其涵盖了保温、结构二者合一的复合节能屋面板与保温高效材料建设的屋面两种。选择使用保温材料的屋面应尽可能不去使用高导热、大密度、大吸水率的保温材料。而在实际工程施工过程中选择上铺防水层、膨胀型泡沫聚苯板的正铺法最多,当然倒铺法也有被采用,以起到延缓老化的作用。然而,聚苯板应当选择通过挤出法生产的闭孔型,以压块固定上部,不和屋面粘结在一起。事实上,南方将隔热架空层设于屋顶也不失为一种减少能耗的有效的构造手段。既要高度关注内部结构的节能,又需重视外围护结构的节能,例:针对大蓄热量的钢筋混凝土梁、楼板、柱、“冷桥”应以保温材料进行保护,如此即可在隔声隔躁的同时减少散热,增强节能效果。
在建筑总能耗散失中,外门窗的能耗散失最为严重,所占比超过总数的一半。因此,在确保采光、观景、日照、通风的前提之下,应当尽可能地缩小外门窗洞口的面积,严格遵照民用建筑节能设计标准办事,做到西向、北向、南向、东向的窗墙面积比不大于30%、20%、30%、35%。同时,要大力减少冷风的渗透,增强窗户的气密性,例:安设弹性好、松软、质量轻的材料、泡沫塑料密封条以及弹性密闭性材料等等,运用新型的具有很好的密闭性的门窗材料与熟反射玻璃、中空玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等,减少窗户传热量,强化窗户的保温效果。
2.3 建筑设计层面
建筑设备设计的对象主要有建筑供暖、空调、电气、给排水、楼宇自动化设计、消防、通风等。在建筑物用电中,其最核心部分就是动力系统、照明系统、供配电系统了。其中动力系统的节能手段包括:积极采用效率高的电动机、严格按照电动机的负荷特性择型号、积极改善电动机控制手段以提升其在运行时的效率;照明系统的主要节能手段包括:择出最佳照明方式、择用高效光源及最为合理恰当的控制手段;配电系统的主要节能手段包括:则用便捷的供配电系统、谨慎选择运用供电电压,择出最科学合理正确的变压器容量,紧抓总体功率,认真检查电缆电线截面是否与电流密度的相符等等。
在进行给排水的设计的过程中,要对市政管网余压进行合理、科学的运用,选用变频供水设备;要大力推广并运用节水器具与器材,坚决不用淘汰产品,采用综合利用、加压能耗、减少用水量以及雨水收集等手段以达到节能的目的;要尽量以太阳能为热源,并对热水供应系统进行合理、科学的设计。
在设计采暖供热系统时,应尽可能地采用节能产品,并对房间散热器的面积与热负荷加以合理化地设计。在设计热力站时,应采用高传热、使用时间长、结构紧凑、易除垢或自动脱垢的换热器。并安设调节装置于热力站上,以便于量化管理。同时,其所采用的鼓风机、除尘器、锅炉、引风机等设备也需达到节能标准。
3 结语
作为一项系统化的工程,建筑节能牵扯到技术、施工、设计、材料等诸多方面的问题。由此可知,要想取得最佳建筑节能成效,就必须精心设计、优化设计、严把设计关。身为建筑设计技术人员,不仅要认真研究建筑节能手段,扛起改变高能耗建筑设计的责任,还要和别的专业积极合作、协调,互相配合、支持,确保自己的创作在坚持节能原则的同时,又与建筑学原理相符。
参考文献
1谢浩.张伦林.试论建筑节能设计问题能源技术.2003(1):25—27.
2赖掘贵.建筑蛤排水设计中的节能技术应用分析.城市建设。2010(14):271-272.
3许琳.建筑电气节能途径探讨.中国勘察设计,2007(4):73-75.
