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關鍵詞:建筑節能建筑能耗節能設計 節能建筑
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
建筑節能
建筑節能是指在建筑材料生產、房屋建筑施工及使用過程中合理、有效地利用能源,在滿足建筑舒適性需求的前提下盡可能降低能耗,達到節省能源的目的。
建筑能耗的構成包括建造過程的能耗和使用過程的能耗兩部分,建造過程能耗是指建筑材料、建筑構配件,建筑設備的生產和運輸,以及建筑施工和安裝中的能耗,使用過程的能耗是指建筑在采暖、通風、空調、照明、家用電器和熱水供應中的能耗。一般情況下,日常使用能耗與建造能耗之比約為 8 : 2 一 9 : 1 。可見使用過程能耗應做為建筑節能的重點。
二、影響建筑能耗因素
1 、室外熱環境影響:各種氣候因素(包括太陽輻射、空氣溫度、空氣濕度、風及降水等)通過建筑的圍護結構、外門窗及各類開口直接影響室內的氣候條件。
2 、建筑的保溫隔熱和氣密性:建筑圍護結構的保溫隔熱性能和門窗的氣密性是影響建筑能耗的主要因素。圍護結構的傳熱熱損失約占 70 一 80 % (其中外墻約占 25 % ,窗戶約占 24 % ) ,門窗縫隙空氣滲透的熱損失約占 20 一 30 % ,可見加強圍護結構的保溫,特別是加強窗戶的保溫性和氣密性是節約能耗的關鍵環節。
3 、采暖供熱(制冷)系統的效率:采暖供熱(制冷)系統是由熱源(冷源)、設備、網絡和連接用戶組成的系統,設備效、率和媒體的經濟性是其關鍵。
三、建筑節能設計
1 、門窗節能
1 . 1 控制窗墻比:外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的 40 %一 50 % ,在保證室內采光的前提下,合理確定窗墻比十分重要。一般規定各朝向的窗墻比不得大于下列數值:北向 25 % ,東西向 30 % ,南向 35 % 。
1 . 2 提高門窗氣密性:加設密封條是提高門窗氣密性的重要手段。密封條應采用彈性良好,鑲嵌牢固嚴密,經久耐用的產品。根據門窗的具體情況,分別采用不同的密封條,如橡膠條、塑料條或橡塑結合的密封條,其形狀為條形或片形,可用粘結、擠緊或釘結方法固定。
1 . 3 加強分戶門、陽臺的保溫:分戶門采用雙層板間填充聚苯乙烯或巖棉板,陽臺可在攔板處貼保溫材料,上面透明部分采用雙層玻璃窗。
1 . 4 改善窗戶保溫效果:增加外窗玻璃層數,利用夾層空氣熱阻,可改善窗戶的保溫效果, PVC 材料的導熱系數還不到鋁合金的 1 % ,因此可采用鋁塑復合窗,以改善熱橋及結露問題。
2 、墻體節能
墻體保溫材料可采用聚苯乙烯或礦棉板。節能建筑的墻體材料多為多孔磚或加氣硅砌塊,不但保溫性能有很大改善,而且節省了建筑面積。
3 、屋面節能
屋面保溫層應選用容重小,導熱系數低、吸水率低的材料。
4 、采暖供熱系統的節能
設計采暖系統應選用節能產品,合理設計熱負荷及房間散熱器面積。熱力站的設計應選用結構緊湊、傳熱系數高、自動脫垢或易于除垢以及使用壽命長的換熱器,應設置調節裝置,為量化管理創造條件。鍋爐、鼓風機、引風機、除塵器等設備的選用應符合節能標準。設計熱水管網時應選取經濟合理的敷設方式,保證水力平衡,以達到節能效果。其供熱管道的保溫應符合國家標準 《 設備和管道保溫設計守則 》 GB8175 。
四、節能建筑的優越性
1 、居住節能建筑舒適健康
首先,由于節能建筑加強了外墻和屋面等護結構的保溫性能,改進了門窗的熱工性能和密閉性,使得冬季供給室內的熱量不容易散失,夏天室外的熱能不容易侵入,室溫得以保證,舒適度大大提高。
其次,由于外墻和門窗的結合更加嚴密,門窗設置了二層至三層玻璃,使隔音性能有了很大的提高,室外的噪聲不容易傳入室內,能給住戶創造一個寧靜的居住環境。第三,由于門窗本身采用了密閉措施,阻塞了縫隙,增加了房間的密閉性,使室外的塵土難以進入室內,從而大大減少了室內打掃衛生的勞動量,給保持室內的清潔衛生,創造了良好的條件,也有利于居民身體健康。
2 、居住節能建筑維持費用低
節能建筑由于保溫隔熱性能好,冬天室內熱量不易散失,室外冷氣難以侵入,夏天室內冷氣易于保持,確保“冬暖夏涼” , 供熱和制冷的能量可以大大降低,相對于不節能建筑,采暖和降溫費用可以相應減少。其次,新建的節能建筑都按可分室調節溫度進行設計,住戶可以根據不同房間、不同時間的使用情況,對室溫進行調節,達到既保證舒適度,又避免浪費的目的,住戶對能量使用控制的主動性就更大了。同時,通過分戶計量收費,可以促使住戶養成注意節約、避免浪費的美德,有利于能源的主動節約。
五、總結
開展建筑節能工作不但可以保證能源安全,優化能源結構,提高能源利用率,保護生態環境,還可以改善人民群眾的居住條件,提高人民群眾的生活質量。所以節能工作勢在必行,而這需要我們大家的共同努力。
參考文獻:
關鍵詞:建筑設計;節能技術;太陽能
Abstract: with the height of the development of modern society, human life, all aspects of energy has tremendous demand, because conventional energy non-renewable and geographic distribution and lead to global energy competition becomes increasingly intensified, which require us in all sectors to energy saving measures, reduce energy consumption, especially important in the construction industry. In recent years, due to the practical needs of the energy conservation of the building and the rapid development, promote the building each a fields of development, building design and development of energy saving in the show vigorous vitality, new technology emerge in endlessly, the new products are continuously emerging. This paper describes this building energy of the architecture design of the building industry deep low carbon and energy saving has become the focus in the field of building key, and the key to building energy efficiency design. This paper discusses the design of building energy-saving method, this paper analyzes the general planning stage in the building and single building design phase of the energy-saving design, at last, the paper introduces the solar energy conservation of the building in the role of. The paper analyzes the whole process of building energy saving design. In order to reduce construction resources and achieve the sustainable development of society and economy.
