淺談節(jié)能設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

韓　玥

摘要:隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和住宅生活水平的不斷提高。住宅能耗占我國能源總消費量的比例逐年上升。建筑節(jié)能工作任務(wù)巨大.刻不容緩。本文主要從規(guī)劃設(shè)計闡述了節(jié)能設(shè)計在建筑中的應(yīng)用,并提出了一些節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu) 節(jié)能 設(shè)計

0 前言

近年來我國的建筑規(guī)模迅速擴(kuò)大,建筑能耗的總量逐年上升。這已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋。因此,如果現(xiàn)在不

開始注重建筑節(jié)能設(shè)計,將直接加劇能源危機(jī)。由此可見,我國的建筑節(jié)能要求十分迫切。建筑節(jié)能的中心是減少建筑耗能,提高建筑中的能源利用效率。同時,建筑節(jié)能需以不影響人們感覺舒適度為前提。那么,我們怎樣進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計呢?節(jié)能型居住建筑設(shè)計方法。

1 總體規(guī)劃設(shè)計

1.1 建筑選址 建筑基地不適宜選擇在山谷、洼地及凹地等處,因冬季冷氣流在凹地里易形成對建筑物的“霜洞”效應(yīng)。位于凹地的底層或半地下層建筑,為保持所需的室內(nèi)溫度所消耗的能量,就會相應(yīng)的增加。所以建筑基地應(yīng)盡量選擇在向陽、避風(fēng)的地段上,為建筑爭取日照創(chuàng)造必要的條件。

1.2 建筑布局 利用建筑樓群合理布局,充分結(jié)合特定地點的自然環(huán)境因素、氣候特征和建筑物功能。人的行為活動特點等,建立自然—人工生態(tài)平衡系統(tǒng)。具體體現(xiàn)在通過樓體排布的方案組合中,按以下原則挑選規(guī)劃方案:充分利用和爭取日照;避免風(fēng)漏斗的出現(xiàn),合理組織氣流,減少建筑熱損失;利用建筑外界面的反射輻射,對夏季炎熱氣候考慮充分。在規(guī)劃布局中,可以通過建筑的手法來盡量改善Et照條件,比如:多排多列樓棟布局中,采用錯位布置。利用山墻空隙爭取日照;點、條組合布局時。點式住宅布置在朝向較好位置,條式布置其后,爭取日照。

1.3 建筑形態(tài) 節(jié)能建筑的形態(tài)不僅要求體型系數(shù)(外表面積/體積)小,同時需要夏季日輻射得熱少,冬季還需要對避寒風(fēng)有利。但滿足此三項需要的建筑形體常不一致,因此應(yīng)考慮多種因索的制約,包括當(dāng)?shù)叵募練鉁睾腿蛰椛湔斩?、建筑朝向、各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫狀況和局部的環(huán)境情況,需要具體權(quán)衡得熱和失熱的具體情況,優(yōu)化組合各項因素后得出結(jié)論。僅從夏季得熱的角度,建筑應(yīng)自合適的長寬比。加大進(jìn)深由8m增加到14m,可以使建筑耗熱指標(biāo)降低11%～33%,因此對于1000～8000m2的住宅,進(jìn)深控制在12～14m有利于建筑節(jié)能。

1.4 建筑間距 陽光對于個人不僅有衛(wèi)生學(xué)的意義,同時對人的心理及精神也具有一定的影響。它不但是熱源,同時還可以提高室內(nèi)的日照水平,保證住宅室內(nèi)具有一定的日照量,從而決定建筑問最小間距,并結(jié)合其他條件綜合考慮建筑群體的布置。建筑采用斜屋頂在滿足日照的前提下可以縮小住宅問距。

1.5 建筑朝向 朝向的選擇考慮因索有:冬季具有適量和一定質(zhì)量的日光照人室內(nèi);炎熱季節(jié)盡量減少太陽直射室內(nèi)及居室外墻面;夏季通風(fēng)良好,冬季避免冷風(fēng)吹襲;充分利用地形和節(jié)約用地;照顧居住建筑群體組合的需要。

2 建筑單體設(shè)計

2.1 合理控制體形系數(shù) 建筑物的體形系數(shù)一般應(yīng)控制在0.3以下,平、立面盡量不出現(xiàn)過多的凸凹面,因為住宅表面體積較小,越利于建筑節(jié)能。避免熱損失。當(dāng)然,個別地方點綴一些里出外進(jìn)還是可以的。在此處,平面型基本為長方形,單元組成行列式,增加了冬季直射室內(nèi)的陽光,夏季減少陽光的輻射。合理組織穿堂風(fēng),增強(qiáng)空氣對流,制造合適的小氣候,以減少能源的使用。

2.2 門窗節(jié)能設(shè)計有屋頂對節(jié)能的影響 窗戶對住宅影響相當(dāng)大,它既是太陽輻射的得熱處,又是室內(nèi)熱量的失熱處。我們的節(jié)能住宅在滿足采光通風(fēng)的前提下,盡可能縮小北向開窗面積,擴(kuò)大南向開窗面積。同時,陽臺北及戶門冷風(fēng)滲透量大,應(yīng)采取保溫門。雖然屋面熱量僅占整個建筑物的9%,但對頂層房間室內(nèi)熱環(huán)境條件冬、夏季較差,加強(qiáng)屋面結(jié)構(gòu)保溫也是降低能耗的重要措施。目前,我們屋面選用聚苯乙烯泡沫板加空氣隔氣屋,它具有良好的保溫隔熱性能,熱工性能比較好。

