建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法

1、 淺談建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法摘要:本文作者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),提出了幾種建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的方法,供大家參考借鑒。關(guān)鍵詞:建筑;節(jié)能設(shè)計(jì);方法abstract: combined with the authors actual work experience, this article puts forward several construction energy saving design methods, for your reference.key words: building; energy-saving design; method中圖分類號:tu3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a 文章編號:2095-2104

2、(2012建筑節(jié)能是一項(xiàng)綜合性工作,涉及建筑設(shè)計(jì)、建筑技術(shù)科學(xué)、材料、構(gòu)造、施工、暖通空調(diào)、物業(yè)管理、政策法規(guī)等多方面。因此,做好建筑節(jié)能工作,各專業(yè)部門應(yīng)加強(qiáng)合作,共同努力,在建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行的不同時期,從不同角度,對節(jié)能進(jìn)行研究。節(jié)能環(huán)保是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律,建筑節(jié)能也成了建筑行業(yè)新的發(fā)展方向。1 建筑空間、體型在節(jié)能建筑的考慮近年來在節(jié)能、低碳之風(fēng)勁吹的大背景下,建筑節(jié)能也成為社會各界普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。相關(guān)資料顯示,目前我國建筑能耗占總能耗的30%,單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達(dá)國家的3倍。每年新建建筑中約95%是高能耗建筑。因此,建筑行業(yè)節(jié)能減排水平的提高,對提高整個國民經(jīng)濟(jì)的低碳水平意義重大

3、。眾所周知,建筑的體形會直接影響建筑采暖空調(diào)的能耗大小。因此,在建筑設(shè)計(jì)的過程中, 設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從節(jié)能的角度出發(fā),盡量使建筑的體形能夠?qū)崿F(xiàn)在夏季白天防止太陽輻射,在夜間利于自然通風(fēng)、散熱的目標(biāo)?？紤]夏季中午到傍晚這段時間內(nèi),室外氣溫往往高于室內(nèi),以及冬季窒外冷空氣的不利影響,因此,在夏季空調(diào)及冬季采暖期間,空間應(yīng)盡可能封閉,減少室外不利氣候因素的影響,以降低空調(diào)及采暖能耗。我國南方炎熱地區(qū)的傳統(tǒng)民居,通常采用天井來加強(qiáng)通風(fēng),改善室內(nèi)熱環(huán)境。但對于夏熱冬冷地區(qū)而言,這一開敞空間又成為冬季冷空氣侵入的所在,導(dǎo)致冬季室內(nèi)環(huán)境惡劣的重要原因之一。若天井的開敞程度得以控制,如冬季,天井的頂部利用透光材料

4、加以覆蓋,而在夏季開啟,則可極大地改善居住環(huán)境,節(jié)能亦會取得顯著效果。2 現(xiàn)代建筑構(gòu)件以及材料對節(jié)能建筑的發(fā)展與影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)對室內(nèi)環(huán)境及建筑能耗會產(chǎn)生很大影響,圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有高效的隔熱保溫性能,滿足節(jié)能建筑熱工設(shè)計(jì)的要求。蓄熱性能好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)在白天吸收大量熱量,可以延緩室外綜合溫度等對室內(nèi)氣溫的影響,使得室溫不至于過高,但當(dāng)夜間室外溫度降低時,蓄熱材料會逐漸釋放出熱量,使得室內(nèi)溫廈居高不下,從而增加空調(diào)能耗。傳統(tǒng)的建筑外墻田于是固定不變的,對冷熱氣候無法予以調(diào)控。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的可控性在于對太陽輻、室外空氣等溫度波綜合作用而產(chǎn)生的熱過程是可控的。因此,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是多面或多層 的,可以關(guān)閉或開啟某

