所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2012-12-17 09:06 熱度:
摘要:節約能源是我國經濟建設中的一項重大政策,它關系到企業的經濟效益和居民的日常生活,在國民經濟中具有非常重要的意義。因此,建筑設計人員應認真考慮建筑節能問題,在建筑設計的過程中注重節能設計。
關鍵詞:建筑節能設計,建筑布局,建筑體型,圍護結構,電氣設計
隨著社會經濟的發展,現代建筑的功能越來越強,建筑設計的重要性也日益明顯。而建筑節能設計是建筑設計系統中極為重要的設計理念,本文就此做一分析。
一、建筑布局方面的節能設計
首先,確定良好的建筑朝向。我國地處北半球,由于太陽高度角和方位角變化規律的影響,南朝向的建筑是最有利的建筑朝向,夏季可減少太陽輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,所以使建筑物為南朝向是我國建筑節能的必要條件。同時,根據太陽能在不同時段的分布狀況和建筑物的使用性質,調整和確定建筑朝向是充分利用太陽能的有效措施。其次,確定合理的建筑間距。建筑設計規范對建筑物的滿窗日照時間已做了明確的規定,這些標準使建筑物的絕大部分墻面在需要太陽能的季節里,可以接收更多的太陽輻射熱能。
二、建筑體型方面的節能設計
(1)控制體型系數。體型系數是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積(不計地面)與其所包轉的建筑體積之比。體型系數越大,說明單位建筑所分擔的熱散失面積越大,能耗就越多。有研究資料表明,體型系數每增加0.01,耗熱量指標約增加2.5%,一般宜控制在0.30以下。建筑體型系數還與建筑物的體型是否規整及建筑物體量大小有關。(2)控制表面面積系數。從獲取更多的日照輻射,降低耗能的觀點來看,表面面積系數越小越好。從節能意義來說,長軸朝向東西方長方形體型最好,正方形次之,而長軸朝向南北方的長方形體型的建筑節能效果最弱。(3)選擇適當的長寬比。對正南朝向來說,一般長寬比越大,得熱越多。但需注意,隨著朝向的變化,其得熱量會逐漸減少。當偏角達到67度時,各種長寬比體型建筑的得熱基本趨于一致。當偏角為90度時,則長寬比越大,得熱越少。(4)低耗能體型的選擇。所謂最低耗能體型,是指建筑的各方面尺寸預期有效傳熱系數相對應的最佳體型。一般來講,當各面的平均有效傳熱系數不同時,傳熱系數相對較少的面具有相應較大面積的體型是最佳體型;當各面的平均系數相同時,最小的體型系數是最佳體型。
三、圍護結構的節能設計
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,占建筑采暖熱耗的1/3以上。為了降低能耗,應從單項如墻、頂、門、窗等圍護結構著手,重視其熱工特性,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。
(1)墻體節能設計。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。長期以來,我國一直以實心黏土磚為主要墻體材料,用增加砌筑厚度來滿足保溫要求,事實上,這種做法嚴重浪費了建筑能源和土地資源。因而在節能的前提下,應進一步推廣使用空心磚墻及其復合墻體技術。新型墻體材料主要是用混凝土、水泥、砂等硅酸質材料,有的再摻加部分粉煤灰、煤矸石、爐渣等工業廢料或建筑垃圾經過壓制或燒結、蒸養、蒸壓等制成的非粘土磚、建筑砌塊及建筑板材。新型墻體材料一般具有保溫、隔熱、輕質、高強、節能、保護環境、改善建筑功能和增加加房屋使用面積等一系列優點,其中相當一部分品種屬于綠色建材。一些新型墻體材料輔以一定的空氣間層,不但降低容重,保溫性能也大大改善,燒結空心磚就比實心制品有著更好的保溫隔熱功能。(2)窗戶節能設計。窗戶是薄壁的輕質構體,也是耗熱的薄弱環節。普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物冬季保溫或夏季降溫能耗的50 %以上,因而改善其絕熱性能是節能的重點工作之一。窗戶的節能應區別不同朝向控制窗墻比,盡量避免東西向開大窗,以提高窗戶的遮陽性能;另一方面,應根據空調設備的價格和制冷、采暖費用的比較去確定合適的玻璃品種,從各種玻璃的太陽能阻隔特性和導熱性兩個方面去比較其節能效果,選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃和中空玻璃等,以提高玻璃的氣密水平。(3)屋頂節能設計。屋面的節能措施主要有兩點,一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料,以避免屋面的重量、厚度過大;一是屋面保溫層不宜選用吸水率較高的保溫材料,以防屋面濕作業時因保溫層吸水量大而降低保溫效果。若選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應設置排氣孔,以排除保溫層內不易排出的水分。
四、電氣節能設計
(1)提高供配電系統的功率因數。功率因數提高了可以減少線路無功功率的損耗,從而達到節能目的。具體方法有:減少用電設備無功損耗,提高用電設備的功率因數。在設計中盡可能采用功率因數高的用電設備如同步電動機等,電感性用電設備可選用有補償電容器的用電設備(如配有電容補償的熒光燈)等。同時,可用靜電電容器進行無功補償,電容器可產生超前無功電流抵消用電設備的滯后無功電流從而達到提高功率因數同時又減少整體無功電流。在具體工程設計中有采用分散就地補償和高低壓柜集中補償等方式,可根據具體情況具體分析。(2)電動機的節能。建筑物中使用的電動機一般都是隨設備配套提供的,在設備選型及招標時可以選擇高效節能的產品,也可以通過控制系統實現節能的目的。(3)照明節能。在建筑中,哪些區域或部位需要設置何種照明,需要根據建筑本身的特點和使用情況來確定。概括起來主要從四方面進行:照明光源的選擇:主要考慮以下幾個要素:光效、色溫、顯色指數、光源壽命和價格。這是在照明設計中做到切合實際應用很重要的要素。照明燈具及其附屬裝置的選擇:在實際的應用中,光源必須配備各種燈具,才能真正體現其實用價值。因此在照明設計中,應注意選擇控光效果好、效率高的燈具;還應注意燈具的配光曲線,這是我們進行照明設計時的依據之一,以便對確切的照度值等做到心中有數。照明控制:值得注意的是,在照明設計中,照明的控制方式對于照明節能同樣起到了重要的作用。現有的照明控制方式很多,例如:單燈控制、多燈控制、雙控開關控制、樓宇自控系統控制、智能控制(總線控制)、其他控制方式(采用探測器控制)等。在這眾多的控制方式中,如何在照明設計中做到切合實際,是每位設計人員應十分注意的問題,既要做到方便,又要達到節能。
總之,建筑節能是節約能源、改善人民生活水平和工作條件、減輕環境污染、促進經濟可持續發展的一項最直接的措施,也是深化經濟體制改革的一項重要組成部分。我們應充分認識到建筑節能是當今社會更是長遠的一項重要工作,是社會中每個人應盡的責任,是社會發展應遵循的一項原則,更是我們建設領域行業人員所要解決的問題,我們應從不同角度,依據當地的經濟、地形、氣候等多方面的因素,加強節能設計與管理的實際應用,為節能型建筑做出應有的貢獻。
參考文獻:
[1]張文.建筑節能及發展趨勢[J].山西建筑.2006.32(17)
[2]林海燕.可持續建筑發展中的建筑節能[J].建筑科學.2006.22(44)
文章標題:建筑節能設計需要注意的問題初探
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