Keywords: architectural design; Energy saving technology; solar
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
隨著中國經濟的高速發展,中國工業進入了工業化中期,即重工業化階段,但是高消耗、高污染、低效率的粗放型擴張和外延為主的經濟增長模式沒有改變,經濟增長對能源需求明顯提高。經濟的發展又大大促進了中國城市化的進程,居民收入的快速增加,居民消費結構性升級,房屋和汽車消費高速增長,房地產和汽車工業空前繁榮。中國能源的短缺亦
日益嚴重,能源已成為中國經濟可持續發展的命脈。因此,節能減排必將是中國可持續發展的工作重點,建筑節能又是重中之重。 建筑節能技術可以在對建筑物的特性進行全面模擬和分析的基礎上,對建筑的能量消耗 室內物理環境節能技術建筑材料的選用保溫設計窗墻比風環境設計采光日照遮陽噪聲與污染綠化空調與通風系統等諸多方面進行分析,模擬出結果,然后將該結果用于設計中建筑節能技術是我國十五重點發展的技術,在建筑界有著十分巨大的應用前景。該技術具有國內領先水平,曾應用于2008年奧運會奧運村和體育場館的各項建筑的分析,以滿足“綠色奧運,科技奧運,人文奧運”對各項建筑物的要求。建筑節能技術運用于建筑領域,該技術是和建筑師一起進行建筑設計,或是建筑設計已經完成,對該設計進行建筑節能和建筑性能評估的技術運用計算機軟件對建筑設計圖進行各項評估由于國家對節能的重視,以及國家已經頒布智能建筑和綠色建筑的技術導則,因此,建筑節能的設計是當前必須要完成的工作。建筑節能的現實需要建筑設計的觀念和設計方法進行變革,從建筑功能和價值形成的初期保證建筑節能目標的實現。
1建筑規劃節能設計
建筑的規劃節能設計應從建設選址、建筑和道路布局、建筑朝向、建筑問距等方而進行深入研究,通過建筑的規劃布局對自然因素等進行充分利用與改造,形成良好的居住條件,并有利于建筑的節能。
1.1建筑選址
選址的節能問題要符合自然規律,盡量利用自然環境來創造適合人類生存的條件。總體來說,建筑選址需爭取日照,避風建宅。
1.1.1爭取日照
爭取日照包括爭取日照時數、日照量和日照質量三個方面。建筑基地宜選在向陽的地段上,為爭取日照創造先決條件:依據各地最佳建筑朝向范圍合理選擇建筑朝向,以爭取更多日照;選擇滿足要求的日照間距。應依據所處地理緯度、城市環境條件等確定日照間距標準:合理布局建筑樓群。建筑樓群的不同建筑的形狀、布置走向產生不同的陰影區,緯度越高,陰影區范圍越大,應采取不同布局規則以爭取日照。
1.1.2避風建宅
冷風滲透和風壓均對建筑物的保溫造成不利影響,建筑應該盡量選擇避風基址建造,采用錯列式布局避免“風影效應”。主要避風措施有:利用建筑物。建筑物的恰當布置(如緊湊布局、建筑組合)能夠降低風速,減少建筑物的熱損失;設置風障。設置防風墻、板、防風林帶等可有效實現對建筑物擋風避風作用:避開不利風向。合理選擇封閉或半封閉周邊式布局的開口方向和位置,實現建筑群的避風節能。
1.2建筑布局
建筑群的布局影響建筑的節能。應合理規劃和組合建筑物。住宅群的形狀和道路的不同走向對風向和風速有明顯的影響,住宅群和道路問的管狀氣流很難穿越建筑物,必須適當布置建筑物,使住宅高層、低層錯落排列,形成自然通風和口照。并利用道路和植被,冬季避免冷風滲透,減少熱損失,節省能耗;夏季則形成穿堂風,達到自然通風和降溫,實現建筑物的有效節能。
1.3建筑朝向
建筑朝向對其能耗具有顯著影響。朝向范圍是日照和通風兩個主要因素共同作用的結果,應綜合考慮上述兩種因素確定建筑物個體以及建筑群的朝向。朝向選擇需滿足以下要求:夏季盡量減少太陽直射室內及居室外墻面:冬季具有適量和一定質最的日光照入室內;夏季通風良好,冬季避免冷風吹襲,以使建筑獲得冬暖夏涼的宜人室內環境。確定住宅朝向范圍后,再根據季風主導方向進行朝向的調節,以獲得良好的夏季穿堂風。影響住宅朝向的因素很多,如地理緯度、地段環境、地區氣候特征以及建筑用地狀況等。應充分考慮各種因素,確定最佳的建筑朝向。
1.4建筑間距
建筑間距的確定主要是由日照和通風決定的。一般居住建筑要求夏季避免日曬,冬季保證充分陽光照射,因此選擇日照時間時,通常取冬至中午前后2h日照為下限,再根據實際情況加以調整,從而保證住宅室內具有一定的日照量,進而確定建筑的最小間距,并結合其他條件來綜合考慮住宅群的布置。
建筑間距直接影響著風向和漩渦風的產生及正負風壓值的大小。建筑物越長、越高、進深越小,其背風面產生的渦流區越大,流場越紊亂,對減少風速、風壓有利。因此,應根據地區的主導風向設計合理的間距,為、以保證建筑組織良好的自然通風。
2建筑單體節能設計
2.1自然通風節能設計
自然通風能夠降低室內溫度,節約能源。同時有效的自然通風能夠帶走室內異味,選擇合適的建筑朝向及排列方式,使房屋迎向夏季主導風從低到高依次布置。建筑間距愈大,自然通風效果愈好。考慮建筑用地的節約,房屋間距不可太人。一般在滿足日照的要求下就能滿足通風的要求。進行單體設計時,門窗的合理設置可有效對調節室內通風。如將房屋前后門窗設計成對開時,可形成穿堂風。
2.2平面節能設計
合理的平面設計能夠顯著節約建筑能耗。在平面設計中,夏季穿堂風和全明房是建筑物節能的關鍵因素。住宅房問進深決定著穿堂風的形成和效果,一般房間進深不大于15m,但可適當增加套型進深,以便在限定的建筑面寬內增加建筑面積。建筑平面的巧妙布局也能獲得顯著的節能效果,如將樓梯、輔助用房等布置在建筑外層或西側,可有效阻擋日射;陽臺的設計能夠實現夏季遮陽和通風的作用:封閉陽臺既可保證冬季室內熱量散失緩慢,又可節約夏季空調冷量等;陽光間的設計能夠降低建筑能耗,而且與之相連的房間可以減少熱量損失以及制冷需耗;平面突出部位的合理設置對引導自然通風和遮陽亦有明顯的效果。
2.3立面節能設計
根據當地氣候狀況改變墻體的角度,可以提高建筑對環境氣候的適應性以及最大限度的利用自然資源。如內傾斜南墻屋面和層層退臺可以獲得更大的陽光照射面;外傾斜南墻屋面和層層出挑可以獲得更大遮陽面:適度內傾斜北向墻面以及屋頂,可減少冬季風的風壓,以降低圍護結構的熱滲透;西墻綠化和遮陽架有助于降溫隔熱,若在墻面和植物之間設置通風構架,則能夠加強西墻的散熱性能等。
2.4遮陽節能設計
適當的遮陽措施可減少不必要的夏季太陽輻射熱,有效降低空調負荷,減小建筑
物的能耗。外遮陽足最有效的遮陽設施,它直接將太陽輻射熱量遮擋于室外。主要遮陽
措施有:藤蔓植物、深凹窗、外廊、陽臺、遮陽板等遮陽措施;熱反射窗簾、選擇性透
光遮陽、可手動調節的遮陽百葉等。現代化自動控制的智能化遮陽設施可在無人的情況下,根據室內外溫度等參數自動調節,以降低太陽輻射的影響,節約能源。
2.5門窗節能設計
門窗是建筑能耗的最火因素,由門窗引起的熱損失約占整個建筑熱損失的50%~60%,增大窗戶面積可增多太陽能,但是窗戶傳熱系數比其他護結構大,窗戶面積增大則會引起更多的能量消耗,因此必須將窗墻比控制在合適的范圍內,在滿足基本采光和通風的前提下,盡量縮小窗墻比。門窗材料和密閉性對室內溫度變化起著一定的作用。設計中應采用密閉性良好的門窗,通過改進門窗結構、采用中空玻璃窗、雙層真空玻璃窗等目前市而上的保溫性能好的窗戶,提高門窗氣密性,防止空氣對流傳熱,以節約建筑能源。
3結語
綜上所述,建筑節能是一個綜合的、復雜的系統工程.隨著社會的發展,在節能要求越來越高的情況下,單方面的建筑節能已無法滿足要求,這就要求從建筑物的設計開始,到建筑節能材料的選用,再到可再生資源的利用逐一對節能指標進行考核,這樣我國的建筑節能才能邁上一個新的臺階。
參考文獻:
[1] 孫曉慧. 淺析節能建筑與建筑節能[J]. 礦業工程, 2010,(03) .
