所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2012-12-19 09:22 熱度:
摘要:隨著城市建設的高速發展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升, 龐大的建筑能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建筑行業全面節能勢在必行,其中建筑設計是一個很重要的環節。本文主要對建筑節能在建筑設計中的重要性以及如何落實建筑節能措施進行了闡述,并提出了一些個人的建議供同行參考。
關鍵詞:建筑設計,節能,重要性,措施
1 建筑能耗狀況
自1973年世界能源危機以來,各國都十分重視節約能源的問題,興起了世界性的節能運動,并把節能稱為五大能源之一,與煤炭、石油、天然氣、水電四大常規能源相提并論。我國能源利用率不高,全國建筑能耗占全國總能耗的30%,建筑節能的潛力很大。所謂建筑能耗,是指建筑在使用過程中的能量消耗,主要包括采暖、通風、空調、照明、炊事燃料、家用電器和熱水供應等能耗,其中以采暖和空調能耗為主。作為耗能大戶的建筑,節約能源將是其今后發展的必然趨勢。建筑節能的技術途徑,主要依靠減少圍護結構的散熱以及增進供熱、制冷系統的熱效率兩個方面。前者要求加強門窗、外墻、屋頂和地面的保溫隔熱;后者則要求系統設備合理配套,運行控制調節靈活,并有能量計量裝置。
我國節能工作起步較晚,與發達國家相比,能源浪費又十分嚴重,如我國建筑采暖耗熱量,外墻大體上為我們氣候條件接近的發達國家的4~5倍,屋頂為2.5~5.5倍,外窗為1.5~2.2倍,門窗透氣性為3~6倍,總耗能是他們的3~4倍。造成這種狀況的主要原因是,過去由于我們的節能意識淡薄,致使房屋設計不合理,只強調工程的初始投資,而很少考慮建成后的日常運行能耗和費用,采用傳統建筑材料建造房屋時,沒有重視建筑節能,建筑設計保溫標準偏低,加上設備效率不高,運行管理不善等等,導致了能量的嚴重流失和浪費。如果聽任這種高耗能建筑大行其道,建筑能耗增長的速度將遠遠超過我國能源生產可能增長的速度,國家的能源生產勢必難以長期支撐這種浪費型需求,從而不得不組織大規模的舊房改造,這將要耗費更多的人力物力。知恥而后勇!了解我國建筑能耗的現狀與發達國家的差距,就會覺得我國建筑節能工作任重而道遠,把建筑節能作為我國可持續發展戰略的一部分,在保證和提高建筑舒適性的前提下,有效地利用能源,盡量降低建筑物使用過程中的能耗。
2 建筑節能的重要性
建筑是組成城市的重要因素,也是城市的主要象征,在我國自改革開放以來,全國各地掀起了大興土木的熱潮,一大批各種類型的建筑如雨后春筍般破土而出,爭奇艷,使城市的景觀得到了極大的豐富,城市得到了長足發展。同時使城市規劃設計與建筑設計之間的關系顯得尤其重要。三者之間關系處理的好壞對城市的形象有著很大的影響。
目前世界范圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統能源日趨枯竭,人類將不得不轉向成本較高的生物能、水利、地熱、風力、太陽能、核能,而我國的能源問題更加嚴重。
我國能源發展主要存在四大問題:①人均能源擁有量低、儲備量低;②能源結構依然以煤為主,約占75%,全國年耗煤量已超過13億t;③能源資源分布不均,主要表現在經濟發達地區能源短缺和農村商業能源供應不足,造成北煤南運、西氣東送、西電東送;④能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發達國家低10%。
隨著城市建設的高速發展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產能耗約13%,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現有建筑面積為400多億m ,絕大部分為高能耗建筑,且每年新建建筑近20億m ,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續執行節能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建筑能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建筑行業全面節能勢在必行。
全面的建筑節能有利于從根本上促進能源資源節約和合理利用,緩解我國能源資源供應與經濟社會發展的矛盾;有利于加快發展循環經濟,實現經濟社會的可持續發展;有利于長遠的保障國家能源安全、保護環境、提高人民群眾生活質量、貫徹落實科學發展觀。
3 設計節能應變措施
建筑節能設計就是從分析地區的氣候條件出發,將建筑設計與建筑微氣候,建筑技術和能源的有效利用相結合的一種建筑設計方法,也就是說在冬季最大限度地利用自然能來取暖,多獲得熱量和減少熱損失;夏季最大限度地減少得熱和利用自然能來降溫冷卻。
