浅析民用建筑节能设计

时间:2022-10-28 13:00:04 来源:网友投稿

【摘要】本文阐述了民用建筑节能设计的含义,对民用建筑节能设计进行了分析探讨,提出了自己的见解。

【关键词】民用建筑;节能设计;原理

1 民用建筑节能设计含义

1.1 节能的重要性。中国建筑能耗约占全国总能耗的30%,建筑物保温隔热性能很差,再加上供能系统的低效率,致使建筑物要达到规定的舒适度,单位面积所需的能耗比同纬度发达国家高出3~5倍。因此,对建筑进行节能设计具有十分重要的意义。

据统计,我国冬季采暖煤每年排放二氧化碳、二氧化硫、烟尘,造成严重的大气环境污染,这些对人类的身体健康所造成的危害是触目惊心的。因此,建筑能耗的降低,建筑节能的实施是改善大气环境的重要途径。所以,实施建筑节能是保护环境,也是建设环境友好型社会的必然要求。

1.2 节能设计的内容。建筑节能是一个系统工程,从建筑材料和制品的选择与生产、建筑规划与设计、建筑施工技术与管理、建筑设备设计与选型,到建筑物在使用过程中自然能源开发与利用,采暖、空调、照明等设备的能耗节省,各个环节要相互协调和紧密联系。节能设计的原则是在整个建设活动中,通过综合衡量生态建筑各个方面,在不破坏原有环境的条件下,尽可能减少自然资源耗费,将环境、气候等综合因素转化为高品质的空间、高舒适度的环境和完美的建筑形式。

2 民用建筑节能的技术原理

建筑物的能耗是由其围护结构的冷风渗透和热传导两方面造成的。民用建筑的围护结构主要指墙体、屋面、窗户(含玻璃幕墙、外遮阳设施)等。建筑物围护结构的作用是防热御寒,使室内受到遮护,形成温暖、舒适的环境,以不受室外气候变化的影响。房屋内外的热流方向在冬季和夏季截然不同,但都要求外围护结构具有绝热的性能,使流出或流入的热量减少。为了降低建筑能耗,在减少建筑物冬季空气渗透耗热量和夏季空气渗透得热量的前提下,尽量利用太阳辐射得热和建筑物内部得热。建筑的围护结构直接影响民用建筑的能耗,据调查,围护结构的耗热量占建筑采暖热耗的1/3以上。因此,对于民用建筑物来说,节能的主要途径是:从墙、门、窗、顶等围护结构着手,通过逐步优化围护结构设计,尽量减少其能量散失,更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求,达到最佳的节能效果。

3 我国建筑节能当前存在的问题

3.1 未能在规划及前期方案中进行建筑节能的设计

建筑室外热环境和自然通风环境对建筑节能是很重要的。有了好的室外环境,建筑可以在多数时间内满足热舒适,从而不需要开空调。但是,由于目前建筑节能只是在施工图审查中才受到重视,而规划报建中并未进行建筑节能方面的审查和评审,所以,已经确定的建筑方案有可能造成建筑的不节能,提高建筑后期的实施成本。

在建筑前期设计的过程中,多数建筑只重视建筑形式,不重视建筑的性能,没有把建筑节能作为建筑的一个固有的、内在的品质进行考虑,把建筑节能的要求撇在一边,到了要实施阶段,才根据建筑节能设计规范进行草草的计算和设计调整。此时由于受到建筑方案的制约,只能在材料和设备选型等方面进行调整,效果差强人意,而且往往造价高昂,实现起来很困难。

3.2 不重视低成本节能技术和传统措施的应用

在目前的节能设计中,传统的、有效的节能措施例如自然通风、建筑遮阳等未被广泛采用,取而代之的是片面强调节能的高科技,不重视低成本的节能技术应用,造成节能昂贵的印象。而且,昂贵的设计在将来的施工中很可能被改变,使得最后建筑达不到建筑节能设计标准,同时也造成了社会资源上的浪费。

只要在建筑设计中注意低成本节能措施的应用,在空调设备设计和电气设计方面进行精心设计,就算节能建筑稍微提高了成本,但却节约了能耗,获得了良好的舒适性,必将取得良好的经济效益和社会效果。

4 提高建筑节能效率的方法

根据建筑功能要求和当地气候参数,在总体规划和单体设计中,应科学合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高、选用节能建筑材料、保证建筑外围护结构的隔热保温性能等及对建筑周围环境进行绿化设计,全面应用节能技术措施,最大限度减少建筑物能耗量,获得理想的节能效果。

4.1 建筑朝向和平面形状

形状相同的建筑物,南北朝向比东西朝向的冷负荷小,如对一个长宽比为4:1的建筑物,经测试表明:东西向比南北向的冷负荷约增加70%,因此建筑物应尽量采用南北向布置。在建筑物内布置空调房间时,尽量避免布置在东西朝向及东西墙上有窗户的房间以及平顶的顶层房间。建筑物的平面形状,应在体积一定的情况下,采用外围护结构表面积小的建筑,因为外表面积越小,负荷越小,能耗越小。

4.2合理的外部环境设计

在建筑位置确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等。

绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用,它能调节改善气温,调节碳氧平衡,减弱温室效应,减轻城市的大气污染,减低噪声,遮阳隔热,是改善居住区微小气候,改善建筑室内环境,节约建筑能耗的有效措施。

4.3采取合理的建筑设计方式

首先,要有合理的空间布局。一般来说,人们平均每天约1/3~1/2的时间是在室内度过的,因此,建筑设计需要考虑空间健康因素和生理健康因素。它包括清晰的功能分区、适宜的空间尺度和无障碍的室内布置。合理的建筑平面布局不仅使建筑在使用上极为方便,同时也能有效的提高室内的热舒适度,并有利于建筑的节能。

合理的功能空间形式取决于必要的设备、设施、家具布置所需空间、人体占有空间、生活或操作所需空间,将其综合进行合理组织,求得一个符合人体行为的空间尺度。简单来说,目前有些开发商将住宅高度降低以取得较多的楼层数量,获得较大的容积率,但事实是低矮的高度与宽大的水平空间比例失调,所以,对动区如大开间客厅,这样的高宽比确实使人感到压抑,空气也不流畅,又如何谈得上生态、健康,如何有利于节能减排。

其次,加强外围护结构的保温性能。建筑外围护结构组成部件直接与室外环境接触,发生热辐射交换,对建筑能耗、室内环境性能、热舒适环境有着根本的影响。建筑外围护结构节能设计的重点是提高外围护结构的热工性能,减少能量损失,提高围护结构的保温、隔热性能和密闭性能。

墙体是建筑外围护结构的主体,我们可以采用保温性能好、蓄热能力强及强度较低的砌块墙体,并且做好外墙保温,从长远来看,外墙外保温的效果明显高于内保温。门窗缝隙是冷风渗透的主要通道,改善门窗的保温性能,是建筑节能的关键,主要应从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三个方面进行。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,在设计中可采用坡屋顶形式、设置保温隔热屋面来提高其节能效率。

5 结束语

总之,我国建筑节能设计才刚刚起步,而环保又节能的建筑设计需要充分考虑节能、节电及循环利用等几个方面,这一建筑设计正逐渐成为建筑界的发展趋势,有良好的发展前景和发展潜力。只要我们认真扎实地做好各个环节的工作,就可以有效地降低建筑耗能量,为中国建筑业、能源业,甚至是环保业做出贡献。

参考文献

[1] 朱伟.房屋建筑节能技术的几点措施[J].甘肃科技,2012,(02).

[2] 孙亚南.建筑节能的几点体会[J].山西建筑,2011,(22).

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