关键词:建筑节能;建筑设计;建筑能耗;设备设计
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
从统计数据上看,在全国政协委员、全国人大代表们上交的所有议案提案当中,和“低碳”相关的议案提案占据着十分之一的比重,也有数位政协委员上交了与促进建筑节能有关的提案。纵观当前的我国,建筑能耗在交通、建筑及工业这三大传统气息浓厚的高能耗领域所占比逐年加大,且朝着节能减排的中心领域发展。但是,站在政治的角度上看,建筑节能已转变成国家“十二五”发展阶段的一大关键课题。
1 当前建筑节能的情况及其能耗构成
1.1 当前建筑节能的情况
由于我国建设工程数量多,因此耗在建筑工程的费用也在逐年增加。我国在2010年投超过一万亿美元资金到新建筑项目当中,第一次超过美国变成世界上位列第一的建筑大国。放眼我国当前不仅有约达四百余亿平方米的建筑,还每年新建十六至二十亿平方米建筑,其中高耗能建筑所占比超过95%。相较于气候条件与我国相接近的发达国家,我国总耗能为其三至四倍,而外墙、屋顶、门窗以及外窗的透气性及采暖耗热量均远不及他国。
1.2 建筑能耗的重要组成部分
建筑能耗涵盖了使用时的能耗及建造时的能耗两大类,其中使用时产生的能耗指的是在通风、照明、采暖、热水供应、空调、家用电器使用过程中所产生的能耗,而建造时的能耗指的就是建筑构配件、建筑材料以及建筑设备的输送、生产、建筑安装与施工过程当中的能耗。通常来说,建造能耗和日常使用的能耗的比值大致是2:8~1:9。从这可看出,使用時的能耗的主要构成部分是空调与采暖能耗,因此建筑节能的中心主要放在降温能耗及采暖能耗上。
2 优化建筑设计控制能耗
要想控制好建筑能耗,必须综合考虑多方面内容进行系统化处理。经以上分析可知,紧抓建筑设计工作可起到节能效果,故当前建筑节能的紧要任务就是高度关注并探索建筑物的节能设计问题。
2.1 建筑规划设计层面
在进行节能规划设计过程中,要充分分析大气环流因素、辐射因素、地理因素的正反面影响,凭借着建筑规划布局充分运用并改造前文提及的因素,从而达到节能的目的。与此同时,要高度关注电气及设备等问题,充分明晰负荷中心、机房、动力中心、变配电室所在地、整个外部管线走向、线路损耗以及系统的合理性、容量的科学性。建筑设计往往会将热力、冷冻机、变配电等诸多设施置于边角处,但殊不知多个几米几十米会给线路损耗造成极大的影响。按照相关统计数据,普通电能在传输时会有百分之十至二十的损耗,而在配电时变压器所产生损耗会大于60%,因此,管网、管线的安设及其走向的规划是十分重要且关键的。
2.2 建筑单体设计屡面
在建筑单体设计的过程中,应自和建筑节能紧密相关的窗墙比、建筑平面组合和设计、建筑体量、建筑外选阳、建筑体型、各围护结构等处着眼,以设计出与新节能标准要求相符的节能建筑,它的关键字在于满足各围护结构节能指标。
首先,要管控好建筑体形系数,也就是建筑物的外表面积同其围绕着的体积之间的比例,缩小建筑面的宽度,增强组合体与进深,同时选择长条型的建筑外形,高度关注造型规整。例:住宅应尽可能地选择多单元的“一”字型,尤其是对于采暖住宅建设而言,其更应当增设楼层,以防出现单元过少的现象。纵观当前施行的住宅,为使北侧房间减少,其大部分是北楼梯与北路口。然而,就大部分城市而言,在冬季北风是其主要风向,如此使得入口大量冷风侵入,住宅采暖能耗增加。所以,开敞式楼梯间不适宜寒冷地区多层住宅选用,为减少散热寒冷区域适合在入口处安设门斗抑或是选用别的避风手段。除此之外,还应当高度关注挑檐、窗帘、屋檐、遮阳板、百叶窗等诸多构造设施,以有效节能并调节日照。
