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摘要:文章对节能建筑的概念作了简述,并分析了节能建筑的设计要点,以供参考。
关键词:节能;建筑;设计
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)24-0166-02
随着经济的快速发展和人民生活质量的改善,节能减排必将是中国可持续发展的工作重点,其中建筑节能又是重中之重。建筑节能的核心内容是尽量减少能源、资源消耗,减少对环境的破坏,并尽可能采用有利于提高居民品质的新技术、新材料。在中国,低能耗节能型住宅是住宅建筑发展的必然趋势。下面谈谈节能建筑的设计要点。
1关于节能建筑
节能建筑就是指在保证建筑使用功能和满足室内热环境质量条件下,通过提高建筑围护结构的隔热保温性能、采暖空调系统运行效率和自然能源利用等技术措施;使建筑物的采暖与空调能耗降低到规定水平,并且在不采用采暖与空调措施等情况下,室内热环境也要达到一定标准的建筑物。总的来讲,节能建筑就是一种冬暖夏凉、能节约能源的房子。
节能建筑按节能设计标准进行设计和建造,其目的是使其在使用过程中降低能耗。从广义上来讲,节能建筑就是遵循气候设计和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体和单体、太阳辐射、建筑朝向、间距、风向以及外部空间环境进行研究后设计出的低能耗建筑。
2节能建筑的设计要点
2.1建筑物的平面设计
住宅平面设计中的首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的消耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球,合理的建筑群布置和建筑物平面设计,对冬季获得太阳辐射热和夏季通风降温是十分重要的。比如建筑物的主体朝向,如果由南北改为东西向,耗热量指标约增大5 %,空调能耗或外遮阳成本将增大更多。因此,为了利用自然环境使室内达到最大的舒适度,可以将住户经常出入的厅、主要卧室设于日照通风条件最佳的南风位置,从而为住户节约采暖和空调的能耗。
此外,据研究显示,建筑体形系数每降低0.1 %,建筑能耗可下降8 kwh/(m.a),现列举2种典型的住宅平面形式:明厨明厕式设计(见图1)和明厨暗厕式设计(见图2)。在相同建筑面积的情况下,明厨暗厕式建筑的体形系数较明厨明厕式低0.032,很明显从体形系数方面明厨暗厕式的建筑平面优于明厨明厕式。由此可见,在满足建筑诸多功能要素的条件下,应尽量减少建筑体形的凹凸或错落,降低建筑物的体形系数,最好控制在0.3以下。
2.2围护结构的设计
现代建筑围护结构指建筑物及房间各面的围挡物,如墙体、门窗、屋顶、地面等,其中又可以分为外围结构和内围结构,外围结构就是指直接与外界空气环境接触的围护结构,如外墙、外窗、屋顶等;反之则称为内围护结构,如内墙、楼地面等。
2.2.1外围结构的设计
(1)外墙。在建筑外围护结构中,墙体所占比重最大,50 %建筑节能中就有约25 %是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达10度,因此,外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,外墙体的保温设计相当重要。在设计中应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。所以,必须采用新的节能墙体材料代替以往的外墙设计。目前采用的新型墙体材料主要有粉煤灰空心砌块、加气混凝土砌块、轻集料砌块、陶粒砌块等,还有各种新型保温节能墙板,如聚苯乙烯板、挤塑板、泡沫玻璃等。这些材料不仅能保证节能的要求,而且还能满足国家抗震、施工等有关规范要求,值得推广。
此外,建筑热工特性的一个重要指标建筑体形系数,也就是减少建筑物外表面积,减少外围护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值即为体形系数。因此,体形系数越小对建筑节能越有利,也就是说,在同等情况下,高的建筑比矮的好,宽的建筑比窄的好,外表整齐的比外表凹凸变化的好。建筑体形系数一般应控制在0.3以内,住宅长度以扩大到5.5 cm为宜,而进深则应1 cm以上为宜,以得到合理的有利节能的建筑体形。考虑到接收太阳辐射热能,应使建筑物南向墙面的面积尽量的大,其他墙面的外表面积尽可能的小,也就是说其他各方位墙面与南向墙面的面积比应是越小越好。从热传递角度来说,建筑物实墙的通风口处的气流较阳角内侧好且散热面相对比较小,所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在交角处,所以建筑物耗能量较大的部位一般是交角处。如果建筑物设计成圆柱形,则外墙棱角少,外表面积也小,从而有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凹凸变化的建筑要节能。
(2)外窗。在建筑外围护结构中,窗户是耗热的薄弱环节,也是薄壁的轻质构体,在建筑能耗方面,建筑外围护结构总散热量中铝、钢、塑窗散热量平均约占50 %,所以节能工作的重点就是改善门窗的绝热性能。
对于住宅设计应避免少做飘窗、落地窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中还应该强调东西南北开窗、不同功能房间开窗的区别。外门窗的作用除了采光,还可以作为建筑自然通风的渠道,因此,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位,引进自然风,增加夏季的渗透通风。对于向阳的地方,可采用凹式开出设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。外门窗的设计应减少动静寒风的渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好),门窗配件,提高窗框的隔热性能,如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃型钢材等,减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃,如真空玻璃、镀膜玻璃等。
