民用建筑设计中的节能措施分析

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  【摘 要】 随着现代建筑行业的不断发展,大大增加能源资源的消耗。节能建筑设计的理念在于满足建筑要求的基础上,尽量减少建筑资源的利用,以减少能源消耗,从而促进建筑行业及自然环境的发展。在自然资源日益减少的今天,加强对建筑节能措施分析,尤其对民用建筑节能降耗具有更重要的意义。
  【关键词】 民用建筑设计;建筑节能;措施
  一、民用建筑设计节能的现状及其重要性
  (一)民用建筑设计中节能的现状
  我国的建筑行业在进行建筑设计的时候,往往会出现较为严重的资源浪费现象,这是有目共睹的事实。一方面来讲,这是由于大家的求美心理所决定的,人们往往过分地追求建筑外表的美观,而忽视了建筑整体的设计格局,完全地撇开了节能和环保等方面的要求,只是一味地重视建筑的外形和舒适的内部环境。随着建筑行业的飞速发展,大量的建筑设计如果都按照这样发展,必然会浪费大量的资源和能源,产生不必要的损耗。从另一个角度上说,无论是建筑的设计者还是使用者本身的节能意识羸弱也是造成能源浪费的另一重要因素,在建筑设计的过程中,设计者往往不能从实际出发,缺乏完整缜密的构思和蓝图设想,这就使得节能设计措施实施起来变得不顺利。现实中设计单位往往从满足于节能审查合格角度出发,其节能设计工作不深入实际,节能计算生拼硬套;节能材料选择不恰当,不能与时俱进,使用淘汰产品;节能工艺做法陈旧,没有配套的标准图集;实施中受市场行为影响,随意变更设计等等。
  (二)民用建筑设计中节能设计的重要性
  随着建筑行业的不断发展,建筑节能设计以成为现代及未来建筑行业发展的主要趋势。相对于普通建筑,节能建筑在使用上具有以下几点优势:(1)能起到节约能源的作用。在节能建筑设计中,最重要的优势在于节约建筑能源。建筑节能设计能有效减少建筑对能源的消耗,能在一定程度上缓解当前自然能源短缺的现状,并减少环境污染,有利于促进自然环境的可持续的发展;(2)有利于保证建筑周围环境。在建筑施工中,建筑施工材料的应用,在一定程度上会造成周围环境的污染,且建筑使用后,采暖、空调等设施的应用,不仅会使能源的消耗增加,还会造成环境的污染;而节能建筑的设计的应用,通过应用各种新型节能材料及技术,并加强对太阳能、风能等清洁能源的利用,能有效减少对建筑周围环境的污染;(3)提高居住环境質量。随着人们对建筑居住环境的要求越来越高,空调、采暖等设备在建筑中的应用,不会造成能源的大量消耗,还容易污染建筑周围环境。而节能建筑通过减少能源的消耗,能减少周围环境及空气污染,从而为人们提供自然、舒适的居住环境。
  二、民用建筑设计节能的基本原则和出发点
  (一)与气候条件相适应的基本原则
  气候适应性原则是民用建筑设计节能的重要出发点和原则,对于不同的地区来说,气候因素往往会存在着较大的差异,这也正是为什么不同地区的建筑有着不同的特色。在建筑设计的过程中,要想能够最大限度地节省能源,就要充分地利用本地现有的自然资源,例如气候要素:太阳能、风能、水等等。同时更要能够消除恶劣的气候环境的影响。在“趋利避害”的基础之上,结合建筑设计的总体结构,善于使用材质较好的材料,为室内的环境营造良好的气氛,提高室内的舒适感。气候条件能够为建筑的设计充分地节能,从客观的自然环境出发进行建筑的设计,能够节省资源和能源,同时也能够提高建筑的效率,促进建筑行业的飞速发展。
  (二)从整体出发进行规划
  在民用建筑的设计过程中往往不能缺少整体的规划,所谓的整体规划就是要在建筑工程设计和实践的整个过程中,进行节能方面的思考和认识,进而在以后的系统实现的各个步骤进行有效的节能。从整体出发进行建筑节能的规划和实践,说到底就是一种宏观层面的管理,它更加侧重对于建筑设计的规划、整体结构的设想和反思,是整个设计过程不可缺少的环节。只有在宏观层面对建筑设计进行节能方法的探索,才能够有效地促进接下来的具体工作顺利地实施下去。
