对现代建筑节能设计的探讨

对现代建筑节能设计的探讨【摘要】本文分析了建筑节能设计的重点环节.并简要介绍了太阳能当前在建筑节能设计中的应用。【关键词】建筑;节能;设计;能源1.中国建筑能耗基本情况我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速地发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。日前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3x108t标准煤，占全国能源消费总量的11.5%左右，占采暖区全社会能源消耗的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消耗的50%左右。与此同时，由于建筑供暖燃用大量的煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。2.节能建筑规划设计2.1日照环境设计建筑规划设计中应考虑争取冬季建筑日照时间，温暖和十燥环境，夏季避免强烈的太阳辐射。囚此，应合理设计建筑间距及朝向。在规划设计时，应在建筑物之间留出定的距离，确保阳光能直接照射到建筑室内，也即是保持合理的日照间距。日照间距是由当地的地理纬度、日照标准、建筑朝向、高度及建筑用地的地形等因索决定的。在目前城市用地十分紧张的形势下，应权衡好提高建筑密度与保持建筑日照间距之间的关系，以取得最佳的开发效益。此外，建筑物朝向的选择应满足冬季能获得足够的日照，避开冬季主导风向，防止冷风进入室内，还应考虑夏季防止太阳辐射，但通常都难以取得既夏季防热又冬季保温的理想朝向，对于夏季炎热并且冬季不是很冷的南方来说，建筑物的朝向应以考虑夏季防晒为主。2.2组织好建筑物室内的通风设计通风节能设计,不仅有利于改善住宅室内的空气品质，满足人体健康舒适的要求，还叫减少开空调的时间，降低建筑的能耗。因而在建筑群体总平面布置和单体设计时，考虑自然通风是十分必要的。自然通风最基本的动力是风压和热压，建筑物正面迎风时，建筑物表面的阻挡会使其迎风而产生正压区，气流绕过建筑物各侧面及背面，便会随之形成负压区，使得建筑迎风面和背风面产生压力差，改善了自然通风的条件。2.3绿化环境设计绿色植物调节局部小气候合理布置的植被会在盛夏形成自然荫凉，在一定程度上避免建筑外墙被曝晒，减少外部的热反射和眩光进入室内，同时还避免产生蒸腾作用，带走带来热量，增加空气湿度，降低环境温度。有绿色植被的墙体或者屋面，其降温效果是非常明显的。在建筑的绿化景观规划设计中，种植成排的植物能产生狭管效应，引导并放大夏日微风，加快散热速度;还可在建筑的西墙种植爬墙植物，对于高层建筑，叫分层种植，以便植物布满墙面;有条件的也叫设置屋顶花园。在建筑的南向应种植落叶植物，以便夏日提供浓荫遮挡烈日，秋冬落叶之后方便阳光照射室内。3.建筑节能的途径3.1建筑围护结构体系3.1.1建筑外墙多年以来，我国建筑都采用烧结粘上砖作为外墙主要材料，由烧结粘土砖的生产造成了上地资源的人量损耗，国家已逐步禁止使用烧结粘上实心砖。借鉴发达国家的经验.使得复合墙体将是大势所趋，这种墙体很好地发挥了两种材料的长处，既不会使墙体过厚，保温效果又好，且能承重。因此，综合运用围护结构的热传递机理、节能指标体系优化方法以及建筑低能耗围护结构组合优化设计方法进行墙体材料的研究和开发是现阶段建筑围护结构体系节能的关键。3.1.2建筑外门窗建筑物的外门和外窗是冬季冷风侵入、夏季阳光入射的主要通道。为了保证建筑的节能，要求外窗及阳台门具有良好的气密性。节能门窗可以是中层窗，也可以是双层窗。在高纬度严寒地可采用二层窗。一般而言，窗户的传热系数要远大于墙体的传热系数。所以尽管窗户在外围护表面，所占的比例不如墙面大。但通过窗户的传热损失却有可能接近甚至超过墙体。提高窗户的保温隔热性能主要从两个方面着手。首先是玻璃，玻璃的导热系数很大。薄薄的层玻璃热量很容易流出或流入。因此设计时可考虑采用双层玻璃中空玻璃、低辐射玻璃等保温性能较好的玻璃或采用镀膜玻璃反射掉部分洒到玻璃上的太阳光；其次窗户的框材也要加以考虑，如果是铝型材或钢型材窗框，则必须对型材做断热处理。3.1.3窗墙比在确定墙体、门窗做法后，合适的窗墙比对于节能设计是必要的。窗墙面积比对建筑能耗的影响.主要取决十窗与外墙之间热工性能的差异，相差越大，影响越显著。窗墙面积比不仅影响能耗，也影响建筑立面效果、室内采光、通风等。将开窗率控制在适当的水平，并尽量避免在东、西向开窗，是节能设计中应遵循的原则。3.1.4屋顶的设计顶层住房冬冷夏热现象十分明显。因此，屋顶的设计在建筑节能设计中占有相当比重，除必须考虑屋面隔热保温措施以外，尚应从建筑节能的角度采取以下措施：（1）屋顶外表面采用浅色饰面材料，可在夏季能反射较多的太阳辐射热，从而能降低室内的太阳辐射的热量和维护结构内表而温度;(2)屋顶内设置贴铝箔的封闭空间层，能提高热阻3.6倍，节能效果显著，是最有效的节能措施之一，但需注意的是，采用中面铝箔空气间层时，铝箔应设置在室外侧的面;(3)在冬暖夏热区具有多雨气候特点的地区采用蓄水屋面节能措施，依靠水分的蒸发消耗屋顶接收到的太阳辐射热量;(4)利用屋面作为活动空间并设置遮阳装置如:白叶遮阳棚和爬藤植物遮阳棚等。这此措施经过建筑手法的处理，不仅对建筑节能起到重要作用，也丰富了屋顶的平面、立面设计。3.2建筑细部3.2.1遮阳板遮阳板的巧妙设置在建筑节能设计中往往会起到意想不到的效果。开窗率适当、遮阳良好的建筑才能是节能佳作。建筑师应重视遮阳板的设置，在立面遮阳设计时不仅仅只考虑遮阳构造设计，还可综合利用阳台、外廊等建筑构件以及垂直绿化、遮阳树木取得综合遮阳效果。使立而遮阳设计与立面形态处理有机结合起来。3.2.2绿化近年来，人们越来越重视绿化所带来的景观效果，但实际上绿化所起的节能作用也是十分明显的。由于城市绿地不断减少加之空调的大量使用，导致“热岛效应”。空气环境日益恶化，给建筑节能带来负效应。1块草地和1块沥青地面的表面温度差可达14℃以上，而绿地每天蒸发大量水份，带走大量热量。为建筑物创造了十分有利的周围环境条件。因此，在城市规划、建设的发展进程中绿化所起到的节能作用将日益显现。3.3太阳能在建筑节能中的应用随着煤炭，石油和天然气等天然能源的日益缺乏，新能源和可再生能源的研发和应用已成为趋势，在建筑应用太阳能、风能让也热能和生物质能等新能源和可再生能源是建筑节能技术的重点。由于太阳能是种典型的可持续能源，具有洁净、安全、长期性的特征，因此太阳能在建筑节能设计中得到了广泛应用。4.结语为了实现我国可持续发展战略，建筑节能势在必行。只要结合我国国情和实际情况，综合利用各种节能技术措施，趋利避害，选择经济合理的节能方案，必定可以获得显著的节能效果。参考文献[1]龙卫飞.建筑创作中节能设计的运用[j].建设科技,2010(4).[2]杨善勤.民用建筑节能设计手册[m]北京:中国建筑工业出版社,1997