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【關鍵詞】建筑設計 節能建筑 設計方法
1.建筑設計中建筑節能的重要性及其必要性
1.1建筑節能設計的重要性
建筑節能不僅是發展國民經濟的需要,而且是改善廣大人民的建筑熱環境的需要;而且建筑節能還是是一件關系到國計民生的大事,因此節約建筑用能已經成為建筑設計中的重中之重。經濟的發展依賴于能源的發展,尤其是近幾年來,能源短缺已成為制約我國經濟的發展的一個根本性因素。我們要想進一步發展國民經濟,就必須重視建筑節能。我們只有抓緊建筑節能,遏制建筑用能浪費,做好建筑節能工作,才能實現國民經濟的可持續發展
1.2建筑節能設計的必要性
節能建筑設計是符合社會發展規律的,我國目前處于社會主義的初期,最中心的任務就是發展經濟。我國是一個人口的大國,如果人們不重視生態環境的保護,則國家的生態環境會受到重創。在這個形勢之下,建筑業在發展的過程中,應該重視節能建筑,因為節能建筑與傳統的建筑相比,它更加的節能和環保,這與生態環境的可持續發展理念是一致的,因而節能建筑設計在新形勢之下非常有必要。另外,節能建筑設計是符合時展需要的。隨著社會經濟的高速發展,科學技術得到了進一步的提升,目前人們開始采用新型的技術來推動國家的發展,隨著發展方式的明確,人們已經開始認識到節約資源的重要意義,并且認識到生態環境保護的重要性。在這個形勢之下,節約建筑設計是非常有必要的,因為推廣節約建筑設計能夠在加快城市化基礎上,盡量的減少資源的浪費,構建和諧的社會。
2.建筑設計中的建筑節能設計的方法
2.1建筑設計中節能材料的選用
建筑材料的選擇應遵循健康、高效、經濟、節能的原則。隨著科技的發展,大量的新型高效材料會不斷被研制出來并應用到建筑設計中去,更好地起到了節能作用。如新型保溫材料、防水材料在墻體、屋面構造中的應用,達到了更好的保溫防潮效果;新型隔熱玻璃和框體材料在建筑外門窗中的應用,起到了更好的隔熱降耗效果;采用可調節的鋁材遮陽板,達到遮陽的目的。
2.2建筑設計中樓板的節能設計
樓板的設計要根據其結構的余出空間,對樓板的造型加以精心設計,像吊頂的節能設計。可以把循環的水管架設到其內部,天氣炎熱的時候,可以使用冷水系統循環使室內的溫度有所降低;天氣嚴寒的時候,就可以運用熱水系統循環進行采暖,提高室內的溫度。這一方法對能源的需求極低,同時調節效果又很高,是一種不錯的建筑節能技術。
2.3建筑設計中房頂、頂棚的節能設計
房頂是一個建筑物的頂端,它和外界環境直接接觸,與大氣環境的關系最為密切,因此,要對屋頂進行節能設計。房頂的節能設計策略主要有加強屋面的保溫效果、運用坡屋頂的方式以及根據實際需要,架設隔熱性能較好的保溫層面,如蓄水屋面、隔空散熱屋面以及種植屋面等等,都可以起到良好的節能效果。
2.4建筑設計中門窗的節能設計
①控制好門窗的朝向面積比例,陽面的門窗面積要大,以保證充足的陽光照射進來;
②安設必要的遮陽設備,我國大部分地區都普遍使用大的玻璃幕墻,會造成一定的光污染,應該在外部采取一定的遮陽措施;
③要保證通風的良好性能,使換氣可以隨時進行,盡量使用自然通風的方式,而不是借助空調;
④寒冷地區的建筑要使用門斗,減少外門流進過多的冷風,還要采取一定的聚熱保溫措施,保證建筑在冬季時符合供暖的標準。
2.5建筑節能設計中外墻保溫設計
在建筑外墻實現節能設計,主要的通過利用新型的保溫材料對建筑外墻進行處理,主要的形式有節能保溫涂料和輕型的保溫板材。新型保溫材料和復合型的外墻施工技術是主要的節能做法,目前較為普遍運用的材料是聚氨酯保溫材料,聚氨酯泡沫的保溫效果在實踐運用中表現良好,滿足了建筑節能的要求。對于一些需要特殊外墻視覺效果的建筑,在外墻節能設計上偏向于外墻外保溫技術和內保溫技術的有效結合。現代建筑的支撐結構相對獨立,對墻體進行節能設計時可供操作的空間較大,可以對原有的墻體進行節能保溫加固后再進行外包處理,宜采用節能涂料和板材以及保溫門窗等共同使用。
2.6建筑設計中照明的節能設計
①對新型光源的使用:在新的節能要求下,新型的光源設備不斷的推出,傳統燈具的壽命短、啟動時間長、功率因數差等缺點致使其無法與新型的光源設備進行比較。在電氣系統的照明設計中采用如電磁感應燈、LED燈等新型光源,可以有效的實現電氣系統的節能。
②改變光源的控制方式:在照明設計中采用如時控、光控和聲控等自動化的控制技術,這些技術的運用已經很成熟,在電氣系統節能設計中還有很大的空間可以實施,其成本低,操作簡單,可以有效的實現對電力的節約。
2.7建筑設計中整體及外部環境的節能設計