[2] 趙怡. 淺談現行建筑設計中的節能建筑[J]. 山西建筑, 2010,(14) .
[3] 房斌. 淺談我國建筑節能技術[J]. 魅力中國, 2010,(01) .
[4] 廖東偉,羅耀忠. 淺議節能建筑設計要點[J]. 廣西城鎮建設, 2010,(07) .
【關鍵詞】建筑節能建筑能耗大氣污染節能新標準
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A 文章編號:
我國建筑節能的現狀
建筑節能是近幾年來世界建筑發展的一個基本趨勢,推進建筑節能,有利于國民經濟持續、快速、健康發展,舒適的建筑熱環境、適宜的室溫已成為一種基本需要,溫度總是接近或保持在20至26攝氏度之間。
據統計,我國建筑能耗約占國民經濟總能耗的30%左右,且呈上升趨勢。我國建筑耗能高,能源利用效率低,單位建筑能耗比同等氣候條件下國家高出2倍~3倍,制約經濟的發展。
二、建筑節能存在問題
1、我國建筑能耗高,制約經濟發展。我國建筑能耗的總量逐年上升,在全社會總能耗中所占的比例已從上世紀70年代末的十分之一,上升到近年的三分之一,而這“三分之一”還僅僅是建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例,而國際上發達國家僅35%左右,以此推斷,隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善,建筑耗能已成為我國經濟發展的軟肋。
2、高耗能建筑比例大,加劇能源危機。近年來我國每年新建房屋中,很大一部分是高能耗建筑;單位建筑面積采暖能耗為發達國家新建建筑的3倍以上。如果不采取有力措施,將會造成巨大能源危機。
3、我國建筑節能狀況落后,亟待改善,我國建筑外墻的傳熱系數是發達國家建筑外墻傳熱系數的3倍~5倍,外窗傳熱系數是2倍~3倍,屋面傳熱系數是3倍~6倍。
4、造成大氣污染,建筑采暖燃燒礦物燃料所產生的污染,排放物會危害人體健康,造成環境酸化,產生的二氧化碳將導致地球產生重大氣候變化,危及人類生存,必須控制采暖能耗。
建筑節能的方法
1、墻體保溫。墻體是建筑護結構的主體,而復合墻體承擔了承重和節能功效,復合墻體一般用磚或鋼筋混凝土做承重墻,并與絕熱材料如巖棉、泡沫聚苯乙烯等材料復合。墻體保溫分為內保溫、外保溫和中間保溫,第一種方法內保溫是將絕熱材料復合在承重墻內側,技術簡單,但無法避免冷橋作用,在已施工完成的鐵道家園小區就采用了外墻內保溫的方法;第二種方法外保溫是將絕熱材料復合在承重外墻外側,建筑熱穩定性好,避免了冷橋,但外保溫層長期處于室外環境,要能經受溫濕度、風雨等氣候變化,施工工藝較復雜,造價比較高,在正在施工的隴海家園就采用了外墻外保溫的方法;第三種方法中間保溫是將絕熱材料設置在外墻中間,發揮墻體材料本身對外界環境的防護作用,從而降低造價,在砌體中間流出空氣層,在中間層安設巖棉板、聚苯板等絕熱材料,取得保溫效果。在鄭州市根據《河南省民用建筑節能設計標準實施細則》的要求外墻圍護結構傳熱系數要求控制在1.1W/m2·K以內。
2、門窗保溫。在建筑護結構中,改善門窗的絕熱性能,是節能工作的重點,控制窗墻比是很好的節能途徑,窗墻比是指窗戶面積與窗戶面積加上外墻面積之比值,窗戶的傳熱系數一般大于同朝向外墻的傳熱系數,采暖耗熱量隨窗墻比的增大而增加。在目前住宅樓很多都采用了中空玻璃,保溫節能的效果明顯;減少冷風滲透;加強戶門及陽臺門的保溫。
3、地板、屋頂保溫。增加地板、屋頂保溫層厚度可以提高保溫隔音效果。平屋面較多的采用加氣混凝土、CCP復合板等保溫材料,坡屋頂較多采用硬質聚苯板保溫層,在鄭州市根據《河南省民用建筑節能設計標準實施細則》的要求屋面圍護結構傳熱系數要求控制在0.8W/m2.·K以內,地板圍護結構傳熱系數要求控制在0.6W/m2.·K~0.65W/m2.·K以內。
4、改變建筑設計布局,提高建筑節能效果。設計應從建筑選址、分區、建筑和道路布局走向,建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風主導方向、太陽輻射、建筑外部空間環境構成等方面進行研究。設計達到布局合理,有利于提高建筑節能效果。
5、建筑采暖實行分戶計量收費。實施建筑采暖計量收費是由過去的按面積收費轉向按用熱量收費的制度改革,是節約能源的重要途徑。實現按熱計量收費,可以節約能源,減輕大氣污染,促進供熱行業面向市場遵循市場經濟規律,把熱作為商品,由用戶自行調節控制和使用,并按實際使用熱量合理收費,充分調動供熱和用熱雙方的積極性,并對節約能源起到促進作用,實行分戶供暖,勢在必行。
四、建筑節能的實施對策
1、優化建筑設計 :⑴設計方案影響工程建造直接能源消耗,據統計,在滿足同樣功能的條件下,技術經濟合理的設計,可降低工程建造直接能源消耗5%~15%。 ⑵設計方案影響建成后使用的能耗。以較低的壽命周期能耗實現必要的功能,獲得豐厚的壽命周期經濟效益。所謂壽命周期能耗是指整個壽命周期過程中發生的全部能源消耗,包括建設、使用、維修、殘值及清理等階段所發生的能源消耗。⑶建筑節能優化設計的途徑主要是通過圍護結構保溫和氣密性能的提高,以及采暖空調設備能效的提高等等,來達到減少空調和采暖等能源的消耗。在方案設計當中,建筑師需要對建筑的方位、體型、朝向優化,必須為充分利用自然資源創造條件,優化建筑材料。從方案設計開始到初步設計,工程師需要根據不斷的調整向客戶提供節能設計方案。⑷建筑造型及圍護結構形式對建筑物性能有決定性影響。
2、建筑圍護結構材料:開發新的建筑圍護結構材料,必須滿足降低能源消耗的目的。主要涉及的產品有:外墻保溫和隔熱、屋頂保溫和隔熱、熱物理性能優異的外窗和玻璃幕墻、智能外遮陽裝置等。
關鍵詞: 建筑節能技術建筑熱環境
一. 加強住宅建筑節能意識
面臨能源危機和環境危機,世界各國提出了控制礦物能源用量的增長,提高用能效率,開發新能源和可再生能源,以保護環境為目標,走可持續發展的道路。因此,建筑節能是近年來世界建筑發展的一個基本趨勢,也是當代建筑科學技術的一個新生長點。而在我國,建筑能耗浪費相當嚴重,原因也是多方面的,如技術落后,設計不科學,管理不當,缺乏意識等。
所謂建筑節能,就是在保證居室熱舒適環境條件下,通過技術進步、合理利用、科學管理和經濟結構合理化等途徑,采用新型保溫材料,把居住建筑在長期使用中的能耗降下來。 在我國的大部分地區住宅的總體規劃和單體設計中,為住宅的主要空間爭取良好朝向,滿足冬季的日照要求,充分利用天然能源,無疑是最基本的改善住宅室內熱環境的設計,是最基本的節能措施。住宅建筑設計中,主要空間朝向南,或向南偏東,或向南偏西,歷來被認為是合理的設計,這是最基本的節能意識在住宅建筑設計中的應用
二加強建筑構造節能設計的措施
