基于建筑设计的建筑节能方法的探讨摘要:建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
本文探讨了基于建筑设计的建筑节能方法。
关键词:建筑设计;建筑;节能;方法
中图分类号:tu2 文献标识码:a文章编号:
我国建筑能耗的总量逐年上升, 在能源总消费量中所占的比例已从20 世纪70 年代末的10%上升到近年的27. 45%。
而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33% 左右。
以此推断, 国家建设部科技司研究表明, 随着城市化进程的加快和人民生活质量
的改善, 我国建筑耗能比重最终还将上升至35%左右。
如此庞大的比重, 建筑耗能已成为我国经济发展的软肋。
一、建筑设计中节能设计的必要性
1、建筑节能设计的理念十分重要
建筑节能是长期的、持续的和发展的动态过程,又是一项系统工程,涉及建筑材料、建筑设计、建筑构造、建筑物理、建筑施工、暖通空调、物业管理、政策法规等诸多方面的因素。
针对我国建筑节能技术发展的现状, 重视建筑节能设计, 在建筑设计中遵循节
能设计理念对建筑节能的实施和发展具有重要的现实意义。
2、秉承“因地制宜”的节能设计理念
重视当地气候环境因素和资源条件, 因地制宜、合理利用, 建立寿命周期成本观念, 寻求最佳的合理方案, 设计满足人们对建
筑室内环境需求的绿色节能建筑。
3、建筑外围护结构的热工设计应适当超前
现行建筑节能设计标准对建筑外围护结构热工性能的规定性指标实际水平较低, 距离舒适性建筑的要求甚远, 与发达国家的差
距很大。
随着我国经济的发展, 建筑外围护结构的热工性能必然会逐步提高, 因此建筑外围护结构的热工设计适当超前是必要的。
二、建筑设计中的建筑节能措施
1、规划节能
(1)合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。
建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
(2)合理的外部环境设计
在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。
根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自
然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
(3)合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。
它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。
日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。
然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2、自然通风设计
从节能和舒适的角度考虑,自然通风是设计中要注意的一个很重要的问题,良好的自然通风,不仅有利于改善室内的热舒适程度,而且还可减少空调运行的时间,有利于降低建筑物的实际使用能耗。
在建筑设计中平面应避开冬季主导风向,充分利用春、夏、秋季凉爽时段的自然通风,通过被动方式,利用室外气流带走室内产生的余热,从而保证室内的热舒适性,并缩短空调开启时间,达到节能的目的。
3 、建筑朝向设计
朝向对建筑能耗的影响也十分重大。
太阳的辐射得热在夏季会增加制冷负荷,在冬季则能降低采暖负荷。
朝向选择时应从当地气象条件,地理环境,建筑用地等全面考虑,从节约用地的前提出发,优先采用本地区的最佳或接近最佳朝向,满足冬季能争取较多的日照,夏季避免过多的得热,还应有利于自然通风,从长期实践经验来看,南向是我国各地区者较为适宜的建筑朝向,但在建筑设计时会受到各方面因素的制约,不可能都采用南向,就应因地制宜合理确定建筑朝向,以满足节能与舒适的要求。
4、建筑的围护结构
建筑的围护结构包括屋面、墙体(包括金属、石材等非透明的幕墙)和门窗(包括玻璃幕墙)。
建筑师应根据建筑的功能和美观要求,综合考虑经济因素,采取有效的手段,满足建筑节能的要求。
不同的围护结构性能不同,达到相应的要求所付出的代价也不一样。
对于高层建筑,屋面所占的比例很小,围护结构应主要着眼于墙体和门窗。
而墙体和外窗中,墙体达到较高的性能比较容易,窗户则是薄弱环节。
所以,建筑的开窗面积一般不可过大,过大则使得窗户的设计非常困难。
对于采用建筑幕墙的建筑而言,玻璃幕墙要达到比较好的保温性能或隔热性能是比较困难的,而金属幕墙、石材幕墙等非透明幕墙则只要在幕墙面板后面加设保温层就很容
易满足保温隔热要求。
再如,对于大跨度的建筑,屋面所占比例较
大,屋面保温的节能效果是比较好的,而且造价也相应比较低,玻璃幕墙或窗户要达到同样的性能则非常困难。
所以,建筑设计时应该考虑到各个方面技术的可行性,经济的合理性,进行综合衡量,优化选择。
建筑的围护结构是整体建筑节能的一部分,建筑外窗或幕墙又是围护结构的一部分,所以建筑设计时应该进行综合衡量,对各个部分围护结构的各项性能指标提出明确的要求,而不能将整个围护结构的节能设计交给门窗、幕墙企业,因为这样做不利于围护结构设计的经济与合理。
围护结构中,节能产品的种类也很多。
就门窗、幕墙而言,不同产品的性能也不一样,经济指标也不同。
外窗和玻璃幕墙均有保温和遮阳比较好的产品,但价格相对比较贵,而且相比墙体而言,性能依然相差较大。
可是,建筑也不可能不使用窗户,也不可能不使用玻璃幕墙,因为有外观的需要、功能的要求,甚至还有结构上的需要。
5、可再生资源的循环利用
(1)选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。
建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。
一方面, 随着科技的发展, 大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去, 更好地起到节能效果。
如新型保温材料、防水材料在墙体
屋顶中的应用, 达到了更好的保温防潮效果; 新型透光隔热玻璃在门窗中的应用, 起到了更好的透光隔热效果; 采用可调节的铝材遮阳板, 达到遮阳的目的。
另一方面, 要结合当地的实际情况, 发掘出一些地方节能材料, 更好地应用到建筑节能中去。
(2)根据当地实际情况,充分利用各种绿色能源,如风能、太阳能、地热能等,形成与建筑空间使用配套的能源综合开发系统。
(3)照明、器具设备和电器负荷要在节能环保的基础上进行最优设计,在保证正常生产生活的前提下,最大程度上节约能源。
(4)设置性能优良的节水设置,通过节约用水和水资源的再利用,提高水资源的利用率,同时,使生活污水的排放量降到最低,减少环境污染。
(5)在屋顶上种植绿色植被,即可以增加绿化面积,改善生态环境,又可以减少屋顶的热损失,达到节约能源的目的。
(6)广泛推广采用采暖、制冷、通风、照明等建筑节能技术,全面有效的实现节能环保的最大目标。
总之,随着我国经济的快速发展,人们生活水平的大幅提高,我国每年都有数以千万的建筑拔地而起,这些建筑的诞生都需要大量的能源为前提。
如果长此下去,我们的国家将不能堪付这种巨大的需求量,那么后果是惨痛的,所以我们一定要加大建筑节能设计的步伐,摒弃传统的建筑方式和材料的选择,要以节约能源为首要任务,创造设计出最合理的建筑形式。
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