【摘要】建筑节能主要是从建筑设计规划、维护结构、遮阳设施等方面考虑,,建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新生长点。文章主要对建筑节能设计要点进行了分析。
【关键词】建筑设计;节能设计;技术要点
一、住宅建筑节能设计要点
(一)建筑平面规划设计
(1)合理的朝向
尽量选择有良好采光和自然通风条件的地块,尽量争取使住宅建筑坐北朝南,充分利用太阳能和自然通风来调节室内外温差。在设计时,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。
(2)合理的间距
建筑间距是指一年中太阳高度角最小的冬至日为其准点,满足北向底层房间获得日照时南北房之间的外墙间距。适当增加房屋的间距,有利于建筑物的通风, 从而改善炎夏季节的居住条件。在建筑单体设计中,还可采用南高北低的退层设计或斜坡屋顶处理,降低层高等方法,以改善日照间距。
(3)适当的长宽比
建筑物的长度与宽度之比对节能亦有很大影响。对正南朝向来说,一般长宽比愈大冬季得热越多,而夏季得热越少。因此,在设计时应当确定每个功能空间的合理面积和开间迸深。
(4)避免建筑物成排成群的布置,尽量采用错列式和斜列式,也可结合地形采用自由排列的方式,达到很好的空气对流的目的。
(5)少建或不建点式住宅,多建条式住宅,在住宅平面上尽量减少凹凸、进退,减少外维护结构面积。
(6)住宅绿化
住宅绿化对改善环境空气质量、降低室外温度、营造良好的室外热工环境等有重要意义。因此,在设计时应尽景减少硬地面,提高绿化覆盖率。同时尽可能结合实际情况布置垂直绿化和屋顶绿化,创造良好的居住环境。
(7)合理控制体形系数
建筑物体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包的体积之比。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著,体系形数越小,单位建筑面积对应的外表面积越小。外围护结构的传热损失就越小。从降低建筑能耗的角度出发,应将体形系数控制在一个较低的水平上。
二、住宅建筑的规划节能设计
(一)建筑物布局
按相关设计标准的规定,尽量加大建筑物之间的间距,减少建筑群闯的硬化地面,推广植草砖地面,提高绿地率,加强由落时乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系,以便由树冠和地面植被阻挡、吸收大部分的太阳直射辐射热,减小地面对建筑物的反射辐射,降低区域的夏季环境温度,减轻区域的热岛现象。
(二)建筑物朝向
多层住宅中东西向比南北向耗热量指标约增加5.5%。因此,在建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东,或向南偏西,从而获得更多的日照,以便满足人们生存、身心健康、卫生、提高工作效率等方面的需要。
(三)建筑物避风
冷空气对建筑物围护体系的风压和冷风渗透对建筑物冬季防寒保暖带来不利的影响,尤其严寒和寒冷地区冬季季风对建筑物的室外小气候威胁很大。在规划选址时有条件的建筑应选择避风基址建造,建筑物入口处设置门斗或采取其他避风措施,有利于节能。
三、根据研究表明,建筑节能大致有以下几个途径:1屋面节能;2墙体节能;3门窗节能;4采暖节能;5通风节能。
(一)屋面节能
(1)保温隔热屋面实体材料层保温隔热屋面一般分为平屋顶和坡屋顶两种形式,由于平屋顶构造形式简单所以是最为常用的一种屋面形式。为了提高屋面的保温隔热性能,设计上应遵照以下设计原理:为了提高材料层的热绝缘性,最好选用导热性小、蓄热性大的材料,同时要考虑不宜选用容重过大的材料,防止屋面荷载过大。屋面的保温隔热材料的确定,应根据节能建筑的热工要求确定保温隔热层厚度,同时还要注意材料的排列,排列次序不同也影响屋面热工性能.应根据建筑的功能,地区气候条件进行热工设计。
(二)墙体节能
以外墙为例,在建筑物形体系数(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)小于0.3时,广东地区传热系数K不超过1.50W/(m2·K),热惰性指标D不小于3.0,而目前常用的不做保温的灰砂砖墙,传热系数、热惰性指标都不能满足上述节能标准数值要求。
墙体的节能措施除墙材的选择外,还有以下措施:
(1)墙体内保温或外保温,设置保温层后根据保温层的厚度以及保温材料差异能不同程度地降低墙体的传热系数,起到很好的节能作用。
(2)东西向外墙外遮阳,在一些对外墙内表面温度有限制(需作隔热验算)的地区东西向外墙设置了外遮阳,同样能起到降低东西向外墙传热系数以及外墙室内表面温度的作用。
(三)门窗节能。
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,通过提高门窗的气密性,采用适当的窗墙面积比,增加窗玻璃层数,采用遮蔽系数、导热系数低的玻璃,采用百叶窗帘、窗板等措施来提高门窗的保温隔热性能。其节能措施有:
(1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,《民用建筑节能设计标准》对不同地区、不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定。
(2)尽量少采用凸窗、飘窗、落地窗,不用玻璃幕墙,以减少窗户的散热面积。
(3)选用节能型门窗,窗户可采用钢塑复合窗和塑料窗,并可采用中空玻璃、镀膜玻璃等,以增加窗的热阻。
(4)应使用新型、密封性能良好的门窗材料,提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。
(5)改善住宅门窗的保温隔热性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷、热桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,低辐射玻璃;合理地设计可开启的窗扇面积,保证南方地区室内自然通风和降低北方地区室外冷风的直接渗透。
(6)设置外窗遮阳。外窗遮阳分为水平遮阳和垂直遮阳,根据立面造型结合朝向设置水平遮阳和垂直遮阳板,也可以利用阳台作为水平遮阳,可以有效降低外窗的综合遮阳系数从而达到降低建筑能耗的作用。
(四)采暖节能
城市供暖实行城市集中供暖和区域供暖,合理提高锅炉的负荷,改善锅炉运行效率,采用管网水平衡技术,以及加强供热管道保温,可以大大提高热效率。除此之外,应该运用高技术成果开发高效节能的建筑设备,利用可再生能源,充分提高采暖空调系统的用能效率,从而节约能源。
(五)通风节能
良好的自然通风,既有利于改善室内的热舒适程序,也可减少开空调的时间,降低建筑物的实际使用能耗,因此在建筑单体设计和群体总平面布置时,考虑自然通风是十分必要的。可现在有的楼盘本来自然通风良好,却将南向平台用玻璃密封起来,形成所谓“阳光房”,阻断自然通风,是达不到建筑节能设计标准要求的。
参考文献:
【l】李向辉,建筑外围护墙体的节能研究川,山西建筑,2009,
【2】邸苋,王壶,粱钰,建筑屋面节能设计明,工业建筑,2009