在处理围护结构构造时,应选用多样保温高效的节能环保型材料。众所周知,墙体在建筑物外围护结构当中所占面积比最大,在冬天,其经外墙散热占总耗能的百分之二十二,而屋顶散热所占比达九个百分点。所以说做好屋顶及外墙的保温设计至关重要。选用各类新型保温材料,促使节能环保又经济的新型围护体系多样化,这不仅能提升保温的性能,又能使散热量减少,达到节能环保的目标。站在墙体节能的角度上来讲,其包括单一外墙及复合外墙两种,其中,单一外墙涵盖了空心砖外墙、加气混凝土外墙以及空心砌块外墙等诸多种外墙,而复合外墙则涵盖了保温材料夹芯复合外墙、内保温复合外墙以及外保温复合外墙三大种别;站在屋面节能的角度来讲,其涵盖了保温、结构二者合一的复合节能屋面板与保温高效材料建设的屋面两种。选择使用保温材料的屋面应尽可能不去使用高导热、大密度、大吸水率的保温材料。而在实际工程施工过程中选择上铺防水层、膨胀型泡沫聚苯板的正铺法最多,当然倒铺法也有被采用,以起到延缓老化的作用。然而,聚苯板应当选择通过挤出法生产的闭孔型,以压块固定上部,不和屋面粘结在一起。事实上,南方将隔热架空层设于屋顶也不失为一种减少能耗的有效的构造手段。既要高度关注内部结构的节能,又需重视外围护结构的节能,例:针对大蓄热量的钢筋混凝土梁、楼板、柱、“冷桥”应以保温材料进行保护,如此即可在隔声隔躁的同时减少散热,增强节能效果。
在建筑总能耗散失中,外门窗的能耗散失最为严重,所占比超过总数的一半。因此,在确保采光、观景、日照、通风的前提之下,应当尽可能地缩小外门窗洞口的面积,严格遵照民用建筑节能设计标准办事,做到西向、北向、南向、东向的窗墙面积比不大于30%、20%、30%、35%。同时,要大力减少冷风的渗透,增强窗户的气密性,例:安设弹性好、松软、质量轻的材料、泡沫塑料密封条以及弹性密闭性材料等等,运用新型的具有很好的密闭性的门窗材料与熟反射玻璃、中空玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等,减少窗户传热量,强化窗户的保温效果。
2.3 建筑设计层面
建筑设备设计的对象主要有建筑供暖、空调、电气、给排水、楼宇自动化设计、消防、通风等。在建筑物用电中,其最核心部分就是动力系统、照明系统、供配电系统了。其中动力系统的节能手段包括:积极采用效率高的电动机、严格按照电动机的负荷特性择型号、积极改善电动机控制手段以提升其在运行时的效率;照明系统的主要节能手段包括:择出最佳照明方式、择用高效光源及最为合理恰当的控制手段;配电系统的主要节能手段包括:则用便捷的供配电系统、谨慎选择运用供电电压,择出最科学合理正确的变压器容量,紧抓总体功率,认真检查电缆电线截面是否与电流密度的相符等等。
在进行给排水的设计的过程中,要对市政管网余压进行合理、科学的运用,选用变频供水设备;要大力推广并运用节水器具与器材,坚决不用淘汰产品,采用综合利用、加压能耗、减少用水量以及雨水收集等手段以达到节能的目的;要尽量以太阳能为热源,并对热水供应系统进行合理、科学的设计。
在设计采暖供热系统时,应尽可能地采用节能产品,并对房间散热器的面积与热负荷加以合理化地设计。在设计热力站时,应采用高传热、使用时间长、结构紧凑、易除垢或自动脱垢的换热器。并安设调节装置于热力站上,以便于量化管理。同时,其所采用的鼓风机、除尘器、锅炉、引风机等设备也需达到节能标准。
3 结语
作为一项系统化的工程,建筑节能牵扯到技术、施工、设计、材料等诸多方面的问题。由此可知,要想取得最佳建筑节能成效,就必须精心设计、优化设计、严把设计关。身为建筑设计技术人员,不仅要认真研究建筑节能手段,扛起改变高能耗建筑设计的责任,还要和别的专业积极合作、协调,互相配合、支持,确保自己的创作在坚持节能原则的同时,又与建筑学原理相符。
参考文献
1谢浩.张伦林.试论建筑节能设计问题能源技术.2003(1):25—27.
2赖掘贵.建筑蛤排水设计中的节能技术应用分析.城市建设。2010(14):271-272.
3许琳.建筑电气节能途径探讨.中国勘察设计,2007(4):73-75.