馮佳棟
摘要:一直以來(lái),節(jié)能都是國(guó)家的一項(xiàng)基本國(guó)策。由于我國(guó)能源緊缺,所以在建筑工程中為使能源的消耗得以減少,就要采取節(jié)能措施,從而實(shí)現(xiàn)能源經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。文章主要探討建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的意義,并詳細(xì)論述了建筑節(jié)能措施在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能措施;建筑設(shè)計(jì);能源;通風(fēng)
一、引言
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,我們的日常生活以及生產(chǎn)中對(duì)能源的需求量也日益增加,甚至有的能源已經(jīng)出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀況。為此,我們要督促各行各業(yè),采取有效手段,從根本上保護(hù)能源,以免出現(xiàn)能源枯竭的現(xiàn)象。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和能源發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā),如何在滿(mǎn)足使用者舒適度的基礎(chǔ)上,提高建筑對(duì)能源的利用效率,使自然能源得到合理地利用,并降低外界熱環(huán)境的影響,即建筑節(jié)能的問(wèn)題,成為中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的工作重點(diǎn),更是當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展面臨的一個(gè)重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
二、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的意義
建筑已占據(jù)人類(lèi)生活的絕大部分空間,而其建設(shè)和使用也有相當(dāng)大的能耗產(chǎn)生。建筑能耗主要包括建造的能耗,即施工中使用的材料、施工、運(yùn)輸?shù)饶芎?使用能耗,即電能能耗、供暖能耗、調(diào)節(jié)能耗等。建筑的使用時(shí)間較長(zhǎng),所以使用能耗要比建造能耗高很多。我國(guó)每年的新增建筑會(huì)達(dá)到20億㎡,相比發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō),我國(guó)的建筑能耗高出發(fā)達(dá)國(guó)家的能耗2-3倍,再加上再生資源利用上的落后,如果新建建筑的能耗得不到控制,那么我國(guó)能耗的基數(shù)將進(jìn)一步擴(kuò)大,造成潛在的能源危機(jī)。所以,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)就成為最具實(shí)效的節(jié)能方式。所謂建筑節(jié)能設(shè)計(jì),其實(shí)質(zhì)就是強(qiáng)調(diào)在建筑施工中,盡量選取環(huán)保、節(jié)能型材料,在建筑使用中,盡量降低設(shè)備運(yùn)行所耗費(fèi)的能源。既要保證建筑結(jié)構(gòu)合理性,更要注重通風(fēng)、照明、供暖等系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高,從而合理的運(yùn)用所有資源,以免浪費(fèi)能源。不僅如此,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作還能落實(shí)好節(jié)能減排以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展。因此,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是具有重大意義的。
三、建筑節(jié)能措施在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用
建筑節(jié)能措施就是指在建筑設(shè)計(jì)中多采用節(jié)能型的建筑材料,減少煤、電等能源的消耗。針對(duì)我國(guó)建筑節(jié)能現(xiàn)狀以及近年來(lái)全球氣候變暖的情況,可以從以下幾方面來(lái)考慮建筑節(jié)能設(shè)計(jì):
1、建筑規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)
(1)建筑選址
節(jié)能建筑并不是任何氣候條件下、任何位置都能產(chǎn)生合理節(jié)能建筑的,它對(duì)基地是有選址性的。對(duì)建筑基地條件的研究分析主要是從滿(mǎn)足建筑冬季采暖和夏季致涼兩個(gè)工況要求來(lái)進(jìn)行的。建筑選址要滿(mǎn)足三個(gè)原則:向陽(yáng)原則—采暖目的;通風(fēng)原則—致涼目的;減少能量需求原則—綜合目的。要充分尊重氣候條件,使未來(lái)建筑免受外來(lái)因素的“不良”干擾,降低建筑對(duì)能量的需求。
(2)建筑朝向設(shè)計(jì)
建筑朝向的選擇在建筑平面布局方面顯得尤為重要,只有建筑朝向是合理的,才能確保冬季利用日照,避免冷風(fēng)造成大量能耗;夏季限制日照,并保證良好的通風(fēng)性能。由此可見(jiàn),從節(jié)能和熱環(huán)境兩方面來(lái)考慮朝向問(wèn)題,一般要求建筑物避免東西向,以南北向或接近南北向?yàn)橐耍瑥亩苊馓?yáng)的東照西曬,日射的影響也會(huì)降低,并能獲得充足的日照。此外,還要將地形和節(jié)約用地作為一個(gè)重要事項(xiàng),顧慮到居住建筑群體的組合需要。
(3)建筑間距設(shè)計(jì)
