【摘 要】建筑节能是关系国计民生的大事,也是功在当前,造福后人的千秋大业。文章在论述建筑节能设计必要性的基础上,提出了建筑节能设计的几种途径。
【关键词】建筑节能设计 必要性 途径
建筑节能是近年来世界建筑发展的趋势,也是当代建筑科技发展的一个新的生长点,建筑节能是缓解我国能源紧缺,改善人民居住生活条件,减少环境污染,促进国民经济持续发展,利国利民的重大国策,它是我国经济体制改革的必要组成部分。从上世纪90年代开始,随着国际能源的日趋紧张,国家对建筑节能的要求越来越高。我国各级政府对建筑节能的要求也越来越明确。1996年国家颁布了《民用建筑节能设汁标准》。2001年国家颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》;2004年北京市颁布北京市工程建设技术标准《住宅建筑门窗用用技术规范》明确要求将外窗的传热系数达到2.8w/(m2k)以内,这样普通的铝合金门窗将在这一地区彻底的淘汰。2005年7月1日国家颁布实施了我国第一部有关公共建筑节能的国家标准《公共建筑节能设计标准》对公共建筑门窗的传热系数(K值)有了明确的规定,并对夏热冬暖的地区的节能也提出了要求。前几年,我国政府更是提出了建设节约型社会的口号。所以说,建筑节能设计迫在眉睫。以下就建筑节能设计方面简谈一些粗浅的看法。
1建筑节能势在必行
建筑能耗与工业、农业、交通运输能耗并列,约占民生能耗的35%左右,建筑能耗包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等方面的能耗。由于我国人口众多,人均能源占有量只有世界平均水平的一半,改革开放后随着人民生活水平的提高,对舒适生活的追求,采暖范围日益扩大,空调走入百姓家,人均用电量也从1998年的687度,增长到2008年的1680度,增幅达2.4倍。集中供热面积由2.13亿平方米增长到5.06亿平方米,高耗能建筑(如玻璃幕墙)这几年不断增加,建筑用能的急剧增长,都将影响到国民经济的持续发展,所以建筑节能势在必行。
另一方面,世界各国都在呼吁环境保护问题。矿物性燃料燃烧的排放物中含有大量有害人体健康的CO2、SO2以及悬浮颗粒、降尘和氮氧化物,这些有害气体导致地球升温,冰山融化,海平面上升,水旱灾害加剧,沙化面积扩大,水源减少,地震频繁,加上人为掠夺能源的战争爆发,大自然开始向人类进行报复,因此建筑节能具有拯救地球,保护人类的重要意义。
第三方面,从我国所处的气候环境来讲,冬冷夏热的问题较为明显。我国与世界上同纬度地区相比,一月份的平均气温偏低,而七月份的平均气温却偏高,这样就增加了冬季采暖和夏季空调制冷的能耗量,由此看来,建筑节能在我国尤其重要。
2建筑节能的主要途径
2.1 加强外墙围护结构的保温隔热性能
提高墙体保温性能的关键在于增加热阻值,设计中应选择质轻导热系数低的材料作围护结构,对于住宅尚需考虑外墙承重问题,目前多采用外墙内保温的做法,但外墙的“热桥”部位不好解决,外墙外保温的做法,可解决热桥问题,但施工造价偏高,常用的建筑保温隔热材料有膨胀珍珠岩、岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨醋泡沫塑料、加气砼、瓦楞铝箔等,这些材料导热系数低,热阻值大。可做成保温隔热板材用在复合墙体上。
2.2 建筑体型系数
体型系数指标也是节能设计时的重要指标之一,建筑体形系数S=F/V,指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,因此,在设计中首先应选择良好的日照朝向,尽量采用体型简单,规整的建筑形式,避免过多的凸凹,以减少外墙面积。另外,在每层建筑面积一定的情况下,适当地调整建筑物的长宽尺寸,也能有效地减少外墙面积。使S=F/V满足规定要求。
2.3 提高窗的保温性能和气密性,增强抗冷风渗透能力
由于窗户占整个建筑耗能量的5%左右,因此改善窗的材料和构造是节能的重要手段。在设计中应注意朝向,在满足设计规范和使用要求的前提下,尽量减少窗墙面积比,由于玻璃的导热系数大,热阻值小,空气的导热系数小,热阻值大,故采用双玻,空气夹层以6—20mm的间隙为佳,当窗洞面积比在30%—40%,双玻夹层空气厚度为16mm时,单框双玻的木窗和塑料窗传热系数为2.6w/(m2k),单框而单玻则为4.7w/(m2k),钢窗及铝合金窗其值更高,但木窗和塑料窗易变形和老化,因此设计中优先选用单框双玻塑钢窗为上策,同时改善窗的密封性能、增加橡皮条。
2.4 加强屋面的保温隔热性能
除外墙外,建筑物与大气的另一接触面就是屋面,屋顶能耗占建筑物总能耗的8%左右,在屋面设计时应注意以下几点:
2.4.1 采用导热系数小的保温材料做保温层,并保证一定的厚度,如选用水泥蛭石板、沥青珍珠岩、加气砼、硬质聚苯板、水泥珍珠岩等,其总热阻值均较小,传热系数在0.8以下,可达到节能要求。
2.4.2 屋面设架空隔热层,以减少热辐射效应。
2.4.3 采用倒置屋面板,将防水层设在保温层下边,但要注意保温层表面防水。
2.5 提高地面的保温性能
采暖建筑地面的保温性能及节能水平,体现了建筑地面设计的经济性和科学性,也影响着居民的健康与舒适。我国建筑热工设计规范将地面按着反映其热工性能的吸热指数B分为三类,不同的建筑应根据其功能要求选择不同的地面。笔者建议,可采用40mm厚的水泥膨胀珍珠岩(1∶8)可节能3%。
2.6 楼梯间
楼梯间设门斗安门窗,减少冷风渗透,减少采暖房间向不采暖楼梯间的传热,同时加强楼梯间外围护结构保温效果,因为加强楼梯间外围护结构保温效果比增加内围护结构保温效果对楼梯间得热量的影响要大。例如:如果楼梯间内围护结构面积为外围护结构面积的四倍,在不考虑朝向等修正系数及楼梯间冷风渗透热损失的前提下,则外围护结构平均热阻值增加25%与内围护结构平均热阻值增加一倍的效果相当,而且外围护结构的面积要小于内围护结构面积,即使同样的保温做法在工程造价上也要经济的多。
总之,建筑节能是关系国计民生的大事,也是功在当前,造福后人的千秋大业。作为建筑设计师,在设计时不但要增加建筑的现代感及艺术感,还要保证减少能耗,符合建筑节能的标准,这样才能符合社会经济发展和优化自然环境的需要,实现建筑的可持续发展。
参考文献:
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[2]缪峰,李春平.浅谈南京市居住建筑节能设计[J].南方建筑,2006,(11).
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