相對外墻內保溫而言,外墻外保溫的保溫效果更理想,取暖成本大幅下降,并可完全避免熱橋。保溫層厚度合理的情況下,不易發生保溫層內部冷凝或結構內表面冷凝現象。墻體的熱儲存性被充分利用,改善了室內熱穩定性,外墻外保溫在夏季起到一定的隔熱作用,同時室內到室外溫度曲線對墻體有利,因而采用外墻外保溫是在經濟條件允許的情況下較好的選擇。
近年來,外墻外保溫的應用技術在國外發展迅速,已形成很多的應用體系和系統。其中,膨脹聚苯板抹灰系統應用較廣,技術的成熟度較高。在外墻外保溫的其他應用體系中,擠塑聚苯板外墻外保溫系統近兩年在國內也有應用。擠塑聚苯板的導熱系數和吸水率小于膨脹聚苯板,而壓縮強度較高,是一種性能優良的保溫材料,但它的表面致密光潔,用于外墻外保溫層制品的兩個表面均需涂界面劑,增加與聚合物砂漿的粘結力。
屋頂保溫通常采用倒置式屋面,從結構層往上分別是防水層、保溫層、砌塊保護層。保溫層通常采用低熱導性高抗壓強度高抗水汽浸透性能的擠塑板。與傳統屋面比較,保溫層在防水層之上,可以避免防水層受到陽光的直接輻射,保護防水層免受室外晝夜溫差影響,防水層溫度相對穩定,不易結露。
窗系統是圍護體系中保溫隔熱的薄弱環節,有資料表明,我國采暖居住建筑經窗戶損失的熱量約占全部建筑圍護結構熱損失量的50%.
提高建筑門窗保溫性能的途徑有:窗框選材:選用導熱系數低的塑鋼或者鋁合金斷熱型材。其中,鋁合金斷熱橋應有足夠的長度,一般不宜小于15mm,才能保證斷熱橋有足夠大的熱絕緣系數。成窗必須要做到真正斷熱。對于平開窗,五金配件與鋁合金斷熱型材不配套,裝上五金件后,斷熱的鋁合金型材又被里外聯通,導致斷熱型材傳熱能力加強,所以作平開窗時,應解決五金件及安裝上存在的問題。
使用中空鍍膜玻璃,.中空玻璃空氣層厚度對其熱絕緣系數影響較大,在型材斷面尺寸允許情況下,空氣層厚度盡可能取大。空氣層不大于20mm時,傳熱熱絕緣系數隨空氣層厚度增大而增加。如果條件允許,采用中空充氬氣等惰性氣體會使中空玻璃熱工性能進一步改善。
當前,我國中空玻璃深加工市場比較混亂,部分廠家生產管理控制不嚴,使中空玻璃的使用壽命大大縮短,其中,膠條與玻璃的粘結質量是決定中空玻璃壽命的主要因素。宜選擇氣體滲透系數低的丁基橡膠和聚硫膠做雙道密封。此外,中空玻璃鋁隔條是熱的良導體,使中空玻璃周邊傳熱強度遠遠大于中部,減少甚至消除鋁隔條處內層玻璃表面結霜問題,鋁隔條宜采用整體折彎,不用插角,這樣可以減少角部水汽滲漏,從而提高中空玻璃整體性能。
鍍膜玻璃的節能性是改變玻璃表面的熱反射特性而實現的,由于選擇了不同的鍍膜材料和膜系結構而形成了兩大系列產品,即熱反射鍍膜玻璃和低輻射鍍膜玻璃。住宅對采光性能要求較高,而且Low-E玻璃的適用地域較廣,因此Low-E玻璃在住宅中的應用更為廣泛。
Low-E玻璃――在玻璃表面鍍低輻射材料銀及金屬氧化物膜,使玻璃呈現出不同顏色。其主要作用是降低玻璃的U值,同時有選擇地降低Sc,全面改善玻璃的節能特性。因使用地域和設計要求的不同,Low-E玻璃被劃分為高透型、遮陽型及雙銀Low-E玻璃等種類。
高透型Low-E玻璃,遮陽系數Sc≥0.5,對透過的太陽能衰減較少。這對以采暖為主的北方地區極為適用,冬季太陽能波段的輻射可透過這種Low-E玻璃進入室內,經室內物體吸收后變為Low-E玻璃不能透過的遠紅外熱輻射,并與室內暖氣發出的熱輻射共同被限制在室內,從而節省暖氣的費用。
雙銀Low-E玻璃是高級Low-E玻璃,它突出地強調了玻璃對太陽熱輻射的遮蔽效果,將玻璃的高透光性與太陽熱輻射的低透過性巧妙地結合在一起,在可見光透過率相同的情況下,它比普通Low-E玻璃具有更低的太陽能透過率,即具有更低的遮陽系數。換句話說,它最大限度地將太陽光過濾成為冷光源,解決了高可見光透過率與低太陽能透過率不能兼顧的矛盾,為追求外觀通透性的設計提供了節能性的保障。這種Low-E玻璃更適合于我國的氣候特性,其綜合節能效果遠優于普通Low-E玻璃。不同的Low-E玻璃品種適用于不同的氣候地區。
平開窗關閉時氣密性優于推拉窗,開啟時開啟面積大,有利于自然通風,故宜采用平開窗。門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料、彈性密閉型材料、密封膏以及邊框設灰口等密封方式;框與扇可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫,回風槽等方式;扇與扇之間可用密封條,高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間可用各種彈性壓條密封。在窗格劃分時要縮短窗扇的縫隙長度,盡量采用大窗扇,擴大單塊玻璃的面積,合理減少開啟的窗扇面積,適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。
住宅建筑節能,在降低建筑能耗的同時,為居住者提供更健康舒適的居住熱工環境。經調查,節能項目的銷售情況比同地段的普通住宅更好。對開發商而言,建筑節能所增加的成本投資,相對于所取得的經濟效益是微不足道的。建筑節能是我國可持續發展戰略的重要組成,是一項復雜的系統工程。如果從設計一開始入手,結合相關的節能措施,完成綜合節能65%的目標完全可以實現。隨著越來越多節能住宅小區的涌現,住宅建筑節能及相關成套技術體系必將越來越成熟。
建筑節能是一項系統工程。在策劃、實施及取得實效的長時間過程中涉及規劃、設計、施工、調試、運行、維修等諸多環節。作為設計行業的人員,在對建筑進行節能設計的同時我們應根據當地資源條件。因地制宜,就地取材,合理利用。并且應建立壽命周期成本觀念,按建筑壽命50年內發生的各項費用,取其總和較低者作為選取決策的依據,不應考慮一次消費最低者。同時,更應重視綜合設計過程這個新觀念,在方案之初即組織相關專業工種介入,統籌考慮相互影響,尋求合理的解決方案。可以預見,隨著建筑節能工作的開展,以及人們對改善建筑熱環境的迫切要求,建筑節能技術必將得到迅速發展。
參考文獻:
1 楊雪玲,司應哲;綠色生態住宅室內環境設計的可控性[J];國外建材科技;2004年01期
早在20世紀70年代,建筑節能概念就被正式提出。建筑節能的核心是減少建筑耗能,提高建筑中的能源利用效率。同時,建筑節能需以不影響人們感覺舒適度為前提,即室溫冬季不低于18℃,夏季不高于26℃。全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,我們必須從可持續發展的戰略出發,使建筑盡可能少地消耗不可再生資源,降低對外界環境的污染,并為使用者提供健康、舒適、與和諧的工作及生活空間。
1.中國建筑能耗基本情況
我國目前建筑能耗特點可概括為:1)南方和北方地區氣候差異大,僅北方地區有采暖且北方建筑采暖能耗高,比例大;2)城鄉住宅能耗使用差異大;3)住宅及一般公共建筑與發達國家相比能耗尚處在較低水平,但有明顯的增長趨勢;4)大型公共建筑能耗浪費嚴重,節能潛力大;5)長江流域大面積居住建筑新增采暖需求,必須找到有效地解決方案,否則將成為嚴重的能源負擔。