2.3 新型節(jié)能材科的應(yīng)用,實用粘土磚,浪費土地、耗能高、保溫性能差 發(fā)展國家六十年代就發(fā)展了加氣磚,建筑砌塊、石膏板,各種輕質(zhì)板材及節(jié)能窗。我國也正朝這個方向發(fā)展,并采取嚴(yán)格措施,限制實心粘土磚的應(yīng)用。門窗的材料也由原來的鋼、木而由塑鋼制品代替,并采用了嵌入式橡膠密封膠條,使窗戶空氣滲透量大大減少,氣密性提高。

3 建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 墻體節(jié)能 墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體。所以墻體的節(jié)能設(shè)計直接影響到建筑的耗能。墻體節(jié)能有以下兩個途徑:

3.1.1 建筑保溫節(jié)能設(shè)計 建筑保溫分為建筑內(nèi)保溫和建筑外保溫兩種。建筑內(nèi)保溫就是在建筑外墻的內(nèi)表面上加設(shè)保溫材料,再在其上粉刷、涂料等,其優(yōu)點是墻體內(nèi)表面不用加強(qiáng)防水層,構(gòu)造處理簡單,保溫材料以免受室外雨水的影響,是一種簡單且效果很好的建筑保溫方式。外保溫是在外墻外表面上做保溫材料,覆以防水層,再設(shè)外墻裝修的構(gòu)造方法,其優(yōu)點多。首先其保溫層設(shè)在外表面?？梢杂行У谋Ｗo(hù)外墻砌體免受太陽輻射的影響,減小墻體應(yīng)力損害;其次外保溫對建筑柱、梁、墻角等敏感部位處理容易,可以減少熱橋的產(chǎn)生,并可避免內(nèi)表面結(jié)露;再次圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)為重質(zhì)砌體,有較高的熱容性,可以減少室溫的波動;在夏季,外保溫材料又起到很好的隔熱作用,使墻體不會升溫過快,內(nèi)表面溫度降低,增加了室內(nèi)舒適度。

3.1.2 建筑隔熱節(jié)能設(shè)計 隔熱除考慮外墻部位需設(shè)置外。屋頂由于受太陽輻射影響最大,所以也要進(jìn)行隔熱設(shè)計。隔熱設(shè)計主要使用隔熱材料隔熱和隔熱構(gòu)造隔熱。隔熱材料有填充類、板塊類和熱反射類。而現(xiàn)在有一種很廉價的隔熱方式:空氣層的隔熱。這是一種將“空氣”作為隔熱材料的特殊做法,其隔熱性能良好,所以在隔熱構(gòu)造設(shè)計中被經(jīng)常用到。其隔熱原理是通過降低傳熱達(dá)到隔熱的目的,而影響其隔熱性能的原因有:空氣間層厚度、熱流方向、空氣間層的密閉程度和兩側(cè)表面的光潔度。這種隔熱方式現(xiàn)在主要被用于炎熱氣候地區(qū)的屋面、墻體、雙層窗中,隔熱效果好。同時空氣間層設(shè)于墻體部分,起隔熱和保溫雙重效果,不過水平構(gòu)件只有隔熱作用。

3.2 屋面節(jié)能 常用的幾種節(jié)能屋面是:高效保溫材料屋面、架空型保溫屋面、浮石砂保溫屋面和倒置型保溫屋面。平屋頂多采用加氣混凝土保溫,厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠巖或浮石砂保溫。有的則在架空混凝土薄板下設(shè)袋裝膨脹珍珠巖,保溫效果很好。坡屋頂為便于設(shè)置保溫層。可以在坡頂內(nèi)鋪釘玻璃棉氈或巖棉氈,或者在天棚上鋪設(shè)上述絕熱材料。

3.3 采暖節(jié)能 水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源(如地下水、河流、湖泊)中吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源,采用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實現(xiàn)低位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。眾所周知,地下水溫度在一年內(nèi)波動遠(yuǎn)小于室外空氣,是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。同時。在冬季不存在結(jié)露、結(jié)霜等問題;在夏季有些情況下甚至可以直接從地下水作為冷源給用戶供冷,而不用開啟水源熱泵,從而有很大程度。

4 結(jié)語

總之,建筑節(jié)能一次投資可能比較大,但是帶來的效應(yīng)是無法用金錢來衡量的。建筑節(jié)能作為一項系統(tǒng)工程涉及多方面同題,涉及自然地理環(huán)境、規(guī)劃、建筑設(shè)計以及居民使用方式等多種因素,涉及到政府部門、建筑設(shè)計師、開發(fā)商、物業(yè)業(yè)主、使用人、管理者、相關(guān)節(jié)能部件的生產(chǎn)者等方面群體利益,有待與各部門通力協(xié)作,就一定能創(chuàng)作出既符合建筑學(xué)原理,又符合節(jié)能要求的優(yōu)秀住宅。

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