(3)屋顶。屋顶耗热量约占整个住宅建筑耗热量的7 %～8 %,有关数据表明:夏季顶层室内的温度要比其他层高约3 ℃左右,因此,在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋顶保温隔热的研究。①平屋顶保温应优先采用倒置式屋顶,即保温层置于防水层之上。保温层兼对防水层起保护作用,倒置式屋顶较正置式保温屋顶耐久;②由于深色的屋顶仅反射近30 %的目照,而非金属浅色的屋顶至少反射60 %的日照,反射率高的屋顶可节省约30 %的能源消耗。因此,应尽量采用节能浅色坡屋面,它既能有效排水,防止屋面渗漏,又能有效隔热保温,节约能源;③屋顶排水宜采用有组织排水,收集的雨水可以通过中水系统的处理进行冲刷、浇花,特别是在降雨量大的地区或水资源短缺地区更应如此。
2.2.2内围结构的设计
节能住宅底层地坪或地坪架空层的保温性能应大于外墙传热阻的1/2。为了使其在冬季能方便关闭,当地坪为架空通风地板层时,应在通风口设置活动的遮挡板。另外,当地面采用空铺实木地板或胶结强化木地板层面时,应更加注意下面垫层的防潮设计。
3结束语
总之,在住宅建筑设计中,节能是住宅建设发展的方向。为了合理地利用自然环境、减少能源消耗,我们必须按照建筑节能设计新标准严格把好建筑节能设计关,以保证尽可能的为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作、学习和活动的绿色建筑。
参考文献
1 李洁涛.浅谈住宅建筑节能设计[J].建材与装饰:上旬.市场营销,2010(2)
2 肖如刚.现代住宅建筑节能设计需关注的几个问题[J].中国科技博览,2010.4
3 胡 林.浅谈节能建筑及其设计要点[J].农业工程技术:新能源产业,2009(8)
4 陈大昆、邹 宁.基于现代住宅建筑设计中的节能处理分析探讨[J].中外建筑,2010(2)
About Residential Building Energy Conservation Design Rational Ponder
Zhu Zhibin, Cao Yi, Pan Zhichun
Abstract:The article to conserved energy the construction the concept to make the summary, and has analyzed the energy conservation construction design main point, supplied the reference by.
key words:energy conservation; construction; design
关键词:节能;建筑;设计
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)24-0166-02
随着经济的快速发展和人民生活质量的改善,节能减排必将是中国可持续发展的工作重点,其中建筑节能又是重中之重。建筑节能的核心内容是尽量减少能源、资源消耗,减少对环境的破坏,并尽可能采用有利于提高居民品质的新技术、新材料。在中国,低能耗节能型住宅是住宅建筑发展的必然趋势。下面谈谈节能建筑的设计要点。
1关于节能建筑
节能建筑就是指在保证建筑使用功能和满足室内热环境质量条件下,通过提高建筑围护结构的隔热保温性能、采暖空调系统运行效率和自然能源利用等技术措施;使建筑物的采暖与空调能耗降低到规定水平,并且在不采用采暖与空调措施等情况下,室内热环境也要达到一定标准的建筑物。总的来讲,节能建筑就是一种冬暖夏凉、能节约能源的房子。
节能建筑按节能设计标准进行设计和建造,其目的是使其在使用过程中降低能耗。从广义上来讲,节能建筑就是遵循气候设计和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体和单体、太阳辐射、建筑朝向、间距、风向以及外部空间环境进行研究后设计出的低能耗建筑。
2节能建筑的设计要点
2.1建筑物的平面设计
住宅平面设计中的首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的消耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球,合理的建筑群布置和建筑物平面设计,对冬季获得太阳辐射热和夏季通风降温是十分重要的。比如建筑物的主体朝向,如果由南北改为东西向,耗热量指标约增大5 %,空调能耗或外遮阳成本将增大更多。因此,为了利用自然环境使室内达到最大的舒适度,可以将住户经常出入的厅、主要卧室设于日照通风条件最佳的南风位置,从而为住户节约采暖和空调的能耗。
此外,据研究显示,建筑体形系数每降低0.1 %,建筑能耗可下降8 kwh/(m.a),现列举2种典型的住宅平面形式:明厨明厕式设计(见图1)和明厨暗厕式设计(见图2)。在相同建筑面积的情况下,明厨暗厕式建筑的体形系数较明厨明厕式低0.032,很明显从体形系数方面明厨暗厕式的建筑平面优于明厨明厕式。由此可见,在满足建筑诸多功能要素的条件下,应尽量减少建筑体形的凹凸或错落,降低建筑物的体形系数,最好控制在0.3以下。
2.2围护结构的设计
现代建筑围护结构指建筑物及房间各面的围挡物,如墙体、门窗、屋顶、地面等,其中又可以分为外围结构和内围结构,外围结构就是指直接与外界空气环境接触的围护结构,如外墙、外窗、屋顶等;反之则称为内围护结构,如内墙、楼地面等。
2.2.1外围结构的设计