建筑整體及外部環境設計是在分析建筑周圍氣候環境條件的基礎上,選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計,獲得一個良好的外部微氣候環境,達到節能降耗的目的。建筑設計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境,為建筑節能創造條件,同時又要不破壞整體生態環境的平衡。合理的外部環境設計,在建筑位址確定之后,應研究其微氣候特征。根據建筑功能的需求,應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境,創造建筑節能的有利環境,在建筑周圍合理布置樹木、植被,既可有效地遮擋風沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪,從而減少空調能耗。
2.8建筑節能設計中太陽能及新風系統的節能設計運用
①充分利用太陽能:太陽能的利用主要包括太陽能熱水器、太陽能發電、太陽能采暖等形式;在建筑設計中增加對太陽能資源的利用是實現建筑設計節能環保的重要舉措;太陽能的利用方式有以下幾種:a.通過控制好建筑物的朝向,采用反光鏡等實施保證建筑物內的采光,以求做到在白天采用自然光進行采光,減少人工照明;b.優化建筑布局,不但可以保證高密度建筑區的采光效果,還可以實現建筑物之間的空氣流通,排除不良空氣,提高建筑物的舒適度;
②新風系統的節能設計:隨著現代建筑結構越來越復雜,建筑物的封閉性越來越強,為保證建筑物內空氣的流通,室內新風輸入系統已成為建筑物不可或缺的因素,室內新風的輸入與污染氣體的排除成為建筑設計的新課題;先進的新風系統可將排放氣體的熱量與新風氣體進行冷熱的交換從而減少對新風處理的耗能;目前建筑物多采用新風由地面墻邊送入和由屋頂排除污染氣體的設計,在室內形成一個空氣的循環。
總之,只有在現代建筑設計中做好節能建筑設計,才能緩和日益增長的人口與自然資源之間的矛盾,從而降低建筑工程的能耗,提高資源的利用效率;同時要始終貫徹建筑節能策略和科學發展觀,杜絕建筑浪費能源現象的發生,減少環境污染,提高人們的生活質量,進而降低建筑能耗,節約能源,促進建筑產業的向前發展,有效實施可持續發展戰略。
參考文獻
[1]鄧偉明.對建筑設計中節能建筑設計的分析[J].科學與財富,2011,23(4):16-18.
【關鍵詞】建筑設計;節能;重要性;應用
1 節能建筑概述
建筑能耗包括建造能耗與使用能耗兩大部分。建造過程中的能耗,包括建筑材料、建筑構配件、建筑設備的生產和運輸以及建筑施工和安裝中的能耗;使用過程中的能耗,包括房屋建筑和構筑物使用期內采暖、通風、空調、照明、家用電器、電梯和冷熱水供應等的能耗。
建筑節能設計是一項非常復雜的系統工作,包括房屋建筑本體技術、房屋建筑用材料產品、房屋建筑熱環境用設備等各方面的節能。建筑節能設計應是在保證建筑使用功能、建筑質量和室內環境的前提下,采取各種有效的節能技術與管理措施,積極提高建筑的能源利用率。建筑節能范圍包括了空調、采暖、炊事、熱水供應、家用電氣、照明等方面的能耗。因此,節能設計是建筑設計的重點。
2 節能建筑設計的重要性
2.1 建筑能耗量大
我國是世界上每年新建建筑量最大的國家,每年20億平方米新建面積,相當于消耗了全世界40%的水泥和鋼材。據有關資料統計證明,建筑能耗一般占到全國總能耗的百分之三十五左右,關系到國計民生,我國90%以上的在建建筑都是高能耗建筑。建筑行業與交通行業、工業是三個能耗最高的行業。隨著建筑業的高速發展和人民生活質量的改善, 建筑能耗占全社會總能耗的比例還將增長。
2.2 我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家
我國的建筑圍護結構保溫隔熱性能普遍較差,外墻和窗戶的傳熱系數為同緯度發達國家的 3~4倍。以多層住宅為例, 外墻的單位面積能耗是 4~5 倍, 屋頂是 2.5~5.5 倍, 外窗是 1.5~2.2 倍, 門窗空氣滲透率是 3~6 倍。
2.3 節能建筑是國家持續發展戰略目標的需要
我國的現狀是建筑耗能巨大,人均能源分配不足,再加上人們對冬冷夏熱這一環境改變的迫切要求,使得建筑設計中節能設計工作的落實變得十分重要。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 推進節能建筑的措施
3.1 建筑規劃的節能設計
3.1.1 合理選址
