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基于住宅建筑节能设计重点研究

时间:2022-05-29 10:36:01 来源:网友投稿

摘 要:文章结合笔者的工作实践,主要总结了建筑节能的发展现状,从中从整体环境规划、外围结构节能、建筑光条件设计、能源的合理利用和屋顶节能设计等方面针对住宅建筑节能设计重点进行了分析与研究。

关键词:住宅建筑;发展现状;节能设计;外围结构;能源利用

1 引言

近些年来,随着建筑业的发展,建筑能源消耗量也不断增加,导致我国面临着严峻的能源短缺形势。随着我国住宅节能设计的推广和应用,大大降低了我国建筑能源的消耗量,缓解我国紧张的能源短缺问题,有效提高了住宅建筑的经济效益和社会效率,促进我国建筑节能设计的发展。本文结合工程实践,主要论述了住宅建筑节能设计重点。

2 建筑节能的发展现状

目前,对我国能源短缺问题,人们积极倡导节约能源、可持续发展,建设部将建设节能型建筑纳入今后城市建设的重点发展方向,相关的指引、标准和法规相继出台,要求将建筑设计与建筑微气候、建筑技术和能源的有效利用相结合。《民用建筑节能设计标准》规定通过在建筑设计和采暖系统设计中采用有效的技术措施将节能率从原来的50%提高为65%,对围护结构的技术与产品、部品以及供热系统的要求提高到一个新水平。

优化节能设计方法从本质上要求设计者从整体综合设计概念出发,根据大范围的气候条件影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,重视利用自然环境创造良好的建筑室内微气候,以尽量减少对建筑设备的依赖。但在实际操作中,设计者习惯于以往的设计思路,只考虑建筑、结构及水暖等方面的合理与否,并不用心去考虑节能的问题,因此实际的节能效果普遍达不到设计标准的规定,建筑能耗仍然处于一个很高的水平,形势不容乐观。

在我国既有城乡建筑中,只有3.2亿m2房屋是节能建筑,尚不足全国既有建筑的1%;在每年新竣工的建筑中,节能建筑面积不到1亿m2,尚不足竣工建筑面积的5%。以居民住宅能耗与建筑业能耗为例(居民住宅能耗近似地以综合能源平衡表中居民生活能耗表示,建筑施工能耗以建筑业能耗表示),我国建筑节能设计虽然已经得到政府主管部门的高度重视,但历年的能耗数据却反映出其实施结果令人担忧。

3 住宅建筑节能设计的重点

3.1 整体环境规划

(1)正确选择住宅朝向。充足的阳光和良好的通风环境,有利于打造节能、舒适的室外居住环境。我国绝大多数地方地处温带,受季风影响较大,因此,住宅建筑选择正向朝南或南偏东、南偏西的走向最好,这样冬季可以有温暖的阳光,夏季有流畅的空气,有利于更好地实现节能减排。

(2)重视绿化。住宅绿化和水面可以有效调节气候、增加湿度,改善住宅区内的小气候,也可以遮阳乘凉,美化环境。以此,合理栽种绿色树种和水面建设,可以起到事半功倍的节能效果。值得注意的是,住宅区内树种的选种一定要根据当地的气候、土壤和湿热条件合理选择,不可盲目栽种名贵树种和大片观赏花卉,应以环境绿化为首要目的。水面设施建设要在充分尊重、利用当地水资源条件的基础上来开展进行,水域面积不宜过大,水面建筑也不宜过于复杂。

(3)合理控制住宅组合群体数量。住宅单体的多单元组合,可以节省建筑用地,减少建筑外围的围护面积,从整体上减少能耗。少单元的建筑组合,可以扩大光照面积,使住宅区内气流通畅,采光充足,因此,应重视建筑单元的组合和优化。如华北某地冬季和夏季阳高度角不同,直接影响了住宅的采光条件,因此在进行建筑设计时,要把握好季节对建筑光照条件的影响。

3.2 外围结构节能

墙体保温有建筑内保温和建筑外保温两种。与外墙内保温比起来,外墙外保温的保温效果更好,取暖成本也较低,并可完全避免热桥。因此,在经济条件允许的情况下,采用外墙外保温是明智的选择。外墙的保温系统的应用较为广泛,在实际的建筑设计应用中,外墙体主要有以下构造要求:

(1)主墙体设计和构造。实心砖墙的使用范围越来越小,轻质保温墙体越来越受到人们的青睐,逐渐成为建筑墙体的主力军。砌砖或混凝土承重墙与绝热材料的配合,表面要保持平整、牢固,达到粘贴聚苯板的条件。在混凝土墙外侧表面留有预埋铁件时,要涂刷防锈材料。常见的复合墙体有内保温墙、中间层保温墙和外保温墙,前者是将绝热材料复合在外请的内测。中间层保温墙是保温材料设计在外墙和内墙之间的保温方式。外保温墙是保温材料粘合在承重墙的外层,这种保温方式可以有效对抗恶劣的天气和温度变化,因此在北方使用范围极广。