(1)外墙。在建筑外围护结构中,墙体所占比重最大,50 %建筑节能中就有约25 %是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达10度,因此,外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,外墙体的保温设计相当重要。在设计中应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。所以,必须采用新的节能墙体材料代替以往的外墙设计。目前采用的新型墙体材料主要有粉煤灰空心砌块、加气混凝土砌块、轻集料砌块、陶粒砌块等,还有各种新型保温节能墙板,如聚苯乙烯板、挤塑板、泡沫玻璃等。这些材料不仅能保证节能的要求,而且还能满足国家抗震、施工等有关规范要求,值得推广。
此外,建筑热工特性的一个重要指标建筑体形系数,也就是减少建筑物外表面积,减少外围护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值即为体形系数。因此,体形系数越小对建筑节能越有利,也就是说,在同等情况下,高的建筑比矮的好,宽的建筑比窄的好,外表整齐的比外表凹凸变化的好。建筑体形系数一般应控制在0.3以内,住宅长度以扩大到5.5 cm为宜,而进深则应1 cm以上为宜,以得到合理的有利节能的建筑体形。考虑到接收太阳辐射热能,应使建筑物南向墙面的面积尽量的大,其他墙面的外表面积尽可能的小,也就是说其他各方位墙面与南向墙面的面积比应是越小越好。从热传递角度来说,建筑物实墙的通风口处的气流较阳角内侧好且散热面相对比较小,所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在交角处,所以建筑物耗能量较大的部位一般是交角处。如果建筑物设计成圆柱形,则外墙棱角少,外表面积也小,从而有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凹凸变化的建筑要节能。
(2)外窗。在建筑外围护结构中,窗户是耗热的薄弱环节,也是薄壁的轻质构体,在建筑能耗方面,建筑外围护结构总散热量中铝、钢、塑窗散热量平均约占50 %,所以节能工作的重点就是改善门窗的绝热性能。
对于住宅设计应避免少做飘窗、落地窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中还应该强调东西南北开窗、不同功能房间开窗的区别。外门窗的作用除了采光,还可以作为建筑自然通风的渠道,因此,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位,引进自然风,增加夏季的渗透通风。对于向阳的地方,可采用凹式开出设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。外门窗的设计应减少动静寒风的渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好),门窗配件,提高窗框的隔热性能,如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃型钢材等,减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃,如真空玻璃、镀膜玻璃等。
(3)屋顶。屋顶耗热量约占整个住宅建筑耗热量的7 %～8 %,有关数据表明:夏季顶层室内的温度要比其他层高约3 ℃左右,因此,在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋顶保温隔热的研究。①平屋顶保温应优先采用倒置式屋顶,即保温层置于防水层之上。保温层兼对防水层起保护作用,倒置式屋顶较正置式保温屋顶耐久;②由于深色的屋顶仅反射近30 %的目照,而非金属浅色的屋顶至少反射60 %的日照,反射率高的屋顶可节省约30 %的能源消耗。因此,应尽量采用节能浅色坡屋面,它既能有效排水,防止屋面渗漏,又能有效隔热保温,节约能源;③屋顶排水宜采用有组织排水,收集的雨水可以通过中水系统的处理进行冲刷、浇花,特别是在降雨量大的地区或水资源短缺地区更应如此。
2.2.2内围结构的设计
节能住宅底层地坪或地坪架空层的保温性能应大于外墙传热阻的1/2。为了使其在冬季能方便关闭,当地坪为架空通风地板层时,应在通风口设置活动的遮挡板。另外,当地面采用空铺实木地板或胶结强化木地板层面时,应更加注意下面垫层的防潮设计。
3结束语
总之,在住宅建筑设计中,节能是住宅建设发展的方向。为了合理地利用自然环境、减少能源消耗,我们必须按照建筑节能设计新标准严格把好建筑节能设计关,以保证尽可能的为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作、学习和活动的绿色建筑。
参考文献
1 李洁涛.浅谈住宅建筑节能设计[J].建材与装饰:上旬.市场营销,2010(2)
2 肖如刚.现代住宅建筑节能设计需关注的几个问题[J].中国科技博览,2010.4
3 胡 林.浅谈节能建筑及其设计要点[J].农业工程技术:新能源产业,2009(8)
4 陈大昆、邹 宁.基于现代住宅建筑设计中的节能处理分析探讨[J].中外建筑,2010(2)
About Residential Building Energy Conservation Design Rational Ponder
Zhu Zhibin, Cao Yi, Pan Zhichun
Abstract:The article to conserved energy the construction the concept to make the summary, and has analyzed the energy conservation construction design main point, supplied the reference by.
key words:energy conservation; construction; design