我國的建筑能耗量約占全國總用能量的1/4,居耗能首位。近年來我國建筑業得到了快速的發展,需要大量的建造和運行使用能源,尤其是建筑的采暖和空調耗能。據統計,1994年全國僅住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為1.54×108t標準煤,占當年全能源消耗總量12.27×109t標準煤的12.6%。目前每年城鎮建筑僅采暖一項需要耗能1.3×108t標準煤,占全國能源消費總量的11.5%左右,占采暖區全社會能源消費的20%以上,在一些嚴寒地區,城鎮建筑能耗高達當地社會能源消費的50%左右。與此同時,由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源,使周圍的自然與生態環境不斷惡化。在能源的利用過程中,化石類燃料燃燒時排放到大氣的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉塵和43%的碳化氫是化石類燃料燃燒時產生的,其中煤燃燒產生的占大多數。燃煤產生的大氣污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,煙塵占60%。由于我國是主要以煤而不是以油、氣等優質能源作為主要能源消耗的國家,每年由于燃燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧化碳僅次于美國居世界第二,預計到2020年,中國將取代美國成為世界二氧化碳排放第一大國。因此,中國對于全球氣候變暖承擔著重大的責任,而作為耗能大戶的建筑,其節能也就成為關系國計民生的重大問題。
我國建筑能耗不斷增長的原因:1)房屋建筑繼續增加;2)城鎮化不斷加快;3)人們對建筑熱舒適性的要求越來越高;4)采暖區大大向南擴展;5)居民家庭家用電器品種數量增加;6)農村能源結構發生改變。
2.幾種節能途徑
2.1墻體節能
墻體是建筑護結構的主體,其所用材料的保溫性能直接建筑的耗熱量。我國以實心粘土磚為墻體材料,保溫性能不能滿足設計標準。以外墻為例,JGJ26-1995標準規定,在建筑物形體系數(建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值)小于0.3時,北京地區傳熱系數不超過1.16W/(m2•K),而常用的內抹灰磚墻,傳熱系數都大于上述節能標準數值。因而在節能的前提下,應進一步推廣空心磚墻及其復合墻體技術。
2.2門窗節能
外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。其節能措施有:1)控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JGJ26-1995《民用建筑節能設計標準(采暖居住部分)》對不同朝向的住宅窗墻比做了嚴格的規定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應超過20%、30%、35%”;2)提高住宅外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。如設置泡沫塑料密封條,使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等;3)改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺門應結合防火、防盜要求,在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板,以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗,這樣可避免金屬窗產生的冷橋,可設置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減少可開啟的窗扇面積,適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。
2.3屋面節能
在不斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能后,還必須進一步加強屋面保溫隔熱的。屋面節能措施的要點,其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,以免屋面重量、厚度過大;其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果。現在,高效保溫材料已經開始于屋面,一些建筑的屋面保溫,采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層,就克服了常規作法的諸多缺點。這種保溫芯板施工方便、價格低廉、不污染環境;芯板為柔性制品,不僅適用于具有平面的屋面,也可用于帶有曲面的屋面,其保溫工程更可顯示出它的優越性。其主要技術指標,表觀密度為110~150kg/m3;導熱系數為0.04~0.06W/m•K;蓄熱系數為0.90~0.11m2•K。抗壓強度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽滲透系數為2.18×10-7g/m.n.Pa。2001年已經在西寧污水處理廠的數百平方米屋面工程中使用,收到了好的技術效果。
2.4利用太陽能
地球攔截的太陽輻射能相當于目前全球電力消費量的1500倍。而在現有技術、經濟條件下可供開發利用的太陽能,只占資源量的很小一部分。太陽能的開發利用有巨大的潛力。太陽能作為一種可再生的潔凈能源,是建筑上很具有利用潛力的新能源之一。太陽能在建筑上的利用方式主要有,被動式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動式太陽能采暖與空調、以及太陽能發電等等。我國太陽能資源豐富,陸地每年接受的太陽輻射能,相當于2.4×1012tec,2/3國土面積的太陽能總輻射量超過0.6MJ/m2。如果將太陽能源充分加以利用,不僅有可能節省大量常規能源,而且有可能在某些區域完全利用太陽能采暖。
2.5夜間通風
關鍵詞:建筑節能 集中供暖 供暖技能改造
中圖分類號:TU995 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)07(b)-0064-01
所謂“建筑節能”是指建筑物在規劃、設計、新建(改建、擴建)、改造和使用過程中,加強用能管理,采用技術上可行、經濟上合理的以及環境和社會可以承受的措施,減少從建筑建造到消費各個環節中的損失和浪費,更有效、合理的利用能源。我國是一個人口眾多的國家,與世界同緯度的其它地區相比,我國北方城市具有冬天較冷,夏天較熱的氣候特征,并且北方地區城鎮建筑面積約為全國城鎮建筑面積的十分之一,但是卻消耗了所有城鎮建筑能耗的40%,而這40%中北方盛行的冬季集中供暖模式確實占了很大的一部分。因此就北方地區供暖的改良在國家“節能減排”的背景下勢在必行。