建筑選址主要是根據當地的氣候、地質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境,為建筑節能創造條件,同時又要不破壞整體生態環境的平衡。
3.1.2 正確選擇朝向
日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向,夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約,要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的,因此,只能權衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出這一地區建筑的最佳朝向和較好朝向,盡量避免東西向日曬。
3.2 建筑圍護結構節能設計
建筑圍護結構組成部分(屋頂、 外墻、 門和窗、 遮陽等設施)的設計對建筑能耗與用戶所處熱舒適環境有根本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的 3%~6%, 而節能卻可達 20%~40%。通過改善建筑物圍護結構的熱工性能, 在夏季可減少室外熱量傳入室內, 在冬季可減少室內熱量的流失, 使建筑熱環境得以改善, 從而減少建筑冷、 熱消耗。
3.2.1 屋頂節能
屋頂是住宅第五立面,對建筑造型起著重要作用。住宅做斜坡頂屋面,可借助屋面坡度與日照斜率相接近的特點,可再降低住宅頂層的層高。在維持平屋面住宅日照間距的條件下,既取得了改變建筑輪廓、有效地解決了屋面防水和擴大屋頂部位使用空間的效果;也減少了住宅之間的日照間距,節約了建設用地。平屋頂可采用北向的退臺,既獲得露天活動空間,也可縮小日照間距。
3.2.2 墻體節能
墻體是建筑護結構的主體,其功能主要是承重、 防水、 防潮、隔熱、 保溫。其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量,一般情況下,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。其一般做法是,用磚或鋼筋混凝土作承重墻, 并與絕熱材料復合。
3.3 建筑材料節能設計
合理選用建筑節能材料也是全面建筑節能的一個重要方面。建筑材料的選擇應遵循健康、高效、經濟、節能的原則。一方面,隨著科技的發展,大量的新型高效材料不斷被研制并應用到建筑設計中去,更好地起到節能效果。另一方面,要結合當地的實際情況,發掘出一些地方節能材料,更好地應用到建筑節能中去。
3.4 利用新能源
可再生能源在暖通空調系統中的應用包括:太陽能的應用、自然通風的應用、地下水的應用、地熱(冷)的應用等。
3.4.1 太陽能的應用地球攔截的太陽能輻射相當于目前全球電力消費量的1500倍,而在現有技術、經濟條件下可供開發利用的太陽能,只占理論資源量的很小一部分。太陽能在暖通空調中的應用主要有太陽能采暖和太陽能制冷兩個方面。
(1)太陽能采暖
太陽能采暖用電作為輔助能源,驅動用太陽能加熱的水在管道中循環流動向房間供熱。
(2)太陽能制冷
太陽能制冷主要包括太陽能壓縮式制冷、太陽能吸收式制冷和太陽能吸附式制冷。太陽能壓縮式制冷研究的重點是如何將太陽能有效地轉換成電能,再用電能去驅動壓縮式制冷系統。太陽能吸附式制冷是將系統中的加熱器和冷卻器去掉,將太陽能集熱器與吸附床合二為一,冷卻功能則利用夜間室外空氣的自然冷卻來完成。
3.4.2 自然風的應用
自然風的供冷是可再生能源在暖通空調應用中的重要組成部分。當室外空氣的焓值和溫度低于室內時,在供冷期內就可以利用室外風所帶有的自然冷量來全部或部分滿足室內冷負荷的需要。通常,這種情況出現在供冷期的過渡季和夜間,可采用的方法為新風直接供冷和夜間通風蓄冷。由于利用了自然風提供建筑所需要的冷量,與常規空調系統相比,在運行中不用電或少用電,既節約能源,又減少對環境的污染,同時也改善了室內空氣品質。
3.4.3 地下水的應用
地下水由于地層的隔熱作用,其溫度受氣溫影響很小。在暖通空調中,有些地下水可以直接作為冷源,更是熱泵良好的低位熱源。所以水源熱泵有著良好的節能前景。
4 結束語
保護環境、有效利用自然能源、削減能源負荷是新時期實現可持續發展的重要要求之一,建筑設計中應用節能技術是對可持續發展這一理念的最好回應,節能建筑將成為今后建筑設計的主打方向,建筑節能工程作為建設領域的新方向已成為我們既定的基本國策,我們應深刻認識到節能設計的重要性,從自身出發、從實際出發,設計出與實際生活和社會相適應的設計,努力使建筑能耗最低化,大力發展節能建筑, 提高能源利用率,為加快建設資源節約型, 環境友好型社會做貢獻。
