所屬欄目:建筑設(shè)計(jì)論文 發(fā)布日期:2012-12-19 09:22 熱度:
摘要:隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升, 龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行,其中建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。本文主要對(duì)建筑節(jié)能在建筑設(shè)計(jì)中的重要性以及如何落實(shí)建筑節(jié)能措施進(jìn)行了闡述,并提出了一些個(gè)人的建議供同行參考。
關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計(jì),節(jié)能,重要性,措施
1 建筑能耗狀況
自1973年世界能源危機(jī)以來,各國都十分重視節(jié)約能源的問題,興起了世界性的節(jié)能運(yùn)動(dòng),并把節(jié)能稱為五大能源之一,與煤炭、石油、天然氣、水電四大常規(guī)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(jié)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(fēng)、空調(diào)、照明、炊事燃料、家用電器和熱水供應(yīng)等能耗,其中以采暖和空調(diào)能耗為主。作為耗能大戶的建筑,節(jié)約能源將是其今后發(fā)展的必然趨勢。建筑節(jié)能的技術(shù)途徑,主要依靠減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱以及增進(jìn)供熱、制冷系統(tǒng)的熱效率兩個(gè)方面。前者要求加強(qiáng)門窗、外墻、屋頂和地面的保溫隔熱;后者則要求系統(tǒng)設(shè)備合理配套,運(yùn)行控制調(diào)節(jié)靈活,并有能量計(jì)量裝置。
我國節(jié)能工作起步較晚,與發(fā)達(dá)國家相比,能源浪費(fèi)又十分嚴(yán)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(fā)達(dá)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(jié)能意識(shí)淡薄,致使房屋設(shè)計(jì)不合理,只強(qiáng)調(diào)工程的初始投資,而很少考慮建成后的日常運(yùn)行能耗和費(fèi)用,采用傳統(tǒng)建筑材料建造房屋時(shí),沒有重視建筑節(jié)能,建筑設(shè)計(jì)保溫標(biāo)準(zhǔn)偏低,加上設(shè)備效率不高,運(yùn)行管理不善等等,導(dǎo)致了能量的嚴(yán)重流失和浪費(fèi)。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(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國能源生產(chǎn)可能增長的速度,國家的能源生產(chǎn)勢必難以長期支撐這種浪費(fèi)型需求,從而不得不組織大規(guī)模的舊房改造,這將要耗費(fèi)更多的人力物力。知恥而后勇!了解我國建筑能耗的現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)國家的差距,就會(huì)覺得我國建筑節(jié)能工作任重而道遠(yuǎn),把建筑節(jié)能作為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)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(jié)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(fā)展。同時(shí)使城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)之間的關(guān)系顯得尤其重要。三者之間關(guān)系處理的好壞對(duì)城市的形象有著很大的影響。
目前世界范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源日趨枯竭,人類將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)帷L(fēng)力、太陽能、核能,而我國的能源問題更加嚴(yán)重。
我國能源發(fā)展主要存在四大問題:①人均能源擁有量低、儲(chǔ)備量低;②能源結(jié)構(gòu)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(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足,造成北煤南運(yùn)、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(fā)達(dá)國家低10%。
隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,已達(dá)全社會(huì)能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%,建筑總能耗已達(dá)全國能源總消耗量的45%。我國現(xiàn)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(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。
全面的建筑節(jié)能有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用,緩解我國能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾;有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展;有利于長遠(yuǎn)的保障國家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。
3 設(shè)計(jì)節(jié)能應(yīng)變措施
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)就是從分析地區(qū)的氣候條件出發(fā),將建筑設(shè)計(jì)與建筑微氣候,建筑技術(shù)和能源的有效利用相結(jié)合的一種建筑設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)入手,綜合分析地區(qū)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(qū)氣候特征包括太陽能輻射強(qiáng)度、最熱(冷)月平均氣溫及空氣濕度、夏(冬)季主導(dǎo)風(fēng)與平均風(fēng)壓、雨雪量等要素。這些要素是我們節(jié)能設(shè)計(jì)需要注意的“氣候條件”。此外,還需注意區(qū)域的“微環(huán)境”,如地形條件、地表環(huán)境、地表土壤和環(huán)境植被等。只有這樣,才能權(quán)衡利弊、趨利避害,統(tǒng)籌運(yùn)用氣候因素。