  (三)综合分析,多手段配合
  对民用建筑节能问题的探讨除了宏观层面的控制和管理,还需要对其进行系统的管理,即深入建筑设计的具体工作之中去,进行综合性地分析,不能够只是从某个环节入手,重视其中的一个环节,忽视了各个环节的衔接和系统性。建筑的选址、规划、布局、建造等环节的实践过程中,可以通过使用相关的新型材料、设备和产品进行节能,严格相关的建筑节能标准,同时更要积极地加强节能设计的管理和监督。能够采用多种手段进行建筑节能的设计,比如整个建筑过程中的排水、照明、通风、采暖等问题,也需要进行充分地分析,让这些工作成为一个综合的系统来节能,往往会产生良好的效果。
  三、建筑设计中的如何运用节能措施
  (一)建筑墙体节能
  在墙体设计中,应积极应用新型节能环保材料。由于建筑墙体的施工材料在整个建筑工程中的比重比较大,而做好墙体的节能工作能有利于实现建筑的节能。为了提高室内的保温效率,可进行选择保温性能好的新型墙体,以实现建筑暖通工程的长效节能。同时,在建筑墙体设计时,应积极采用新型墙体材料及复合墙体围护结构,并在墙体内或者外侧安装保温隔热材料,通过减少经过围护结构的热传导,同时,在容易产生热桥或冷桥部位,采取相应的阻断措施,以起到真正的节能作用。在墙体与节能保温层之间、保温层与饰面之间应采用抗裂措施,以减少墙体的裂缝产生,且具有很好的保温隔热作用。另外,在墙体设计中还可以采用灵活的设计方式,选择科学的墙体建筑设计方式,进行隔离多余的太阳照射的热量,减少热辐射,以创建良好的居室环境。常用的外墙外保温材料的种类繁多,受建筑防火类别和节能等级不同影响,设计中采用较多的有保温砂浆和保温板等。
  (二)建筑门窗节能
  在建筑门窗设计中,应积极应用各种节能玻璃。由于节能玻璃具有防尘、防噪音、隔热、热导率很低、保温性好、可高效反射红外光等优点,将这些玻璃应用到门窗中不仅能提高室内的能见度,还能有效降低门窗的能耗。同时,在门窗设计中,必须要合理设计门窗与墙体的比例,由于门窗是保证空气流通的设施,因此合理的设计能有效优化居住环境。要求在门窗设计时,应在满足采光、通风的前提下,尽可能缩小外门窗的面积,以起到节能的效果。另外,在门窗设计中还需要采用密封膏、弹性松软型及弹性密闭型材料,以提高门窗的气密性。基于建筑环境协调的考虑,还应根据建筑的朝向及日照特点合理设计遮阳设施,以减少阳光对建筑物的直接照射。节能门窗国家实行备案制,市场常见的节能保温门窗框料有塑钢和断桥铝等。设计单位选用的外门外窗标准图集必须是经行业主管部门认可符合标准化的有效的标准设计。   (三)楼地面节能
  楼地面的节能可根据底面是不接触室外空气的层间楼板与底面接触室外空气的架空或外挑楼板和底层地面,采用不同的节能技术。保温系统组成材料的防火及卫生指标应符合现行相关标准的规定。层间楼板可采取保温层直接设置在楼板上表面或楼板底面,也可采取铺设木櫊栅(空铺)或无木櫊栅的实铺木地板:在楼板上面的保温层,宜采用硬质挤塑聚苯板、泡沫玻璃保温板等板材或强度符合地面要求的保温砂浆等材料,其厚度应满足建筑节能设计标准的要求;在楼板底面的保温层,宜采用强度较高的保温砂浆抹灰,其厚度应应满足建筑节能设计标准的要求;铺设木櫊栅的空铺木地板,宜在木櫊栅间嵌填板状保温材料,使楼板层的保温和隔声性能更好;底面接触室外空气的架空或外挑楼板宜采用外保温系统;严寒及寒冷地区采暖建筑的底层地面应以保温为主,在持力层以上土壤层的热阻已符合地面热阻规定值的条件下,宜在地面面层下铺设适当厚度的板状保温材料,进一步提高地面的保温性能。对于地板辐射采暖技术的设计、材料、施工及其检验、调试及验收,应符合《地面輻射供暖技术规程》JGJ142-2004的规定;为提高地板辐射采暖技术的热效率,不宜将热管铺设在有木櫊栅的空气间层中,地板面层也不宜采用有木櫊栅的木地板。