參考文獻:
【關鍵詞】建筑設計;節能設計;節能材料
前言
在建設和使用大量能源的建設行業,隨著現代建筑業的不斷發展,建筑行業大大增加了對自然資源的消耗,使本就稀缺的資源更加雪上加霜,加強建筑節能設計,降低建筑能耗和節能建筑的設計理念就是為了滿足在施工過程中對資源的需求,從而降低能源消耗,促進建筑業與自然環境的發展。
1進行節能建筑設計的必要性
我國現在社會主義初級階段,是世界上第一人口大國,環境的影響對全世界都是非常大的。基于這樣的背景,中國建筑節能的設計是非常重要的。在當前環境與人的關系急劇惡化的情況下,環境問題和經濟發展的矛盾日益凸顯出來,因此,如何保證經濟發展和環境保護達成共贏成為各界關注的重點。如何建立良好的運行機制,使得全世界的人類均認為中國社會主義建設的發展并不違背節約能源、和諧的原理,我們應對建筑進行節能設計。建筑節能設計在保證建筑使用功能和室內環境質量的基礎上,通過采用一些節能技術提高了隔熱功能,保溫性能并提高了建筑設施的效率。在建筑設計的條件下,必須嚴格按照標準設計施工,并在施工過程中也必須嚴格按照國家有關要求,就可以有效降低建筑節能的能源消耗。根據當地的氣候條件、環境來進行節能設計,并加強建筑隔墻,周圍的環境全面考慮太陽輻射等因素,減少隨著建筑行業不斷發展的建筑能耗,建筑節能設計成為主流趨勢,相對于普通建筑,節能建筑在使用中具有以下優點:①在節能建筑設計中最重要的優勢是可以有效通過建筑降低能源的消耗,可以在一定程度上緩解目前的自然資源短缺的狀況,并減少對環境的污染,促進自然環境的可持續發展;②在保證建筑工程的施工環境、施工材料的情況下,在一定程度上會對環境造成污染。在建筑使用過程中,暖氣、空調等設施,不僅可以增加能量消耗,也會造成環境污染。通過應用各種節能新材料和技術,加強清潔能源的使用如太陽能、風能,可以有效地防止污染,從而改善建筑物周圍的環境;③隨著人們的生活環境質量越來越高,在建筑采暖等設備中不僅造成能源的消耗,也容易污染建筑環境。而建筑節能技術為人們提供了一個自然舒適的生活環境。
2目前我國建筑節能技術的現狀及存在問題
2.1管理人員意識不強
隨著市場經濟的發展,中國的社會主義現代化建設也取得了輝煌的成就,雖然建筑業作為我國的支柱產業之一,但對建筑節能技術的應用性不強,首先是管理人員的創新意識不強。創新是一個民族的靈魂更能促進一個國家的發展,而在如今的中國,建筑業的管理創新意識不高,往往是熱衷于傳統粗放的管理模式,不能對建筑節能技術應用有更高的提升,這導致我國目前建筑業高新技術應用情況并不樂觀。
2.2現代技術應用不高
隨著第三次科技革命的爆發,其影響是空前的,在世界,我國處于社會主義發展的初級階段,在建設方面一些技術也將不得不依靠外國技術,這導致了建筑業仍然是優先掠奪資源、當然對環境對人的影響也是不言而喻的,因此,要改變這種狀況,我們必須不斷創新,引進先進技術,建設產業粗放經營管理模式向集約經營管理模式改進,改變我國建筑業的現狀,真正實現能源節約和環境保護。
2.3建筑的布置朝向
選擇合理的建筑朝向是節能建筑設計布置重要的考慮問題。建筑物的朝向對太陽輻射的熱量寄及空氣滲透耗熱量都有影響。
3建筑設計中節能建筑設計對策
建筑節能是指建筑中對各種材料和設備的使用進行最低能耗設計。除了研究開發和應用新的建筑材料,還要合理注意各建筑節能工作的各個具體環節,下面我們將討論節能建筑設計的對策。
3.1結構設計的節能環保
在節能建筑設計時必須考慮到建筑設計的主要朝向、形狀和結構,建設規劃必須提高節能意識,保護環境意識,重視環境因素。減少耗能設計如果不考慮環境影響因素很容易導致節能的建筑會缺乏環境道德,如建筑朝向和采光,必須充分考慮環境因素,以確保良好的采光性建設,避免室內熱環境差的情況發生,這樣才能起到良好的建筑節能效果。
3.2積極采用節能、環保材料
在建筑節能設計中,建筑屋面、墻體、門窗都是建筑的重要組成部分,為了提高建筑的節能效果,建設環境保護和經濟發展共存的社會,我們應該積極采用各種新型節能環保材料。
3.2.1建筑屋面設計
在建筑屋頂的設計中,應積極運用各種新型節能材料,其傳熱系數、保溫性能好和紙纖維保溫層的防火功能,并將屋頂釘成夾層設計,并建立熱絕緣層,在有效的保溫節能的同時,還可以使用建筑節能技術中所推廣的方法,通過使用建筑屋面擠塑聚苯板吸水率低的性能,使之具有良好的隔熱、保溫效果,在建筑物頂層鋪設,可以用溫度保真能力,折射力強的玻璃棉,提高建筑屋面的保溫效果,另一方面,在屋頂的設計,也可以建立一個蓄水池,種植花草等措施,以避免在屋頂收到陽光直射,以及為了擁有一個很好的遮陽效果,還可以綠化屋頂和改善空氣,并具有良好的節能與環境保護的作用。
