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建筑節(jié)能的重要性及建筑節(jié)能設計分析
點擊次數:1559 更新時間:2014-12-29

    一、建筑節(jié)能的重要性
    目前世界范圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統能源日趨枯竭,人類將不得不轉向成本較高的生物能、水利、地熱、風力、太陽能、核能,而我國的能源問題更加嚴重。
    我國能源發(fā)展主要存在四大問題:①人均能源擁有量低、儲備量低;②能源結構依然以煤為主,約占75%,全國年耗煤量已超過13億t;③能源資源分布不均,主要表現在經濟發(fā)達地區(qū)能源短缺和農村商業(yè)能源供應不足,造成北煤南運、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)達國家低10%。
    隨著城市建設的高速發(fā)展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產能耗約13%,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現有建筑面積為400多億㎡,絕大部分為高能耗建筑,且每年新建建筑近20億㎡,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建筑能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。
    二、建筑節(jié)能設計的重要性
    建筑節(jié)能設計是全面的建筑節(jié)能中一個很重要的環(huán)節(jié),有利于從源頭上杜絕能源的浪費。
    (一)整體及外部環(huán)境的節(jié)能設計
    建筑整體及外部環(huán)境設計是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎上,通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設計,使建筑獲得一個良好的外部微氣候環(huán)境,達到節(jié)能的目的。
    合理選址
    建筑選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境,為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件,同時又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。
    合理的外部環(huán)境設計
    在建筑位址確定之后,應研究其微氣候特征。根據建筑功能的需求,應通過合理的外部環(huán)境設計來改善既有的微氣候環(huán)境,創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境,主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創(chuàng)造人工自然環(huán)境,如在建筑附近設置水面,利用水來平衡環(huán)境溫度、降風沙及收集雨水等。
    合理的規(guī)劃和體型設計
    合理的建筑規(guī)劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應草原的惡劣氣候,起到減少建筑的散熱面積、抵抗風沙的效果;對于沿海濕熱地區(qū),引入自然通風對節(jié)能非常重要,在規(guī)劃布局上,可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓,即使在無風時也能形成通風,在建筑體型設計上形成風洞,使自然風在其中回旋,得到良好的通風效果,從而達到節(jié)能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向,夏季能利用自然通風并盡量減少太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向同時滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此,只能權衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出適合這一地區(qū)氣候環(huán)境的*朝向和較好朝向。
    (二)單體的節(jié)能設計
    單體的節(jié)能設計,主要是通過對建筑各部分的節(jié)能構造設計、建筑內部空間的合理分隔設計,以及一些新型建筑節(jié)能材料和設備的設計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件,以達到節(jié)能和改善室內微氣候環(huán)境的效果。
    建筑各部位的節(jié)能構造設計
    建筑各部位的節(jié)能構造設計,主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分功能的同時,通過對各部位(屋頂、樓板、墻體、門窗等)的造型、結構、材料等方面加以進一步設計,充分利用建筑外部氣候環(huán)境條件,達到節(jié)能和改善室內微氣候環(huán)境的效果。
    屋頂的節(jié)能設計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,主要節(jié)能措施為:①采用坡屋頂;②加強屋面保溫措施;③根據需要,設置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。
    樓板層的節(jié)能設計。主要是利用其結構中空空間,以及對樓板吊頂造型加以設計。如將循環(huán)水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環(huán)降低室內溫度,冬季利用熱水循環(huán)取暖。
    建筑外圍護墻體的節(jié)能設計。墻體的節(jié)能設計除了適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應體現在能夠改善微氣候環(huán)境條件的特殊構造上,如寒冷地區(qū)的夾心墻體設計、被動式太陽房中各種蓄熱墻體(如水墻)設計、巴格達地區(qū)為了適應當地干熱氣候條件在墻體中的風口設計等;
    建筑門窗的節(jié)能設計。據統計資料,在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此,解決好門窗節(jié)能的問題相當重要。
    建筑物圍護結構細部的節(jié)能設計。細部的節(jié)能設計對于建筑物的整體節(jié)能也非常重要,應從以下各部位著手:①熱橋部位應采取可靠的保溫與“斷橋"措施;②外墻出挑構件及附墻部件,如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施;③窗口外側四周墻面,應進行保溫處理;④門、窗框與墻體之間的縫隙,應采用保溫材料填堵;⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開裂,影響門、窗的熱工性能;⑥采用全玻璃幕墻時,隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應填充保溫材料。
    合理的建筑空間設計
    合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑空間進行合理分隔(平面分隔和豎向分隔),以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件,達到節(jié)能目的。
    選用建筑節(jié)能材料
    合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的一個重要方面。建筑材料的選擇應遵循健康、、經濟、節(jié)能的原則。一方面,隨著科技的發(fā)展,大量的新型材料不斷被研制并應用到建筑設計中去,更好地起到節(jié)能效果。如新型保溫材料、防水材料在墻體屋頂中的應用,達到了更好的保溫防潮效果;新型透光隔熱玻璃(如Low-E玻璃等)在門窗中的應用,起到了更好的透光隔熱效果;采用可調節(jié)的鋁材遮陽板,達到遮陽的目的。
    全面的建筑節(jié)能是一項系統工程。目前,國家已制定了《公共建筑節(jié)能設計標準》、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》、《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》等行業(yè)標準,對建筑節(jié)能做出了明確的政策規(guī)定;在具體實踐中還必須由設計、施工、各級監(jiān)督管理部門、開發(fā)商、運行管理部門、用戶等各個環(huán)節(jié),按照國家的節(jié)能政策和節(jié)能標準的規(guī)定,全面地、嚴格地采取節(jié)能措施,讓每一位公民真正樹立起全面的建筑節(jié)能觀,將建筑節(jié)能真正落到實處。

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