3.1 從建筑設計入手,綜合分析地區氣候特征,充分利用有利的氣候條件和防御不利氣候因素影響。
地區氣候特征包括太陽能輻射強度、最熱(冷)月平均氣溫及空氣濕度、夏(冬)季主導風與平均風壓、雨雪量等要素。這些要素是我們節能設計需要注意的“氣候條件”。此外,還需注意區域的“微環境”,如地形條件、地表環境、地表土壤和環境植被等。只有這樣,才能權衡利弊、趨利避害,統籌運用氣候因素。
3.11 合理群體規劃布局。設計中要充分考慮夏季有利的主導風向(通風致涼)和避免冬季不利的主導風向(避風保暖),綜合考慮采光、通風、保溫和防曬等因素,合理安排群體布局和建筑朝向。如南京屬典型的夏熱冬冷地區,又具有大陸性氣候特征,夏季炎熱多東南風、冬季寒冷多西北風,在進行小區群體布局時,一般將小體量的低層、獨立式住宅放在南面,大體量的高層住宅放在最北面,可以最大限度地滿足夏季自然通風和冬季阻擋不利的西北風的需要。
3.12 合理控制體形系數。體形系數就是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積F0(m )和其所包圍的體積V0(m )之比值。也就是說,單位建筑空間的外表面積越大,體形系數越大,能耗就越高,反之亦然。因此,在考慮節能設計時,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體形系數。在所有幾何形體中,球面體體形系數最小,同等條件下能耗最低。如合肥大劇院就采用近似球面體外形,體形系數小而相對節能。
4 提高圍護結構節能的科技含量
建筑物的能耗是由其圍護結構的熱傳導和冷風滲透兩方面造成的。試驗表明,住宅圍護結構的耗熱量,要占建筑采暖熱耗的1/3以上,顯然,如果建筑圍護結構具有良好的保溫熱性能,便可減少冬季室內傳出室外的熱量和夏季室外傳入室內的熱量,從而也減少了保持室內舒適熱環境所需要提供的采暖和制冷能量。為降低能耗,均從單項如墻、頂、門、窗等圍護結構入手,重視其熱工特性,設計中應該找出其經濟熱阻,同時還必須考慮其圍護結構的“吸熱性”和“熱容性”指標。
4.1 墻體是建筑外圍護結構的主體,其功能主要是承重、防水、防潮、隔熱、保溫。節能建筑設計的關鍵,就在于承重結構設計的合理性,承重結構布局對于節能工程造價的高低影響極大。我國長期以實心粘土磚為主要墻體材料,用增加砌筑厚度來滿足保溫要求,這對能源和土地資源是一種嚴重浪費,一般的單一墻體材料往往難以同時滿足保溫、隔熱要求,因而在節能的前提下,應進一步推廣空心磚墻及其復合墻體技術。復合墻體越來越成為當代節能墻的主流。其一般做法是,用磚或鋼筋混凝土作承重,并與絕熱材料復合,絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯、膨脹珍珠巖、加氣混凝土等。當然,某些單一材料墻體同樣可以起減少能耗的作用。比如,加氣混凝土外墻與傳統的粘土磚墻體材料相比,其計算導熱系數約為粘土磚砌體的29%,是一種保溫性能好、節能顯著的墻體材料。
4.2 對采暖系統及空調系統的節能要求
采暖、空調的節能工作必須與簡直圍護結構的節能同步進行。居住簡直的共同特點是供人們居住使用,而且一般都是晝夜連續使用的,對室溫和空氣質量有較高的要求,建筑節能的重點都是放在節約采暖和降溫能耗上。要從合理規劃和選擇采暖設備開始,改善采暖供熱系統的設計和運行管理,以提高鍋爐的運行效率;加強管道的保溫,以提高室外管道的輸送效率?傊,為提高采暖系統熱效率,應積極發展集中供暖,以最大限度地節約燃料消耗。
5 其它建議
5.1 加強建筑節能意義的宣傳和國家及省有關文件、標準的貫徹執行,從建筑節能立法和節能技術的研究推廣下工夫,鼓勵節能,限制建筑耗能,保證經濟的可持續發展。
5.2 建筑節能設計必須依靠各專業的通力合作,使建筑科學技術各學科通力協作,相互支持、配合,創作既符合建筑學原理,有符合節能原則的優秀建筑。
5.3 采用高效、經濟的節能型建材和先進的構造技術。
5.4 借鑒國外在建筑節能方面的成功經驗。歐美各國將隔熱保溫作為建筑節能措施中最主要的一項,他們幾乎所有新建建筑都采用隔熱材料,并大力研究和生產各種性能良好的保溫材料,以推進建筑節能的技術進步。
5.5 盡可能利用環境能源,減少礦物能的消耗量。借助系統論觀點從規劃、設計、構造、園林綠化等方面充分合理的利用當地氣候資源,尋求人、建筑、環境與經濟、節能之間的最佳結合,以提高建筑的整體效益。
6 結束語
我國正面臨大規模建筑現代化,同時要走可持續發展的道路,推廣適合我國國情的、帶有先進性的節能建筑,是必須邁出的一步。我國的建筑節能有著巨大的潛力,前景是光明的。只要我們認真扎實的在以上各個環節中做好工作,就可以有效的降低建筑耗能量,利用“后發”優勢,迎頭趕上,為中國建筑業、能源業作出貢獻。相信我們的未來充滿希望。
文章標題:闡述建筑節能設計
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