3.2.2建筑墻體設計
在墻的設計方面,應積極采用新的節能環保材料,由于建筑墻體的建筑材料較大,占整個建筑工程的絕大部分,在墻體的設計過程中更應該注意這些節能問題。做好節能墻體可以幫助實現建筑節能,提高室內的保溫效果,所以我們可以選擇新型墻體,新型墻體的保溫性能好,從而實現長期節能,在此同時建筑幕墻設計的暖通空調工程的建設,應積極采用新型墻體材料和復合墻體圍護結構,安裝在內部和外部材料和保溫隔熱墻,減少在支護結構的熱傳遞。為達到墻體節能效果應該采用硅酸鹽復合保溫砂漿的設計來減少墻體裂縫,這樣會具有很好的保溫隔熱效果,另一方面,墻也可以采用柔性設計,選擇建筑墻體設計的方法,分離出太陽的余熱,創造一個良好的居住環境。
3.2.3建筑門窗設計
在建筑門窗的設計中,應積極應用各種節能玻璃由于節能玻璃的灰塵、噪音、隔熱、導熱系數低,保溫效果好,效率高的優點,該玻璃門窗不僅可以提高的室內的能見度,能有效降低門窗的能耗,在門窗設計中,必須合理設計門窗和墻的比例,因為門窗是確保空氣流通的設施,因此,合理的設計能有效地優化生活環境,還可能會有另外的節能效果,門窗也需要在設計中采用密封膠,彈性,柔軟而富有彈性的密封材料,以提高門窗的氣密門,還應根據建筑朝向和遮陽的特點進行合理設計,以減少陽光直射。
3.3積極利用各種新能源
太陽能,風能,地熱能源是清潔能源并且資源較多,因此,應積極利用各種新能源,將各種新能源增加到我們的建筑節能工程中從而以減少建筑物的能源消耗,如設置合理的太陽能安裝在建筑物的屋頂,通過收集太陽能,轉化為電能、熱能適用于施工,從而同時具有節能減排的效果,在建筑設計中,還可以根據定位,在適當的位置借助風力和地熱來安裝發電裝置,將風力和地熱能轉化為電能,應用于施工設備如照明、加熱,從而減少用電,天然氣和其他能源,這樣,我們會減少對那些稀少資源的使用,具有節能和環保的效果。
4結束語
隨著我國城市化進程的不斷加快,建設項目已在全市實施,現在需要知道的是如何處理經濟發展與資源消耗和環境保護之間的關系,我們并不能停滯不前,而要真正的使人與自然和諧發展,盡我們的全力去保護大自然,保護我們的能源,只有這樣我們的能源才能夠取之不盡,用之不竭,只有這樣我們國家才能不斷的發展,不斷的進步。相信在黨的正確領導下,在中國建筑業工人的努力下,我們將實現綠色建筑和資源節約型建筑,使人們的生活水平質量有一個很大的提高,是我們生活在一個綠色的社會中。
參考文獻
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[2]王佳,徐麗麗.對建筑設計中節能建筑設計的分析[J]黑龍江科技信息,2013,28(16):242.
關鍵詞:建筑節能;設計
中圖分類號:TU201.5文獻標識碼:A文章編號:
引言:
隨著社會經濟的發展,建筑中材料發生了翻天覆地的變化.泥土磚瓦房取代了原始的樹枝、茅草泥土砌成的房屋,繼而現代磚石鋼筋混凝土房又取代了木結構、磚石結構。這一歷程中,建筑設計也隨之取得了顯著發展。因此,建筑設計中,如何更好地利用自然能源,提高建筑中的能源利用效率,是建筑師必須考慮的問題。
1.建筑設計中建筑節能的途徑
1.1房屋各部位的絕熱
①屋頂的絕熱:一般采用屋頂外側絕熱方式。為了防止“烘烤”現象,可以設法通風換氣。同時還應正確選用絕熱材料。
②墻壁的絕熱:一般宜采用墻壁外側絕熱方式。外側的絕熱層要有相當大的傳熱熱阻。同時應處理好防止內部結露的問題。
③地面的絕熱:地面與普通地板相比,冬季的熱損失較少,這從節能的角度來看是有利的, 但考慮到南方又濕又熱的氣候因素,對地面進行全面絕熱還是必要的。一般可采用內側絕熱的方式,但是,為了防止土中濕氣侵入室內,可加設防潮層。
④門窗的絕熱:窗的結構形式常采用以下3種方法:①利用雙層窗玻璃,在寒冷地區可以設置三層窗。②利用能反射紅外線的玻璃或利用貼有能反射紅外線的合成樹脂薄膜的玻璃。③利用上述二者的復合形式。同時應合理選擇窗內材料,在既需采暖又需制冷的地區,原則上宜選用以吸熱玻璃、熱反射玻璃為原料制成的中空玻璃。同時也應指出,在我國目前的經濟條件下,應努力發展和推廣在普通玻璃上貼隔熱膜的做法, 以代替節能玻璃的使用。在密封材料上,應改變目前在同一密封部位僅采用單一材料進行密封的做法,應采用在性能上互為補充的多種密封材料在同一部位進行密封,則接縫具有更好的綜合性能。并應逐步推廣采用三級密封方式。
1.2采暖的節能途徑
在建筑設計中,主要從以下5個方面來考慮:
①建筑設計中,充分利用各種可能條件促進輻射熱進入室內。