5、個層以適應(yīng)不同的氣候,其目的還是要降低能耗,減少空凋和采暖的使用。如馬來西亞建筑師楊經(jīng)文設(shè)計(jì)的上海armoury大廈,外墻為雙層,夏季的內(nèi)層開啟,可允許自然通風(fēng);春秋季由在兩層之間的百葉墻面調(diào)節(jié);到了冬季,百葉墻關(guān)閉,阻擋寒風(fēng)的侵襲。利用物體相變時吸放熱原理,通過自然力調(diào)控圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面材料的含濕量,可有效降低空調(diào)負(fù)荷。一種方法是利用太陽能被動蒸發(fā)多孔材料所含水分達(dá)到冷卻建筑外表面。通過實(shí)測表明,在這一地區(qū)夏季層面受太陽輻射,表面溫度達(dá)到55以上的,采用被動蒸發(fā)屋面外表面溫度可降低25,其效果極為明顯。另一方法就是采用含鹽多孔材料作成的吸濕材料,利用吸濕材料在吸放濕過程中吸濕濃度的變化,達(dá)到制冷

6、的目的。白天在陽光作用下,吸濕材料向外界蒸發(fā),建筑起被動冷卻降溫的作用,夜間吸濕材料由于輻射散熱而自動冷卻,此時將窒內(nèi)空氣引入已干燥的吸濕材料吸濕后送回室內(nèi),從而達(dá)到對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行溫度和濕度的調(diào)節(jié)作用。我國普遍的福利性供熱體系,只要房間太熱就開窗散熱,造成極大的熱能浪費(fèi),而可以節(jié)能的門、窗、墻體等材料和新技術(shù)卻不愿選用。而在歐美等國,早已從法律角度規(guī)范節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)芬蘭的經(jīng)驗(yàn),不改現(xiàn)行房屋結(jié)構(gòu),只改變熱能計(jì)量方式,即改成分戶計(jì)量,就可節(jié)能30%以上。如果推行節(jié)能技術(shù),那么節(jié)能的效果就會更加可觀。 3 環(huán)境與氣候在節(jié)能建筑中的地位進(jìn)行節(jié)能建筑設(shè)計(jì),就應(yīng)先做好準(zhǔn)備工作,對建筑所在地的氣候條件、地形

7、地貌、地質(zhì)水文資料進(jìn)行調(diào)查和了解。根據(jù)調(diào)查的結(jié)果決定節(jié)能設(shè)計(jì)的基本方案。因?yàn)?我國許多地區(qū)都是夏熱冬冷,地理環(huán)境的復(fù)雜多樣性,因此,節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該考慮如何充分利用建筑所在地區(qū)的自然環(huán)境資源和條件,在減少常規(guī)能源利用的前提下,按照節(jié)能的設(shè)計(jì)方法和建筑技術(shù)措施,創(chuàng)造出有利于人們生活和工作的居住環(huán)境。地形條件一般來說,建筑所在地區(qū)的地形地貌,會直接影響建筑室內(nèi)外熱環(huán)境和空調(diào)能耗的大小,進(jìn)而影響建筑的能源消耗情況。因此,對不同地形地貌的建筑環(huán)境要區(qū)分對待,設(shè)計(jì)出不同的節(jié)能方案。如在江河湖泊環(huán)境下,因?yàn)榈乇硭懛植?、地勢起伏、表面覆蓋材料等不同,受太陽輻射作用下和地表長波輻射的影響,會產(chǎn)生水陸風(fēng)

8、,進(jìn)而形成氣流的流動,影響到建筑的受能情況。因此,在設(shè)計(jì)時要充分水陸風(fēng)的影響,以取得建筑穿堂風(fēng)的效果為設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一,這可以改善夏季熱環(huán)境對建筑的影響,節(jié)約空調(diào)能耗。而如果在山區(qū)地帶,就要充分考慮該地區(qū)的山谷風(fēng)現(xiàn)象,因?yàn)橥ǔＧ闆r下建筑周圍的種局地?zé)崃Νh(huán)流表現(xiàn)得較為明顯。因此,在設(shè)計(jì)時應(yīng)重點(diǎn)考慮夏季防熱、通風(fēng),兼顧冬季向陽、避風(fēng)。在建筑的選址朝向上,要盡量選擇通風(fēng)的位置。合理地利用山谷風(fēng)這一自然能 源以實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的最大效果。4 日照朝向?qū)?jié)能建筑的影響日照環(huán)境設(shè)計(jì)利用太陽能是建筑節(jié)能的重要途徑。根據(jù)我國太陽能資源的利用的三級區(qū)劃,即以地區(qū)總輻射年總量為分區(qū)指標(biāo)的一級區(qū)劃;以各月日照時數(shù)大于