(2)门窗构造。轻薄的门窗材料,决定了门窗是导热的薄弱环节,据统计,单层玻璃窗的能耗损失占整个建筑夏季降温和动机保暖能耗的一半,因此,在节能设计中要合理安排墙窗的比例和位置。如东西墙面不要用较大的窗口,合理设计高度平衡的光线和控制温度的关系。此外,在材质选择上也要充分考虑从节能的需求,做到经济合理的有机统一。在砖砌复合墙的门窗构造上,窗口过梁要做出槽口,这样方便聚苯板贴到窗边,混凝土复合墙在门窗口四周也要留出槽口,沿槽口贴聚苯板。窗口下的内外窗台之间做一道保温层,这样做是为了避免窗口四周出现热桥。

(3)檐口构造。檐口是外墙和屋面相交的部位,外墙在此收头。屋面排水的方式与一般挑檐屋面做法一致,要求屋顶保温层搭过墙身,与外墙保温层交接,这样可以有效防止顶棚四角结露。

(4)勒脚和首层处构造。在勒脚和首层处的装饰保温层要增加一道纤维增强层,并要将玻璃纤维增强层包括底边。

3.3 建筑光条件设计

建筑设计人员在实际的设计中,可以根据业主的要求和当地的自然环境条件,灵活应用不同类型的采光和遮阳措施。具体主要可以做到以下几点要求:

(1)因地制宜的原则。由于各地的地理纬度、气候的差异,各地建筑的遮阳时间不尽相同。夏热冬冷地区不仅夏季炎热,而且冬季寒冷,采光保温与夏季遮阳同等重要,应遵循夏季遮阳不能遮挡冬季阳光的原则。

(2)合理的平面布局。在平面布局中,为防止夏季受强烈的太阳辐射的影响,房间应避免东西向。在总体布局时,可利用建筑物之间相互遮挡的方法,尽量减少遮阳构配件的使用。

(3)房间功能的差异性。性质不同的房间,卫生、光线摄入标准不一样,对遮阳要求也不同,不能一概而论。建筑内部设计要确定各功能住房的合理尺度、面积,将主要居住空间尽量南向,如卧室、厨房等,这样有利于通风、透气和采光,而书房、储物室往往对阳光有一定的限制,所以在功能空间的布局上要做到有张有弛、合理分配。

3.4 合理运用能源

(1)尽量节约常规能源。建筑住宅的主要能耗除了水电,还有取暖用热能和生活用燃气,家住设计中要采取必要措施减低常规能源的能耗量。在用电方面,应合理设计建筑的电气规划,并采取措施减低配电系统的线损和能损,提高用电效率。在供暖上,集中供暖、供热有利于降低额外能耗,而供暖管道线路的合理设计则能大大提高热量的利用效率,减少了能源浪费。

(2)充分开发利用新能源。太阳能和风能是最为广泛和清洁的新型能源。对太阳能的利用,已经成为住宅建筑上普遍关注的问题。因为近些年来我国能源供应越来越紧张,太阳能可以有效缓解能源紧张的局面,为人们的生产和生活提供便利。太阳能热水器、太阳能电池的应用已经走向成熟,住宅建筑行业要将太阳能与日常供电和供暖结合起来,从整体上提高建筑节能的效益。

3.5 屋顶的节能设计

屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,由于太阳直射和大气长波辐射的双重作用,冬季散热量大、保温性能较差,夏季吸收大量辐射热、室内气温过高。屋顶的节能设计应注重冬季保温、夏季通风隔热,常用的技术措施要点为:①采用架空隔热屋面、浅色屋面、种植屋面、通风屋面、蓄水屋面等,隔离太阳辐射热,减少阳光直射;②铺设高效保温隔热材料并适当采取其他辅助措施,减少热量传递;③密度较大、导热系数较高、吸水率较大的保温材料不宜选为屋面保温层材料,以免屋面重量厚度过大、保温层大量吸水而降低保温效果等;④"冷屋顶"节能:利用高反射率涂料的使用,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。

4 结束语

总之,随着社会的不断发展,为了给住户提供良好的住宅环境,有效降低住宅建筑能源消耗量,设计人员必须依据当地气候、环境及自然资源,对住宅建筑进行合理的设计和规划。通过对住宅建筑整体进行合理的布局,做好绿化节能设计,并对住宅建筑外围结构、能源利用、建筑光条件和屋顶节能等进行有效的节能保温设计,以达到节能降耗的目的。

参考文献

[1]姜春明.住宅建筑设计的节能措施探讨[J].中国新技术新产品,2010,(9).

[2]信国志.谈住宅建筑设计的节能措施[J].中华民居,2011,(1).

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