②在建筑設計中從表面的輻射、開口部位的輻射和部位內的輻射諸方面的條件來抑制輻射熱的損失。
③在建筑設計中可以分別從減小溫度差、導熱面積、導熱系數或增加材料厚度(材質相同時)諸方面來抑制導熱損失。
④在建筑設計中,可以分別從風勢、開口部位和縫隙以及冷風的性狀諸方面來抑制對流熱損失。
⑤在建筑設計中,通過建筑造型和材料的選擇達到蓄熱效果的充分利用。
1.3制冷的節能途徑
設計時制冷的節能途徑主要從以下6個方面來考慮:
①設計時考慮障礙物的存在、太陽照射的方向性、開口部位的處理以及反射和再輻射諸因素來抑制輻射熱進入室內。
②設計時要采取必要措施防止地面產生反射和二次輻射以達到抑制導熱傳熱進入室內。
③采取措施抑制對流熱進入室內。
④可將采暖時抑制熱從室內散失的方法完全顛倒過程使用,從而促進輻射熱從室內散失。
⑤可以利用采暖時抑制導熱散失完全相反的方法來促進導熱散熱。
⑥利用自然通風、在建筑物最高處設置排氣孔以及人造風等措施促進對流散熱。
1.4照明的節能
照明節能的要點,在于不使用照明設備,或者使用很少的能耗,得到需要的照度及其均勻的照度分布狀態,總之,要求得到合理的采光和照明。其節能途徑有如下幾種:
①設計時提高所有建筑部位(包括開口部位在內)及室內的所有物體的光反射系數,可以有效地控制光的損失。也可以把所有擴散性的反射面都作成白色而使照度均勻分布。
②設計時,注意建筑部位的朝向,以便能夠接受到日照,充分利用太陽照射和天空光。 在途中有反射時,要考慮到反射面的面積和反射系數以及反射方向等條件。 另外,利用天窗、 照亮室內頂棚、擴散照在窗上的陽光、 利用上層的光亮也是照明節能的途徑。
③采用高效率光源,提高照明設備的效率。根據不同亮度的要求,可以采用整體照明和局部照明結合的方法。
2.節能再生能源
從環境控制技術入手,合理利用太陽能、地源熱泵等主動式節能技術,開發運用可再生能源。
2. 1太陽能技術。太陽能是我們取之不盡、用之不竭的可再生能源。我國的太陽能資源豐富,大部分地區太陽輻射量大,具有開發利用太陽能的優良條件。目前主要的太陽能利用方式有:①被動式太陽能熱水系統,利用太陽能集熱器或真空管吸收太陽輻射熱,為用戶提供生活熱水。此系統結構簡單、經濟適用,在我國的城市與農村得到了廣泛的運用。②主動式太陽能系統,在太陽能居室采暖方面具有更大的選擇性,但需要外在能源啟動運行,并需借助電扇或泵等裝置來轉換和傳遞太陽能,以此獲得生活熱水或提供居室供暖。③太陽能光伏發電系統,是利用太陽能光伏電池板吸收太陽能,并將太陽能轉化為電能,提供室內設備用電或接入市政電網送電。與被動式太陽能熱水系統相比,主動式太陽能系統和太陽能光伏發電系統在生態節能建筑中使用較多,但建設成本較高。
2. 2地源熱泵技術設計。利用地下水、深層土壤和水庫、湖泊等深水層受自然季節氣候影響小、溫度相對保持穩定的特點,通過水作為媒介,與地能(地下水、土壤或地表水)進行冷熱交換提供熱泵的冷熱源。冬季地能作為“熱源”,從地下或水中“取”出來,供給室內采暖。夏季作為“冷源”,供室內致冷,同時將室內熱量釋放到地下水、土壤或地表水中,貯存起來作為冬天采暖的“熱源”。地源熱泵系統根據換熱方式的不同分為:土壤源熱泵系統、地下水熱泵系統、地表水熱泵系統等。因不同工程的地質條件、地表環境、地表土壤、場地狀況等有所不同,需因地制宜地選擇設計不同的換熱方式。如南京工程學院新建的圖書館,就利用基地200m處天印湖這個有利條件作為冷熱源,設計地表水熱泵系統為圖書館提拱制冷和采暖所需的能量,具有良好的生態節能效果。
在生態建筑和低能耗建筑中,太陽能技術和地源熱泵技術往往采用聯合運行的方式,可以克服自身技術存在的局限性,提高資源利用效率。
3.建筑節能設計
3.1優化維護結構的墻體設計
推廣建筑節能, 主要是要提高建筑圍護結構(包括墻、門窗、屋頂等)的保溫性能。
在滿足作為建筑的基本組成部分的要求之外,通過對屋頂、樓板、墻體、門窗等進一步的設計,以滿足建筑在創造舒適的室內環境的同時符合建筑的節能要求。例如屋頂中庭的采光頂中,采用雙層玻璃形成“呼吸外壁”,使之既能采光,又能導入自然風,降低環境因素的影響;在建 筑外墻設計中可采用蓄熱墻、夾心墻、捕風墻、光電復合墻等設 計,減少耗能,利用環境;在樓板層的設計中,可利用樓板的結構 空問和吊頂空間將循環水管布置其中,夏天可用冷水降低室溫, 冬天可用熱水取暖 ;還可將吊頂設計成折線形,可利用其反光的原理充分利用太陽光。
3.2減少窗墻比