為了建筑充分得熱,一定的日照間距就是其先決條件。但是當(dāng)前的城市用地處于非常緊張的狀態(tài),間距過(guò)大就會(huì)浪費(fèi)用地。因此,設(shè)計(jì)建筑總平面時(shí)應(yīng)綜合考慮建筑日照標(biāo)準(zhǔn),建筑節(jié)能、節(jié)地原則等各種因素來(lái)確定建筑間距。在設(shè)計(jì)建筑單體的過(guò)程中,多采用降低層高、退層處理等方法。
(4)綠化環(huán)境設(shè)計(jì)
對(duì)建筑節(jié)能來(lái)說(shuō),綠化起著重要作用,既可以有效調(diào)節(jié)氣溫、減少溫室效應(yīng)、調(diào)節(jié)碳氧平衡、降低噪音、減輕大氣污染,還能對(duì)居住區(qū)的外部微氣候及建筑室內(nèi)熱環(huán)境進(jìn)行逐步改善,從根本上降低建筑能耗。此外,小區(qū)綠化要綜合考慮綠化率、植被的生態(tài)效應(yīng)、人均公共綠化率等幾個(gè)因素。
2、建筑單體節(jié)能設(shè)計(jì)
(1)遮陽(yáng)設(shè)計(jì)
由于夏季溫度高、日照強(qiáng),所以要避免建筑受到太陽(yáng)的直射而導(dǎo)致室內(nèi)溫度過(guò)高的問(wèn)題。一般可以采取遮陽(yáng)手段,如陽(yáng)臺(tái)、遮陽(yáng)板、深凹窗等。實(shí)施這些措施便可以在保證建筑不會(huì)受到太陽(yáng)過(guò)多的輻射,還能有效降低建筑耗能。除此之外,一些智能化的遮陽(yáng)系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生,紛紛走進(jìn)大眾視野,也取得了喜人的成效,有效保護(hù)了能源。
(2)屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑物與室外大氣接觸依靠的重要部分就是屋面,與墻體節(jié)能一樣,屋面節(jié)能的原理通過(guò)屋面層熱工性能的改善而阻止傳遞熱量。概括來(lái)說(shuō),屋面節(jié)能采取的主要對(duì)策有:加強(qiáng)屋面保溫措施;利用坡屋頂;根據(jù)需要來(lái)設(shè)置保溫隔熱屋面。
(3)自然通風(fēng)設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)自然通風(fēng)合理的設(shè)計(jì),能有效降低室內(nèi)溫度,促使建筑達(dá)到冬暖夏涼的效果,還能保護(hù)節(jié)約能源。不僅如此,保持良好的通風(fēng)效果,能保證室內(nèi)無(wú)異味存在,使空氣更清新。其具體設(shè)計(jì)還是要在合理的建筑朝向基礎(chǔ)上進(jìn)行,讓建筑能迎合夏季季風(fēng),并從低到高來(lái)進(jìn)行布置。為了土地資源被合理的利用,不宜將房屋之間的距離設(shè)置過(guò)大,只要滿(mǎn)足基本的通風(fēng)需求即可。
(4)門(mén)窗節(jié)能設(shè)計(jì)
門(mén)窗占建筑總耗能的比例最大,門(mén)窗保溫隔熱的效果較差,門(mén)窗縫隙出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)滲入冷風(fēng)。目前,許多建筑在進(jìn)行內(nèi)部布局時(shí),多選用落地窗,或者較大的窗戶(hù),盡管這樣的窗戶(hù)因面積較大,能吸收更多太陽(yáng)能,但是因其傳熱系數(shù)也與面積呈正比,所以也會(huì)隨之增加耗能。所以,門(mén)窗設(shè)計(jì)的位置應(yīng)按照風(fēng)向和光的走向進(jìn)行,方便穿堂風(fēng)經(jīng)過(guò)。相關(guān)設(shè)計(jì)人員也要合理規(guī)劃窗戶(hù)與墻面所占的比例,盡量將縮小比例。除此之外,在門(mén)窗節(jié)能中,合理的門(mén)窗設(shè)計(jì)以及挑選密閉性良好的門(mén)窗都能提升建筑的保溫性能,減少能源的損耗,使室內(nèi)有良好的通風(fēng)效果。
3、建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)
(1)供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
作為建筑電氣系統(tǒng)的重要組成部分,供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)影響著整個(gè)電氣系統(tǒng)節(jié)能效果。因此,變配電所要盡量與負(fù)荷中心靠近,減少配電半徑,減少對(duì)供電電纜的一次投資。通過(guò)對(duì)三相負(fù)荷的調(diào)整使其能盡量保持平衡,增加諧波濾波器消除線(xiàn)路上的諧波電流,使線(xiàn)路損耗減少。變壓器數(shù)量和容量的合理選擇,還能有效提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù),比如更換高效節(jié)能的變壓器,可增加新型功率因數(shù)對(duì)電容器做集中補(bǔ)償。
(2)建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)建筑照明的過(guò)程中遵循的是“綠色照明”理念,使用的是節(jié)能的照明電器。照明的節(jié)能設(shè)計(jì)主要是控制光源及照明系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此外,要充分利用自然光,照明設(shè)計(jì)者應(yīng)充分的利用自然光進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)自然光無(wú)法滿(mǎn)足人們的光照需求時(shí),必須使用人工照明,其中所選擇的光源是人工照明重點(diǎn)考慮的因素,在不同的燈具里面高效的光源也會(huì)產(chǎn)生不一樣的效率。所以,照明節(jié)能設(shè)計(jì)考慮的一個(gè)主要方面就是選擇的光源問(wèn)題。對(duì)照明系統(tǒng)的控制可以實(shí)行自動(dòng)化、智能化方式,采取光感控制或是聲控,發(fā)揮出照明設(shè)備的節(jié)能最大化。
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