在我國解放初期,百廢待興,能源緊缺,在政府主導下以秦嶺、淮河為界,界線以北是集中供暖區,沿襲了蘇聯的大鍋爐房、城市熱電廠的供暖模式和實行社會主義的福利供暖政策。其對保障居民的生命安全、提高生活質量和促進社會經濟的發展有不可磨滅的歷史作用和貢獻。它有三大基本構成,其一,供熱鍋爐,利用燃料燃燒生產熱量;其二,供熱管網,利用熱媒將熱量輸送到用戶;其三,室內供暖末端,將熱量提供給室內,提升和維持室內溫度。
然而在面對如此高的建筑能耗,在如今的時代背景下應該對其進行思考。
首先,對于冬季集中供暖模式的改革可以產生三個的效果:一是可以大大的降低能源消耗,;二是可以大大減少采暖季北方城市的灰塵和污染空氣的排放。三是老百姓可以通過節能實現增收。這樣,城市清潔,國家減排,老百姓增收,“一石三鳥”。
牙克石市,位于國北緯49度的高寒地區,年平均氣溫為-1℃~-5℃,冬季最低溫度達到-47℃,全年無霜期96天,封凍期145~150天,取暖期長達7個半月。在當地冬季使用傳統集中供暖模式,現主要有匯流河發電廠、牙克石熱電廠、北方藥業供熱公司負責供暖事宜。
在未實行集中供熱之前,牙克石市基本為分散式小鍋爐采暖。當時市內共有大小鍋爐205臺,煙囪172座,給城市的環境造成了嚴重污染,特別是在冬季環境氣壓較低時,煙霧彌漫,能見度低。為了加快城市的經濟發展,給予當地居民基本福利保障,并且有效美化、凈化城市環境,始建于1958年的牙克石熱電廠,借鑒哈爾濱和原蘇聯關于高寒地區集中供熱的成功經驗,結合本地區實際地理情況,經過堅持不懈的科學論證,率先打破了在我國北部高寒地區不能實行集中供熱的神話,隨即城市集中供熱建設活動在呼倫貝爾市拉開了序幕。如今牙克石市已被譽為“中國的森工之都,冰雪之鄉”。
三十年以來,傳統集中供暖模式為牙克石市城鎮兩代居民提供了冬季的溫暖,但可以說集中供暖仍存在以下問題。
(1)能耗問題。
傳統上,為應對長達七個月之久的供暖期,有關部門需提前做好儲煤工作,才能夠滿足正常供熱運行要求,而整個儲煤、燃煤、供暖過程帶來的是一定的能耗問題。
(2)健康問題。
集中供暖使室內熱環境呈現高溫低濕的特征,雖然長久以來,林城人民已經習慣了冬季室內熱環境,但從健康的角度上來講,仍然不是一種健康的供暖方式。
(3)服務問題。
整個供暖過程運行管理方式僵硬,服務性尚待改進,用戶自決權小,不能滿足不同家庭、不同個體的個性化需求,不適應社會生活模式的多樣性;改革要求的供熱計量改革也由于各種原因遲遲沒有進入林城人民的家庭生活中。
(4)費用問題。
整個供暖過程中存在計量難,收費難等問題。對于林城人民的生活水平來講,取暖費仍然是城鎮居民支出里較大的部分;并且過程中因供暖管路分布錯雜、樓宇高度等問題,在室內熱舒適度上很難做到公平合理。
很明顯,傳統的集中供暖模式以不適合新時代要求下的社會模式和節能減排,它會與經濟條件高速發展的生活需求上產生諸多難以解決的矛盾和問題。適合時代的供暖,應基于現代科學技術建立的供暖體系,應是健康的、舒適的、高能效的,以及社會環境友好的。
針對牙克石地區的實際情況,對于集中供暖模式的改良主要有以下三種舉措。
(1)供暖管網上的節能舉措。
供暖外網熱損失是能源浪費的一個重要方面,現有集中供熱系統,由于管網跑冒、滴漏造成的熱損失更是難以計算。因此對供暖管網進行節能舉措,是搞好節能管理的關鍵。集中供暖和供熱管網要采取的節能措施,關鍵是管網的保溫設計。任何供熱管道保溫都不可能沒有熱損失,通過理論分析得知我們只要對允許最大熱損失略作調整,就可使熱損失有可觀的減少,這對節能無疑是大有好處的。為了適應建筑節能的需要,應該對現行供熱管道的保溫設計規范、標準進行必要的修訂。其原則是減小允許最大熱損失值,適當增加保溫厚度。這樣做不僅有利于節能而且完全可行。
(2)供暖方式改良。
以新能源使用為方向的供暖方式改良技術已經成熟,以新能源為熱源,城市供熱管路為輸送段的新方式可部分替代傳統的燃煤方式。可喜的是牙克石市在這方面的嘗試已經初見成效。
據中國電力新聞網訊,時截2014年3月。牙克石市興安新城現場指揮部大氣源瀠射供熱機組成功運行5個月,順利度冬,整個冬季室內溫度保持在19~23℃,經受住了北方冬季極寒天氣的嚴峻考驗,填補了當地新型節能環保供暖方式的空白,為供電企業拓展電力市場、發展電能替代提供了新的思路。
大氣源瀠射供暖供熱機組是專門針對大型、超低溫工況設計的集中供暖設備,據稱可在-60℃的極端天氣下節能工作,設備使用大氣瀠射和超導瓷導熱技術,同樣的用電量可比傳統電加熱裝置多產生2~4倍的熱量,高效、節能、環保、無污染。經過一個冬天的實踐檢驗,證明此種供熱供暖方式完全可以替代傳統的燃煤供暖方式,達到北方冬季供熱要求。
(3)供熱計量改革。
關鍵詞:建筑物;節能;設計;方法;交叉、并行及協調
1 建筑節能設計方法現狀
目前常用的建筑節能設計方法有兩種:按規定性指標設計和按性能性指標設計。按規定性指標設計是指建筑物體形特征和圍護結構熱工性能等均按有關建筑節能標準進行設計。性能性指標由建筑熱環境質量指標和能耗指標兩部分組成,按性能性指標設計是指在同時滿足建筑熱環境質量指標和能耗指標的前提下,設計人員可自行確定建筑物體形特征和圍護結構熱工性能等的具體技術參數。
按規定性指標設計使設計人員擺脫了復雜的計算分析,在保證工程設計的合理性和成功方面有重大作用,但由于確定規定性指標主要考慮普遍情況,而每一個工程都有其不同于普遍情況的特殊性,因此規定性指標對適用范圍內的一個具體工程往往不是最佳的,即按規定性指標很難進行優化設計,同時按規定性指標設計容易阻礙新技術的應用和壓抑設計人員的創造性。按性能性指標設計使建筑節能設計標準具有充分的靈活性,為新技術的采用和具體工程項目的最優化創造了條件。
按性能性指標設計需要對所設計建筑進行能耗分析,進而評價所設計的建筑是否節能,建筑能耗計算方法和節能評價方法的選擇成為這種設計方法的重要內容。國內對建筑節能評價的研究相對缺乏,目前建筑節能評價通常采用比較建筑能耗計算值和相關節能標準指標值的方法,建筑能耗計算值則通過相應的能耗分析軟件獲得,若評價結果表明所設計的建筑并不節能,則需要設計人員憑借個人的設計經驗對設計方案進行反復修改。國外已基本解決建筑節能設計標準靈活性和建筑節能評價方法問題,初步實現了建筑圍護結構的節能平衡分析,但設計信息與評價信息之間缺乏溝通,尚未實現建筑設計過程的動態評價和建筑設計的全局優化。
按性能性指標進行建筑節能設計存在如下缺點:
(1)過于依賴能耗分析軟件。
(2)過于依賴設計人員的設計經驗。實際上,目前得到權威結構確認的能耗分析軟件數量不多且推廣程度不大,就能耗分析軟件本身而言,仍存在提高運行速度、改進人機界面等問題。
2 建筑節能并行設計理論基礎
2.1 建筑節能設計信息模型
信息科學是以信息為研究對象、信息的運動規律為研究內容,把擴展人的信息功能作為研究目標的科學。依據性質來分類,信息可分為語法信息、語義信息和語用信息。語法信息指事物運動的狀態和方式;語義信息指事物運動狀態及狀態改變方式的含義;語用信息指事物狀態及狀態改變方式的效用。
設計是為實現一定目標而尋求和選擇滿意的備選方案的活動,它反映出設計對象的狀態,因此建筑節能設計可看成一種語法信息,節能設計的過程就是信息的運動過程,信息運動規律可應用于設計過程中。信息科學研究的信息運動規律包括信息產生、信息提取、信息再生、信息施效等四類。
在建筑節能并行設計中,設計對象是指節能設計的對象,即建筑平臺;設計主體為設計人員和計算機軟、硬件系統;設計對象本身所包含的設計信息即為產生信息;信息提取過程是指設計主體從設計對象提取試探性設計所需信息的過程;信息處理過程是設計主體根據試探性設計信息進行節能評價的過程;設計主體根據設計目標和信息處理結果產生決策信息,這一過程即為信息再生過程;設計主體根據決策信息進行確定性設計的過程就是信息的施用過程;作用于設計對象的確定性設計信息即為受用信息。信息提取、信息處理、信息再生、信息施用由設計主體完成。
2.2 并行設計理論
并行設計屬于設計理論和方法學的范疇[3,4,5],其本身也是設計理論和方法學的研究對象。并行設計強調產品開發各環節之間實現最大程度的交叉、并行及協調,其實質就是把傳統的“設計——評價——再設計”的大循環轉變為多次的“設計——評價——再設計”小循環,以便盡可能早地發現設計中存在的問題。工程設計本質上是順序性、交互性的,所謂“并行”并不是指同時進行,而是指逐步、交替地實現設計、工藝、管理等活動,在設計階段的每一步驟都最大可能地考慮到有關后續環節的約束,由此,并行設計所說的“并行化”應當理解為通過對產品設計對象和設計進程的精心分解,達到有效的協同實施開發周期中諸多子活動、子任務的目的。
從信息科學角度看,設計過程可分成分析、綜合、評價三個過程組成。分析的作用是根據事物的功能需求,把客觀世界簡化為模型,把問題分解到可以解決的程度;綜合的作用是把元素組合成一個能工作的整體,提供多個備選方案;評價的作用是檢驗設計方案是否能實現既定目標。分析和評價都需要接受評價產生的反饋信息,設計者反復回到設計過程的起點,完善和改進設計方案,直到滿足設計的需求。
如果有與之相適應的描述設計對象的方式,使得提前進行的下游環節子任務仍然有他們所需的完整信息,那就完全有可能把子任務按其處理對象重新組成一些彼此相對獨立的工作循環,并使這些工作循環在一定程度上并行進行。
3 建筑節能并行設計過程
3.1 建筑節能并行設計過程分解
建筑節能并行設計的設計分解應根據建筑節能設計的一般規律來進行。綜合考慮建筑節能評價的17個分項指標[6],將建筑節能并行設計過程分解成如下四個步驟:
① 建筑所在地選擇。采暖度日數、空調度日數、采暖期太陽總輻射量、空調期太陽總輻射量等4個室外氣象特征固化于建筑所在地,在建筑節能并行設計中,當建筑所在地確定后,這4個參數即為常量,無需進行節能評價。
② 體型特征設計。體型特征設計的內容包括:極限體型系數設計、體型完善系數設計、建筑朝向設計等。為方便用戶輸入,建筑節能并行設計軟件實現時可將3個體型特征的輸入轉換為輸入建筑長度、寬度、層高、層數和朝向。
③ 窗墻比設計。窗墻比設計是指建筑前向、后向、左向、右向窗墻比的設計。建筑節能并行設計軟件實現時可將前向、后向、左向、右向窗墻比的輸入分別轉化為窗戶寬度、高度和窗戶數量的輸入。
④ 構件類型設計。構件類型設計的內容包括:屋面傳熱系數、熱惰性設計,外墻傳熱系數、熱惰性設計,窗戶傳熱系數、吸收系數設計。
1、關于建筑節能的重要意義分析
建筑節能是社會發展的需要能源,是工業社會發展的命脈,人類社會總是隨著能源利用技術的發展而發展,如果沒有能源,人類目前的社會社會和經濟發展將會停滯,顯然,這種不平衡的態勢將嚴重阻礙了國民經濟的發展。因此,節約能源,尤其人類甚至有可能會走向滅亡,所以需要我們大幅度的降低能源的損耗,建筑節能也是如此。我國近幾年平均每年新建建筑面積400億,符合標準的節能建筑不到1%,絕大多數為高能耗建筑,所以我國更需要大力的發展節能建筑。節能建筑的造價要高于普通建筑,但投入少、產出多,從長遠看是利大于弊。我們可以相信,大量的節能新建筑拔地而起,加上對既有建筑的大規模節能改造,必將產生巨大的市場需求,必將撬動一大批新型建材和節能技術的發展,推動整個建筑科技進步和國民經濟更好的發展。
建筑節能是減輕大氣污染和改善建筑室內熱環境的需要。據統計,我國冬季采暖煤每年排放二氧化碳、二氧化硫、煙塵,造成嚴重的大氣環境污染,而二氧化碳、二氧化硫給大氣、生態環境和人類的身體健康所造成的危害是觸目驚心的。因此,建筑能耗的降低,建筑節能的實施是改善大氣環境的重要途徑。
建筑節能是實現“四節二環保”的需要所謂“四節”,即節能、節地、節材、節水,“二環保”其一對建筑外部的生態環境保護、對大自然最低的污染,甚至是零污染,其二對居室環境保護,確保人的健康。統計資料表明,高投入、高耗能、高污染是我國國民經濟發展的最大特點,又正處在房地產的繁榮期,新建筑和已有建筑在建造和使用過程中要不斷消耗大量能源;所以,在建筑業盡快全面地實現“四節二環保”即是時代賦予建筑業自身發展的需要,也是我國經濟實現現代化的內容之一。
建筑節能是建設環境友好型社會的需要。在我國,煤炭占能源消費總量的75%左右,主要是煤煙型污染。隨著城鎮化的發展,建筑行業的迅猛發展,建筑結構的不合理不科學、生產和生活用能日益增加,向大氣排放的污染物急劇增加,環境形勢十分嚴峻。煤煙型大氣污染,以灰塵和酸雨的危害最大。因此,實施建筑節能是保護環境,建設環境友好型社會的必然要求。
2、分析當前建筑節能設計現狀及原因
在我國,建筑能耗目前占國民經濟總能耗的28%左右,且呈遞增趨勢,建筑能耗不僅影響國家能源供應,而且能源使用效率的高低還影響環境,因此開展建筑節能工作有巨大潛力。造成此現狀的原因:
2.1經濟因素
過去,人們對居住條件沒有過高的奢求,而且受建筑科技的制約,住宅節能效果較差。這些建筑的節能改造已成為今后節能工作的一個重要課題,而這又必須以經濟為后盾。
2.2使用傳統建筑材料
以前建筑不注重材料的選擇。墻體中大量采用的實心粘土磚不僅生產能耗高,自重大,而且熱工作能差;采用傳統的鋁合金窗氣密性,水密性均較差,而且大多選用單層平板玻璃,其保溫隔熱性能相當差。
3、建筑節能設計措施
建筑節能是建筑規劃、設計、創造、構造、材料的綜合體,只有這樣才能更好地利用能源,減少能耗。
3.1規劃設計
認真規劃,節約土地資源。建筑的規劃設計是建筑節能設計的重要內容之一。要對建筑的總平面布置、建筑平、立、剖面形式、太陽輻射、自然通風等氣候參數對建筑能耗的影響進行分析,使得建筑物在冬季最大限度地利用太陽輻射的能量,降低采暖負荷;夏季最大限度地減少太陽輻射的熱并利用自然通風降溫冷卻,降低空調制冷負荷。因此,在盡可能的情況下,建筑物應優先采用南北向或接近南北向。
對土地的綜合利用,不僅技術上可行,而且經濟效益明顯,既能有效地提高土地利用率,改善景觀,優化環境,也能有效降低工程費用。
3.2單體設計階段節能設計
3.2.1合理的建筑體形
合理的建筑體形能夠減少建筑物與外界的熱量交換,在其他條件相同時,體型系數(建筑物護面積與其所包圍體積之比)越大,單位面積散熱量也越大,對節能不利。因此,正確處理建筑形式多樣化和節能的關系,是建筑設計中應當引起重視的問題。另外,建筑物的外形越簡單,其外殼的表面積越小,熱交換量亦越少。因此,建筑物的造型宜簡潔、完整,盡量避免復雜的輪廓線。
3.2.2平面設計階段
充分考慮室內空間的合理性,盡可能讓每個居室都有穿堂風,夏季利用自然通風進行降溫。保證主要居室有朝南的充分日照,使住宅在冬季有充足的陽光,基本滿足白天的自然取暖要求。
3.2.3立面設計階段
立面設計講究實用原則,盡可能減少外墻的凹凸面,改善住宅體形,使住宅建筑體形系數達標,以減少熱量散逸,在滿足日照、采光的前提下,要根據不同朝向控制窗墻比,目前廣為流行的凸窗、轉角窗、大面積幕墻窗、落地窗對節能是不利的。
在外墻立面選材方面,為了使建筑節能系統更合理并發揮節能投資效益,選擇淺色飾面外墻,以反射太陽輻射,降低建筑能耗。
3.2.4屋面的節能
在不斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能后,還必須進一步加強屋面保溫隔熱的研究。屋面節能措施的要點,其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,以免屋面重量、厚度過大;其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果,如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。現在,高效保溫材料已經開始應用于屋面,一些建筑的屋面保溫,采用復合泡沫板保溫層代替常規的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法,就克服了常規作法的諸多缺點。這種復合泡沫板施工方便、價格低廉、不污染環境;芯板為柔性制品,不僅適用于具有平面的屋面,也可用于帶有曲面的屋面,其保溫工程更可顯示出它的優越性。其主要技術指標,表觀密度為110~150kg/m3;導熱系數為0.04~0.06W/m•K;蓄熱系數為0.90~0.11m•2K。抗壓強度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽滲透系數為2.18×10-7g/m.n.Pa。這些指標充分體現了復合泡沫板密度較小,導熱系數較低,而且吸水率和蒸汽滲透系數也都很低。這是保溫性能好的材料所必須具備的。
3.2.5利用太陽能
太陽能是綠色能源中最重要的能源,是取之不盡,用之不竭的天然能源。我國具有豐富的太陽能資源,年日照時數在2200h以上地區約占國土面積的2/3以上。據預測,在正常發展和生態驅動發展兩種模式下,2050年我國太陽能利用在總能源供給中分別達4.7%和10%。到2010年后,利用太陽能光伏發電和太陽能建筑等措施對C02減排開始有較明顯作用,2020年以后效果更為顯著。所以,太陽能的開發利用有巨大的潛力。
建筑節能設計標準對門窗節能指標提出新要求,門窗是建筑圍護結構的重要組成部分,是建筑物開口部位,也是房屋內與室外能量阻隔最薄弱環節。有關資料表明,通過門窗傳熱損失能源消耗約占建筑能耗28%,通過門窗空氣滲透能源消耗約占建筑能耗的27%,兩者總計占建筑能耗的50%以上。可見,建筑節能的關鍵是門窗節能。門窗節能的本質,就是盡可能地減少室內空氣與室外空氣通過門窗這個介質進行熱量傳遞。
我們知道,熱傳遞的方式有傳導、對流和輻射。要減少熱量通過熱傳導傳遞,就要求門窗材料選用低導熱系數的材料;要減少對流熱量傳遞,就要求門窗的密封性能良好;要減少熱輻射傳遞,就要求門窗具有較好的遮陽功能。在建筑節能設計標準中,門窗的這些性能分別通過傳熱系數、氣密性能和遮陽系數來實現。不同地區,不同建筑,有不同的熱工節能設計要求。對于夏熱冬冷地區的熱工節能設計,《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》對不同朝向、不同窗強面積比的外窗,規定了其傳熱系數。
《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》對南、北區居住建筑外窗的傳熱系數和綜合遮陽系數進行了規定。《公共建筑節能設計標準》也對外窗傳熱系數和遮陽系數進行了規定:關于建筑外窗氣密性能,《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》有如下規定:“居住建筑1層~9層外窗的氣密性,在10Pa壓差下,每小時每米縫隙的空氣滲透量不應大于2.5m?,且每小時每平方米面積的空氣滲透量不應大于7.5m?;10層及10層以上外窗的氣密性,在10Pa壓差下,每小時每米縫隙的空氣滲透量不應大于1.5m?,且每小時每平方米面積的空氣滲透量不應大于4.5m?”。
《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》有如下規定:建筑物1層~6層的外窗及陽臺門的氣密性等級,不應低于《建筑外窗空氣滲透性能分級及其檢測方法》規定的Ⅲ計;7層及7層以上的外窗及陽臺門的氣密性等級,不應低于該標準規定的B級。塑料門窗在建筑節能領域優勢明顯,據專家介紹,塑料門窗的導熱系數僅是鋼的1/360、鋁的1/250,具有良好的保溫隔熱性能。同時,塑料門窗型材均為多腔室結構,它由多個獨立空間組成密閉的空氣隔熱層,充分利用空氣的隔熱性能,使其材料整體熱傳導率進一步降低。
據專家介紹,塑料門窗框料或扇料之間是通過熔融焊接的,窗框、窗扇均是一個整體,橫豎料之間不存在縫隙,杜絕了空氣通過橫料與豎料拼接角部的可能性。塑料門窗加工尺寸及加工精度高,框扇搭接設計精巧,在組裝時,所有縫隙處均裝配有密封膠條或密封毛條。玻璃鑲嵌在壓條與窗扇組合成的凹槽內,宜通過兩道毛條密封,平開窗窗框與窗扇之間則是通過膠條密封的。此外,塑料門窗安裝時,在墻體與窗框之間要求采用柔性支撐,用發泡膠進行密封。同時,在窗框、窗扇相應部位均有開氣壓平衡孔和排水孔,進一步提高成窗的氣密性能。實驗證明,只要嚴格按照規范制作并安裝,塑料門窗推拉窗的氣密性能可以達到相關節能標準。即使是性能較一般的推拉窗,其氣密性能也可以滿足《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》和《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》的要求。