窗大小與空調負荷關系甚大 ,窗墻比宜適當控制。在窗墻比的選擇上 ,應區別不同的朝向。對南向窗 ,在選擇合適玻璃層數及采取有效措施減少熱耗的前提下可適當增加窗面積 ,充分利用太陽輻射熱;而對其他朝向的窗,應在滿足居室采光環境質量要求的條件下適當減少開窗面積以降低熱耗。
3.3屋頂節能
由于太陽輻射強烈引起頂層房間過熱 ,是一個十分普遍的問題 ,必須認真對待。應加強隔熱層 ,可以設架空通風層 ,還可設倒置式屋面;采用種植隔熱屋頂 ,改善生態環境;另外還可采用坡屋頂 ,利用閣樓通風散熱。
3.4 建筑朝向
朝向對能耗的影響也是較大的, 正東向或正西向的房屋同正南的房屋相比, 全年綜合耗電量大約增加20%。在住宅設計中, 坐北朝南似乎已成為一種定律, 戶戶朝南又是房產商的招牌售房口號, 但這種做法不一定與當地的太陽入射角和主導風向存在因果關系, 理想的日照方向有時恰恰是最不利的通風方向。
朝向選擇需要考慮的因素有: (1) 冬季能有適量并具有一定質量的陽光射入室內, 炎熱季節盡量減少太陽直射室內和外墻面;(2)夏季有良好的通風, 冬季避免冷風吹襲。由于冬夏季太陽入射角的差別和朝夕日照陰影的變化, 我們應利用合理的朝向, 使建筑在夏季盡量避開南向烈日的炙烤, 而冬季爭取盡可能多的溫暖陽光, 使建筑獲得冬暖夏涼的宜人室內環境。
4.結語
筑節能研究是建筑可持續發展的重要研究課題。在我國現階段,主要提倡運用與經濟發展水平相適應的簡單節能技術為主,切不可為片面追求低能耗目標而不顧經濟成本,大量使用節能新技術。同時注重太陽能、風能、地能等可再生自然能技術的研究和開發,降低可再生能源的利用成本,逐步從大城市與經濟比較發達地區向全國推廣運用,實現我國建筑節能既定目標。
參考文獻:
關鍵詞;生態建筑理念 設計準則 目標表現 道德基礎
引言
生態建筑是一個宏觀的概念,在考慮材料再利用、新能源開發等很多問題上都不應該停留在個體建筑這個尺度上,應該把它放到整個城市或者一個區域內通盤考慮,也可以把生態建筑認為是一個技術的集成體,比如能源優化問題、污水處理問題、太陽能的采用和處理問題,并不是建筑專業范圍內的問題,需要建筑師和各個專業的工程師共同合作。 所謂生態建筑,是根據當地的自然生態環境,運用生態學、建筑技術科學的基本原理和現代科學技術手段等,合理安排并組織建筑與其他相關因素之間的關系,使建筑和環境之間成為一個有機的結合體,同時具有良好的室內氣候條件和較強的生物氣候調節能力,以滿足人們居住生活的環境舒適,使人、建筑與自然生態環境之間形成一個良性循環系統。
1生態建筑設計準則
1.1處理好人、建筑和自然三者之間的關系,它既要為人創造一個舒適的空間小環境(即健康宜人的溫度、濕度、清潔的空氣、好的光環境、聲環境及具有長效多適的靈活開敞的空間等);
1.2保護好周圍的大環境――自然環境 (即對自然界的索取要少、且對自然環境的負面影響要小)。這其中,前者主要指對自然資源的少費多用,包括節約土地,在能源和材料的選擇上,貫徹減少使用、重復使用、循環使用以及用可再生資源替代不可生資源等原則。后者主要是減少排放和妥善處理有害廢棄物(包括固體垃圾、污水、有害氣體) 以及減少光污染、聲污染等等。
1.3對小環境的保護。體現在從建筑物的建造、使用,直至壽命終結后的全過程。
1.4以建筑設計為著眼點。
2生態建筑的設計理念
2.1節能能源:充分利用太陽能,采用節能的建筑圍護結構以及采暖和空調,減少采暖和空調的使用。根據自然通風的原理設置風冷系統,使建筑能夠有效地利用夏季的主導風向。建筑采用適應當地氣候條件的平面形式及總體布局。
2.2節約資源:在建筑設計、建造和建筑材料的選擇中,均考慮資源的合理使用和處置。要減少資源的使用,力求使資源可再生利用。節約水資源,包括綠化的節約用水。
2.3回歸自然:綠色建筑外部要強調與周邊環境相融合,和諧一致、動靜互補,做到保護自然生態環境。
2.4舒適和健康的生活環境:建筑內部不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料。室內空氣清新,溫、濕度適當,使居住者感覺良好,身心健康。
2.5生態建筑的建造特點包括:對建筑的地理條件有明確的要求,土壤中不存在有毒、有害物質,地溫適宜,地下水純凈,地磁適中。
2.6綠色建筑應盡量采用天然材料。建筑中采用的木材、樹皮、竹材、石塊、石灰、油漆等,要經過檢驗處理,確保對人體無害。
2.7生態建筑還要根據地理條件,設置太陽能采暖、熱水、發電及風力發電裝置,以充分利用環境提供的天然可再生能源。
3生態建筑在整個壽命期內的基本目標
3.1盡可能減少資源能源的消耗
3.2把環境直接和建筑的污染降到最低
3.3保護自然生態環境
3.4創造健康舒適的室內外環境?
