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浅谈节能建筑设计的基本方法

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1.建筑构造节能设计

(1)外墙面和屋面节能

外墙作为建筑外围护结构的主体,我们常常可以用砌块墙体储热能力强、保温性能好、强度低等特点来节能,如陶粒混凝土空心砌块、加页岩多空砖、气混凝土砌块、外保温复合墙体、内保温复合墙体等。但内保温复合墙体由于受热桥的影响,节能效果并不是很理想。所以国家已经开始限制使用内保温复合墙体,可采用保温效果更好的外墙外保温。另外,居住建筑的外墙和屋面还可以采用一些隔热措施。1)反射隔热外饰面采用浅色饰面材料(如浅色粉刷、涂层和面砖等)的屋顶外表面和外墙面,在夏季能反射和阻挡较多的太阳辐射热,达到降低围护结构内表面温度的目的。同时,能降低室内的太阳辐射的能量。当夜幕降临的时候,浅色围护结构外表面又能吸收围护结构的热量。并向外界辐射,使降低内温度。2)屋顶内设置贴铝箔的封闭空气层采用带铝箔的空气间层其主要目的在于提高其热阻,实验证明贴敷单面铝箔的封闭空气间层的热阻值较没贴敷的提高3.6倍,节能效果显而易见。3)屋面蓄水用孔隙率大的材料做屋面,这种屋面是适合本气候区多雨的气候特点设计出的节能措施。4)屋面遮阳现代建筑设计中使用最多的遮阳方式之一,往往可采用百叶板遮阳棚和采用爬藤植物遮阳棚来遮挡屋面。测试结果表明,夏季顶层空调房间屋面做有效的遮阳构架,屋顶热流强度可以降低约50%。5)屋面种植种植屋面是目前隔热效果最好的屋面,采用种植屋面,种植层下方的温度变化很小,表明太阳辐射基本被种植层隔绝。6)东、西外墙采用花格构件或植物遮阳。

(2)门窗节能

大量的实验数据表明,围护结构传热占用耗热量约73%~77%,空气渗透热损失占23%~27%。由此我们可以看出,外围护结构节能设计是建筑节能设计的主体。在传热耗热量所占的比例中,外墙约23%~34%;窗户约23%~25%;楼梯间隔墙约占6%~11%;屋顶约7%~8%;阳台门下约2%~3%;门约2%~3%;地面约2%的地面;窗口的热传输和空气渗透耗热量总和约占所有建筑耗热量的50%。由此可以得到以下的结论,一栋很好的节能建筑,保温性能和门窗密封性能的优良是至关重要的。大量资料表明,每增加10%的窗户面积,相当于是保护绝缘系统的K值,降低整个0.08w2(M/K)。在设计时,满足在阳光、照明、通风、观赏性要求的条件下,减少住宅和门窗的面积,能量损失显得尤为重要。同时,选择合适的门窗材料以及合理的结构设计也是节能的良好保证。

2.采用节能材料

随着社会生产力的进步与发展,健康和安全已经成为现代人的两大主题。

(1)给水材料的应用。为什么水公司生产的饮用水符合标准,但终端饮用水质量难以保证呢?这个生活中常见的问题,原因主要出现在管道系统的材料上。金属管材是传统的管道系统中最常使用的材料,但是它易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢的特点使二次污染问题长期未得到解决。受污染的自来水时时刻刻在危害着人的健康,寻找新的耐腐蚀、对人体无害、导热系数小的环保塑料给水管材已经刻不容缓。优质的绿色管材,不但能从根本上解决水管理系统二次污染的问题。而且使用相应的绿色金属管可以节约成本,实现环保与节能。另外,生活用水设备器具及构配件应选用节水型生活用水器具,其产品技术、性能应符合中华人民共和国城镇建设行业标准《节水型生活用水器具》CJ164-2002的要求。选用节水型洁具及配水件,坐便器冲洗水量为6L,阀门为陶瓷阀门。

(2)装饰材料的应用。目前,市场上环保装饰材料的主要类型有这样几种。1)基本无毒无害型主要是指天然的,本身没有或有毒有害物质极少,污染小,只有经过简单处理的毒性低的装饰材料。2)低毒、低排放型经过处理,控制其有毒积聚,并且能让有害物质缓慢释放的装饰材料。毒性轻微,对人体健康基本不构成危害的装饰材料。如甲醛释放量较低,达到国家标准的胶合板、大芯板、纤维板等。当然,不同的装饰材料在能量的消耗上也有差异。一个黑暗壁纸吸热多,它的房间的照明用电大,相当于两个大小相同的浅色壁纸房间照明用电量,这是一种节约能源的有效途径。因此,应鼓励用户使用环保的照明系统。不同的材料对能量的消耗是不同的,通过科学的照明设计,合理利用高效、安全、优质的照明电器产品,能够创造一个舒适的照明环境,不但节能而且环保。因此,应尽量选择绿色环保节能材料来建造人类家园。

(3)在中国,民用建筑外墙热损失量是发达国家的几倍,甚至超过十倍。数据表明,我国每年建成的城镇住房总面积超过5亿m2。作为外墙面积的1/1.2计算,这就要求建筑外围护结构面积达到6亿m2。所以,解决外墙热损失问题迫在眉睫。现在,环保节能的新型建筑材料有保温砂浆、倒置式隔热保温屋面、中空玻璃、外墙挤塑板等新产品,它们都可大大提高建筑物的隔热性能,改善建筑热环境,我们应大力推广使用。

(4)使用节能灯,缓解电力短缺的现象。在夏天,电力短缺仍然是我国南方地区存在的重大问题。如果在住宅建设的初级阶段的将天然气设计作为辅助能源,这将节省大量的电力。液化天然气价格相对便宜,而且有安全、干净的特点,已经成为燃气空调的首选能源。随着液化天然气项目的引进,我国许多地方都将满足这种环保能源使用的条件。

(5)新能源的使用和研究,如热能源、风能、太阳能的发展和应用迫在眉睫。特别是太阳能,在建筑中的应用是一个关键。我国大部分地区属于亚热带地区,日照时间足有较好的太阳能资源,这就为充分利用太阳能这种绿色能源的可行性上提供了可能。太阳的能量利用主要分为两类,主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑。主动式太阳能建筑是指需要协助资源配合的太阳能使用体系的建设,光电系统是主动式太阳能建筑的主要组成部分,它的缺点是能量转换效率低、成本高;被动式太阳能建筑往往利用阳面进行储蓄热质,目前已经被广泛应用。

综上所述,建筑节能设计的主要措施有提高资源利用效率、建筑规划节能设计、建筑构造节能、节能材料应用等。在地球有限的资源条件下,坚持“以人为本”的建筑设计前提,建设一个美好、和谐的生活环境是我们坚持不懈的目标。

本文作者:王春云单位:中元(厦门)工程设计研究院有限公司

建筑设计管理杂志责任编辑:田老师    阅读:人次