合理而有效的构造作法是将热管埋设在导热系数较大的密实材料中;面层材料宜直接铺设在埋有热管的基层上,且宜采用导温系数较大的材料作面层;采用低温(水媒)地板辐射采暖系统技术的建筑,在夏季不可将冷水通入系统的加热管中进行冷水降温;地板辐射采暖构造由楼板或与土壤相邻的地面、绝热层、加热管、填充层、找平层和面层组成,并应符合下列规定:a.当工程允许地面双向散热设计时,各楼层间的楼板上部可不设绝热层;b.对卫生间、浴室等潮湿房间,在填充层上部应设置隔离层;c.楼地面面层宜采用热阻小于0.05㎡·K/W的材料;d.绝热层采用聚苯乙烯泡沫塑料时,楼板上厚度不应小于20mm,与土壤相邻的地面厚度不应小于30mm;e.填充层的材料宜采用C15豆石混凝土,豆石粒径宜为5~12mm。加热管填充层厚度不宜小于50mm。
  (四)屋面的节能
  太阳辐射吸收最多的地方就是建筑屋顶,如果没有做好建筑屋顶隔热的工作,这样的话,室内的温度就会受到很大的影响,特别是在夏季,建筑要是没有隔热的措施,其温度就会比有隔热的措施建筑高很多,尤其是高层建筑,随着温度的升高,幅度变化很大,而且空调消耗大量的能源,这样的情况就会直接地造成建筑的耗能量增加。因此:(1)使用新型的反射涂料,增强屋面的太阳光反射能减少太阳光对屋面的辐射,进而使室内的空调冷负荷降低,在一定的程度上可以实现节能的目的。(2)在建筑规划设计的时候就可以考虑在屋面上设置构架层,可以在构架层上种植一些热带的植物或者是建造一个蓄水池。这样的话,就可以降低屋面的温度,还可以具有美化屋顶的作用。从绿色建筑的角度,设置一些隔热的设施,减少太阳的辐射,结合防水层做法,适当选择保温隔热层材料。一些的隔热方法即使不能够大幅度减少太阳的辐射,不可以保持室温长期的稳定,而且长期使用这些方法也可以在一定程度上起到了减少空调的冷负荷并且实现节能的目的。
  (五)民用建筑空调、照明的节能
  家用电器的选择对于民用建筑节能也很重要。随着时间的推移,现代化建设的成果已经到了一个家家受益、户户更新的阶段。节能冰箱和节能灯具的使用已经是家喻户晓了。大功率电器主要是家用空调,空调的节能必须得到全方位的重视。户型与空调型号的选用不匹配,导致大牛拉小车和小牛拉大车的现象比比皆是,从节能和环保的角度引导消费是正确的途径;另外,制定一定的奖惩措施,鼓励生产企业促销节能灯,加大市场监督整改力度,淘汰白炽灯和非节能日光灯管等。
  (六)积极利用各种新能源
  太阳能、风能、地热能等都是清洁能源,且非常丰富。因此在建筑节能设计中,应积极利用各种新能源,以降低建筑的能源消耗。如在建筑屋顶上设置合理的太阳能装置,通过收集太阳能,并转化成电能或热能应用到建筑中,从而起到节能减排的作用。同时,在建筑设计时,还可以根据建筑物的位置、朝向,在合理的位置安装风力与地热发电装置,以将风能与地热能转变成电能,应用到建筑照明、供暖等设备上,从而减少电能、煤气等能源的利用,起到节能环保的作用。
  四、严格控制变更节能设计
  设计单位有义务维护和确保节能设计达到最终的节能效果,有责任保证节能设计在严谨、科学地基础上正确实施。这样,第一不能随意变更节能设计。当出现设计变更申请时,必须严肃对待,严格变更程序;第二确保变更设计不以降低节能效果为目的;第三应派专业人员参与节能分部施工质量验收,对不符合设计要求的应拒绝在验收凭证上签字认可。
  五、结语
  综上所述,建筑行业的不断发展促使建筑材料、能源的消耗不断增加,合理处理好建筑行业与自然资源的关系,是促进建筑行业与自然环境可持续发展的关键。在现代建筑设计中,应做好节能设计工作,积极应用各种新型的技术、材料及工艺,减少建筑行业中能源的消耗,以起到建筑节能的作用,从而促进建筑行业的可持续发展。
  参考文献:
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