3.5使建筑功能質量目標統一
3.6使建筑生態、經濟取得平衡。
在生態建筑基本目標當中?創造健康舒適的室內環境和建筑功能質量目標相統一?在很大程度上要保持節儉和適用的目標。
4生態建筑的主要表現
利用太陽能等可再生能源,注重自然通風,自然采光與遮陰,為改善小氣候采用多種綠化方式,為增強空間適應性采用大跨度輕型結構,水的循環利用,垃圾分類、處理以及充分利用建筑廢棄物等。僅以上幾個方面就可以看出,不論哪方面都需要多工種的配合,需要結構、設備、園林等工種,建筑物理、建筑材料等學科的通力協作才能得以實現。這其中建筑師起著統領作用,建筑師必須以生態的觀念、整合的觀念,從整體上進行構思。
關于生態建筑要因地制宜?各個地方的氣候不一樣?自然資源不一樣?在選擇生態建筑?選擇什么樣的技術?應該根據自己的條件和特點來進行。我國北方地區主要為冬季采暖?能源消耗非常大?對自然環境污染非常嚴重?首先要解決采暖問題。我國南方比較炎熱、潮濕?通風、降溫是夏季的主要問題?在南方生態建筑設計當中應注重遮陽和自然通風?降低夏天的空調的能計是實現生態建筑的基本技術策略。
5生態建筑設計的道德基礎
建筑設計逐漸忘了以往那種與自然生態條件相匹配的形式。不顧生物氣候特征,把一切建筑物降溫或采暖的任務交給了大量耗費能量和技術資源的全面空氣調節來解決。在建筑師把他的責任給機械工程師的同時,其設計已不再受到自然要素的制約,而是依賴技術和高能量的輸入。其直接結果是破壞了許多城市歷史上極富特色的景觀,千城一面,更嚴重的是,當一些發達國家意識到這一危機時,這種非持續性的建筑形式卻在許多發展中國家 被尊奉為“現代化”和時代進步的象征。于是,我們認識到人類必須在發展中學會克制自己無窮無盡的欲望,否則將有可能遭到自然界的無情報復。因此,應當將我們這一代的即時利益與整個人類的長遠利益結合起來,公正合理地與他人分享我們這個地球上有限的資源;同時還應當最大限度地杜絕資源浪費和環境污染,這樣才有可能為后人留下一片靜溢而富腴的樂土,使人類能夠長久地生存下去。很顯然,這一思想的出現不僅基于人們對環境及生態問題的深刻認識,也與存在于人類意識深處的道德觀念密切相關。因為只有如此,人們才會將對于社會的終極關懷放在人類長遠及整體利益之上。
6促進生態建筑的經濟技術合理性
人們在衡量一種新思想或技術的合理性時往往重視其短期效益是否明顯高于傳統思想或技術的效益,如果其短期效益不被看好,縱使它有更好的長期效益,也很難為人們所接受,這可能成為在可持續發展原則基礎上推廣生態建筑的一道門檻。在經濟方面,生態建筑是需要更多前期費用而利益目標速度又相對較為緩慢的一類項目。更主要的是,用于生態設施方面投資所帶來的回報最終并不是一定能夠裝進開發商的口袋,而更多為使用者和社會所分享,并且若干年后,才能體現出節約能源的價值大于生態建設投資的價值,這可能使決策者與開發商望而卻步。要徹底解決這一問題,就應當在可持續發展原則基礎上建立一套新的價值觀和行為規范。例如,使采用節能設備與材料、無公害材料及各種節約資源的措施成為設計中的必須,并通過政府在立法、稅收等方面的政策調整,加強生態建筑在經濟上的可行性,從而促進生態建筑的推廣。
7結語
在生態建筑設計的過程中,對技術精確性和高效性的應用,需要有相應的建筑技術和材料作為支持,否則很多設計構想只能停留在紙面上,如果建筑師不具備生態意識,單單擁有各種材料和技術也是無法創造出生態的設計作品的。只要我們對生態建筑的重要性有著充分的認識、利用科學的設計技術套路,就能為人類提供更多更加舒適優越的生態建筑,從而進一步改善工作和居住環境,人們對建筑的生態屬性和人文內涵的認識逐漸有了較大的觀念轉變,將建筑設計中的生態環境品質提到了空前重要的高度,在生態建筑研究方面有所建樹,并在實施中取得顯著成效。生態建筑設計反映了生態優先原則和跨世紀可持續發展的時代精神。我國大規模的建設需要大量的能源,因而節約能源早已成為可持續發展戰略的重要組成部分。為此,我們應認真借鑒國內外有益經驗,積極推廣立足于對資源的節約、再利用、循環生產的生態建筑,為我們的子孫后代多留一片純凈的藍天綠水!
參考文獻: