所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-05-07 07:51 熱度:
摘要:目前建筑節能已經迫在眉睫,我國將其擺到前所未有的重要位置,本文對綠色建筑節能設計中智能圍護、雙層皮玻璃幕墻技術、遮陽技術和自然通風等幾項關鍵技術進行了研究。
關鍵詞:建筑節能,遮陽技術,自然通風
我國目前城鎮建筑消耗的能源為全國商品能源的23%-26%。隨著我們的城市化程度的不斷提高,建筑能耗的比例將繼續提高。目前普遍認為建筑節能是各種節能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式,是緩解能源緊張、解決社會經濟發展與能源供應不足這對矛盾的最有效措施之一。我國氣候問題的特殊性,大面積的大陸性氣候特點。使我國建筑應變節能顯得尤為重要,而且其潛力非常巨大。
一、智能圍護結構
具有應變特點的外圍護節能我們也稱之為智能圍護結構。智能圍護結構是建筑構件的綜合體,這些構件能夠執行各自功能,使建筑外圍護構件獨立或聯合做出調整,提前應對環境的變化,以最小的能源消耗維持建筑內部的健康、舒適環境。在這樣的建筑圍護結構中,通過手動或者自動調節使得外圍護構件的環境適應性得到加強,建筑圍護結構中的能量流動(雙向的)得到自主的控制,從而以最低的能耗取得最高效率。智能圍護結構的核心要求即是能夠應對建筑物內外環境的變化,因此,圍護結構本身必須具備可變性。這種維護結構的可變性能,可以是物理結構本身的可調節性,如根據室外的太陽輻射強度和室內照度來調節的內遮陽百葉或者是遮陽簾布。也可以是維護結構自身物理性能的可變化性,如含有相變材料的墻體、樓板,其自身的蓄熱特性可以隨著環境溫度的變化而改變。下面將通過介紹如何解決圍護結構隨環境變化而產生的三對主要矛盾來論述智能圍護結構的可變特性。
得熱與遮陽——為解決透明圍護結構冬季得熱、夏季遮陽的矛盾,可以采用高透過性能、低傳熱系數玻璃幕墻+活動遮陽的圍護結構形式。一方面,低傳熱系數、高透過性能玻璃幕墻可以保證圍護結構在冬季可以獲得更多的太陽輻射熱量,減少室內熱量的散失;另一方面,活動的遮陽裝置,包括一些活動的內置式遮陽、活動的外遮陽,可以在夏季或者是太陽輻射較強的過渡季節有效遮擋太陽輻射,當然,外遮陽措施的遮擋效果優于內置式遮陽措施。采用內置式遮陽裝置時,如雙層皮幕墻夾層的遮陽百葉,為獲得理想的遮陽隔熱效果,則應采取措施將釋放到夾層內的太陽輻射熱量帶走,如利用夾層通風來降低夾層溫度。
散熱與保溫——為解決圍護結構不同季節保溫與散熱的矛盾,可以采用一些結構可調的雙層圍護結構形式,例如,夾層通風可調的雙層保溫外墻結構,冬季關閉通風夾層的進出風口,提高外墻的保溫性能,而在夏季或者是需要散熱的過渡季節則打開夾層的進出風口進行通風散熱,既可以阻隔通過外墻進入室內的太陽輻射得熱,又可增加建筑物的散熱性能(過度季時)。還有,一些采用活動外遮陽裝置的玻璃幕墻也可以起到同樣作用,例如,在冬季白天,外遮陽打開以獲取太陽輻射熱量,而夜間關閉的遮陽百葉可以遮擋夜間的天空背景輻射,減少了圍護結構的散熱量;在夏季白天,需要遮陽時,關閉遮陽百葉,而在夜間則打開遮陽百葉增加圍護結構的散熱性能。
二、雙層皮玻璃幕墻技術
“雙層皮”幕墻也被譽為“可呼吸的皮膚”。它主要是針對以往玻璃幕墻耗能高、室內空氣質量差等問題,用雙層體系作圍護結構,提供自然通風和采光、增加室內空間舒適、降低能耗,從而較好地解決了自然采光和節能之間的矛盾。“雙層皮”幕墻種類繁多,但其實質是在兩層皮之間留有一定寬度的空氣間層,此空氣間層的存在,因而“雙層皮”幕墻能提供一個保護空間以安置遮陽設施(如活動式百葉、固定式百葉或者其他陽光控制構件)。通過調整間層設置的遮陽百葉和利用外層幕墻上下部分的開口的輔助自然通風,可以獲得可比普通建筑使用的內置百葉更好的遮陽效果,同時可以提供良好的隔聲性能和室內通風效果,因而也被稱為智能圍護結構。雙層皮玻璃幕墻可以根據夾層空腔的大小、通風口的位置、玻璃組合及遮陽材料等不同分為多種不同類型,以下將介紹按照構造關系進行劃分的四種基本雙層皮玻璃幕墻類型。
1、“外掛式”雙層皮玻璃幕墻
這是雙層皮幕墻中最簡單的一種構造方式,建筑真正的外墻位于“外皮”之內300-2000mm處,其間距視建筑的平面形式、兩層“皮”的構造連接方式及建筑外墻而定。雙層皮之間的空間既不做水平分隔,也不做豎向分隔。測試結果表明,這種幕墻系統對隔絕噪聲具有明顯的效果并無明顯作用。這種幕墻往往用于城市嘈雜環境中,以隔絕噪聲為主要目的。但是,由于雙層皮夾層空腔中沒有任何分隔,建筑物相鄰房間的聲音可能通過空腔相互傳播。
2、“箱式”雙層皮玻璃幕墻
箱式雙層皮幕墻主要由一個帶有內開窗扇的框架組成,由單層玻璃組成的外層幕墻上下部位均設置有開口,室外的空氣可以通過開口進入雙層玻璃幕墻的夾層空腔,空腔內的空氣也可以從開口處排出,通過外曾幕墻的開口和內層幕墻的內開窗,就可實現雙層皮空腔與室內外之間的自然通風了。
雙層皮夾層的空腔將沿著結構柱或者是房間進行水平分隔,而垂直方向則每樓層或者沿窗戶高度進行分隔,這些分隔將建筑外立面劃分為許多獨立的單元,因而也被稱之為“單元式”雙層皮幕墻,這些單元的劃分將有助于避免聲音和氣味在單元之間或者是房子之間串行。因此該種幕墻通常將用在對隔聲具有較高要求,或者對房間私密性要求很高的建筑中。
3、“井—箱式”雙層皮玻璃幕墻
井—箱式雙層皮幕墻是由箱式雙層結構演變而來的。與箱式雙層皮幕墻不同的是:井—箱式雙層皮幕墻在豎向有規律地設置了貫通層。這樣,在玻璃空腔之間便形成縱橫交錯的網狀通道。夾層空腔內的空氣被吸收了太陽輻射的玻璃表面加熱后升溫,同時由于豎向的井相對較高,會導致很強的“煙囪效應”,這種效應加速了雙層皮空腔內空氣的豎向流動。由于該種結構的排風口布置在建筑物的上部,與立面上進風口有較遠距離,故可以杜絕空氣的“短路”可能,在冬天則可以關閉或減少進風口,減緩“井”內空氣流動,以形成適宜的溫度緩沖區。井—箱式結構獲得很強的“煙囪效應”僅需要較少的立面開口面積,這也使得該幕墻結構可以有效地減少室外噪聲進入室內。
文章標題:綠色建筑節能設計中幾項關鍵技術研究綠色建筑節能設計中幾項關鍵技術研究
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