9、6小時的天數(shù)這一要素為指標(biāo)的二級區(qū)劃;以太陽能日變化的特征值為指標(biāo)的三級區(qū)劃,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)建筑所在地的太陽能資源劃分,進(jìn)行科學(xué)的研究分析,采用較為科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。日照環(huán)境的設(shè)計(jì)主要是對建筑的日照間距和建筑適宜的朝向來確定的。建筑的日照間距為保證陽光不受遮擋,并可以直接照射到建筑室內(nèi),在建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,就必須在建筑物之間留出一定的距離,也就是建筑物的日照間距。影響建筑物的日照間距的因素有許多方面,包括當(dāng)?shù)厝照諛?biāo)準(zhǔn)、地理緯度、建筑朝向、建筑物的高度、長度以及建筑用地的地形等。5 使用新能源與綠化設(shè)計(jì)可以充分利用地?zé)岜眉夹g(shù),如冰島等國家,建筑房子時先在地上打兩個洞,通過電泵將地下水循環(huán)起來

10、,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風(fēng)能的利用條件得天獨(dú)厚,使用熱泵技術(shù)時結(jié)合風(fēng)能與太陽能,用風(fēng)能與太陽能來帶動電泵就可以做到“零能耗”。屋頂綠化,狹義上來說指的是在建筑屋頂上實(shí)施綠化;而廣義上來講，泛指在非滲透性的人工構(gòu)筑物上進(jìn)行綠化，包括在建筑物屋 頂、墻體、露臺陽臺、裙樓屋頂、建筑物的空中平臺、地下大型停 車場的屋頂、工廠廠房屋頂，硬質(zhì)地面鋪裝的廣場，立交橋等，也 被稱為“建筑種植”或“立體綠化” 。 屋頂綠化是如何保護(hù)建筑屋面和達(dá)到節(jié)能效果的呢？在夏季，綠 化種植層對日光照射所產(chǎn)生的熱有三種主要作用方式：1）反射作 用；2）隔熱作用；3）蒸騰作用。

11、屋頂綠化層的反射和隔熱作用比 較易于理解，蒸騰作用包括兩部分：一是指綠色植物自身的蒸騰作 用；一是指綠化種植土表層的蒸騰作用。綠化植物本身通過植物葉 片上的微孔進(jìn)行呼吸，葉片內(nèi)液態(tài)的水吸收周圍空氣的熱量（氣化 潛熱） ，變成氣態(tài)的水，散發(fā)到空氣中去；同樣地，綠化種植土表 層內(nèi)的液態(tài)的水也會吸收的周圍空氣的熱量（氣化潛熱） ，變成氣 態(tài)的水，散發(fā)到空氣中去。潛熱是物質(zhì)在氣化過程中需要的熱量， 由于潛熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顯熱，所以綠化區(qū)域蒸騰作用的吸熱效果非常 大，這就是在炎熱的夏天人們愿意在樹蔭下納涼的原因。 6 結(jié)語 節(jié)能建筑設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要組成部分，它是與建筑所在 地區(qū)的氣候以及建筑微氣候、建筑技術(shù)和能源相結(jié)合，達(dá)到有各方 面高效利用的建筑設(shè)計(jì)方法。最主要的特征就是建筑在冬季能最大 限度地利用自然能來取暖，而夏季則能最大限度地減少得熱，并能 夠利用自然能來降溫冷卻。在節(jié)能建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)以適應(yīng)四季 氣候變化的可控性設(shè)計(jì)為原則，在總體環(huán)境布局中，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?條件合理確定建筑朝向、 間距、 綠化等， 既