3.11 合理群體規(guī)劃布局。設(shè)計(jì)中要充分考慮夏季有利的主導(dǎo)風(fēng)向(通風(fēng)致涼)和避免冬季不利的主導(dǎo)風(fēng)向(避風(fēng)保暖),綜合考慮采光、通風(fēng)、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(qū),又具有大陸性氣候特征,夏季炎熱多東南風(fēng)、冬季寒冷多西北風(fēng),在進(jìn)行小區(qū)群體布局時(shí),一般將小體量的低層、獨(dú)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(fēng)和冬季阻擋不利的西北風(fēng)的需要。
3.12 合理控制體形系數(shù)。體形系數(shù)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(shù)越大,能耗就越高,反之亦然。因此,在考慮節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),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(shù)。在所有幾何形體中,球面體體形系數(shù)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(shù)小而相對(duì)節(jié)能。
4 提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的科技含量
建筑物的能耗是由其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透兩方面造成的。試驗(yàn)表明,住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的保溫?zé)嵝阅埽憧蓽p少冬季室內(nèi)傳出室外的熱量和夏季室外傳入室內(nèi)的熱量,從而也減少了保持室內(nèi)舒適熱環(huán)境所需要提供的采暖和制冷能量。為降低能耗,均從單項(xiàng)如墻、頂、門、窗等圍護(hù)結(jié)構(gòu)入手,重視其熱工特性,設(shè)計(jì)中應(yīng)該找出其經(jīng)濟(jì)熱阻,同時(shí)還必須考慮其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的“吸熱性”和“熱容性”指標(biāo)。
4.1 墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,其功能主要是承重、防水、防潮、隔熱、保溫。節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,就在于承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,承重結(jié)構(gòu)布局對(duì)于節(jié)能工程造價(jià)的高低影響極大。我國長期以實(shí)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(duì)能源和土地資源是一種嚴(yán)重浪費(fèi),一般的單一墻體材料往往難以同時(shí)滿足保溫、隔熱要求,因而在節(jié)能的前提下,應(yīng)進(jìn)一步推廣空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)。復(fù)合墻體越來越成為當(dāng)代節(jié)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(fù)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(dāng)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(tǒng)的粘土磚墻體材料相比,其計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)約為粘土磚砌體的29%,是一種保溫性能好、節(jié)能顯著的墻體材料。
4.2 對(duì)采暖系統(tǒng)及空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能要求
采暖、空調(diào)的節(jié)能工作必須與簡直圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能同步進(jìn)行。居住簡直的共同特點(diǎn)是供人們居住使用,而且一般都是晝夜連續(xù)使用的,對(duì)室溫和空氣質(zhì)量有較高的要求,建筑節(jié)能的重點(diǎn)都是放在節(jié)約采暖和降溫能耗上。要從合理規(guī)劃和選擇采暖設(shè)備開始,改善采暖供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理,以提高鍋爐的運(yùn)行效率;加強(qiáng)管道的保溫,以提高室外管道的輸送效率。總之,為提高采暖系統(tǒng)熱效率,應(yīng)積極發(fā)展集中供暖,以最大限度地節(jié)約燃料消耗。
5 其它建議
5.1 加強(qiáng)建筑節(jié)能意義的宣傳和國家及省有關(guān)文件、標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行,從建筑節(jié)能立法和節(jié)能技術(shù)的研究推廣下工夫,鼓勵(lì)節(jié)能,限制建筑耗能,保證經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
5.2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)必須依靠各專業(yè)的通力合作,使建筑科學(xué)技術(shù)各學(xué)科通力協(xié)作,相互支持、配合,創(chuàng)作既符合建筑學(xué)原理,有符合節(jié)能原則的優(yōu)秀建筑。
5.3 采用高效、經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型建材和先進(jìn)的構(gòu)造技術(shù)。
5.4 借鑒國外在建筑節(jié)能方面的成功經(jīng)驗(yàn)。歐美各國將隔熱保溫作為建筑節(jié)能措施中最主要的一項(xiàng),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(chǎn)各種性能良好的保溫材料,以推進(jìn)建筑節(jié)能的技術(shù)進(jìn)步。
5.5 盡可能利用環(huán)境能源,減少礦物能的消耗量。借助系統(tǒng)論觀點(diǎn)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)造、園林綠化等方面充分合理的利用當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源,尋求人、建筑、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)、節(jié)能之間的最佳結(jié)合,以提高建筑的整體效益。
6 結(jié)束語
我國正面臨大規(guī)模建筑現(xiàn)代化,同時(shí)要走可持續(xù)發(fā)展的道路,推廣適合我國國情的、帶有先進(jìn)性的節(jié)能建筑,是必須邁出的一步。我國的建筑節(jié)能有著巨大的潛力,前景是光明的。只要我們認(rèn)真扎實(shí)的在以上各個(gè)環(huán)節(jié)中做好工作,就可以有效的降低建筑耗能量,利用“后發(fā)”優(yōu)勢,迎頭趕上,為中國建筑業(yè)、能源業(yè)作出貢獻(xiàn)。相信我們的未來充滿希望。
文章標(biāo)題:闡述建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
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