住宅建筑中节能设计的探讨
摘要:随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,对资源和环境造成了相当的影响。本文从建筑设计的角度提出了有效的节能措施,包括合理的建筑设计、提高建筑围护结构的保温隔热性能、采暖系统节能、可再生能源利用和绿化节能等,为建筑设计师提供了理论参考。
关键词:住宅建筑;节能设计
一、 我国住宅建筑节能设计现状
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的发展,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。在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑节能也就成为关系国计民生的重大问题。
从实际中看,我国的住宅建筑节能设计起步落后于西方国家,且能源浪费情况严重。如:我国的建筑采暖、外墙的耗热量为气候条件向接近的发达国家的4-5倍,外窗能耗为1.5-2.5倍,门窗透气能耗为3.-6倍,屋顶能耗为2.5-5.5倍,综合能耗为3-4倍。形成这种现状的原因为:
1)设计结构的过程中没有节能的意识,导致房屋结构的不合理,提高了能耗;
2)投资过程中过于注重利润,而忽视了后期使用的能源消耗和费用支出;
3)某些设备在运行中效率偏低,运行管理不到位;
4)外围结构保温的技术应用不够广泛,传统的保温材料导致了建筑设计的保温标准很难实现。所以,在我国的住宅建筑的能耗一直居高不下,严重阻碍了节能减排的进程,而高能耗的住宅也越来越不适应城市的发展和居民生活水平的提升。
二、住宅建筑整体设计的节能措施
1、住宅总体平面的节能设计
住宅的科学的整体规划是住宅建筑设计的节能措施之一。规划节能设计的思路是从建筑的选址开始,从住宅的布局、住宅的朝向、建筑的间距、气候风向、阳光辐射等外部环境营造入手,进行必要的分析并总结出气候结构和地理因素对建筑节能的影响,选择有利的条件,避免不利的因素,通过合理的布局和对自然因素的利用,形成一个有利于节能的微型小区气候环境,实现降低建筑使用能耗的目的。
2、住宅建筑的外部环境的节能设计
众所周知必要的绿化可以改善空气质量和降低粉尘,减轻噪声污染和降低室内外温度,营造良好的室外热环境。住宅建筑的整体设计中就可以利用绿化来实现对整体环境的改善。住宅区中的绿地、广场、预留设施等不仅仅可以提供必要的休闲场所,还可以提高住宅小区的绿化面积,利用各种植物的穿插使用,营造安静舒适的居住环境,而且可以降低整住宅小区的环境温度,从而达到降低能耗的目的。
三、住宅建筑设计的外围结构节能
住宅建筑之所以会产生能耗主要是因为冷热传导造成的内外能量交换而造成的能量的流失。为了维持建筑物内部舒适,人们往往通过制冷或者供暖的形式来维持建筑物内的温度的稳定,而建筑内外的冷热传导加剧增导致制冷或者取暖的能量消耗,这就产生了能耗。当然能耗是不可完全避免的,而适当的改进建筑的为结构和建筑形式,则可以降低能耗。
1、建筑物门窗的节能
建筑的门窗是导热的薄弱环节,因为门窗都是轻薄材料构成,其导热的性能高是降低能耗的薄弱环节。据试验,单层的玻璃窗的能量损失是整个建筑夏季降温和冬季保暖能耗的50%。因此在节能设计中应当合理的设计墙窗的比例和位置,如:在东西墙面避免开有较大的窗口,同时也需要合理设计高度平衡光线和控制温度的关系。另外,在材质选取和形式设计上也应当充分考虑节能的需求,做到既经济又合理。
2、外围墙体设计
随着传统的实心砖墙的使用减少,复合材料构成的轻质保温墙体越来越得到了广泛的应用,成为了建筑墙体设计的主流。其主要的形式是:利用轻质砖或者钢筋混凝土作为墙的承载主体,而绝热材料与之配合,以粘贴的形式增强墙体的保温隔热的性能,从而形成了复合墙体。目前的复合墙体有:
1)内保温墙,也就是将绝热材料复合在外墙的内侧。这种方法施工简单,是广泛采用的保温技术。
2)中间层保温墙。这种方法就是将保温材料设计在外墙和内墙中间,保暖性较好,但是施工工艺较复杂,需要保证填充的质量。
3)外保温墙,也就是将保温材料粘合在承重墙的外层,这种方法的热稳定性较高,可以增加居住空间,但是对外保温层的稳定性要求较高,需要其能够对抗恶劣天气和温度的变化,尤其是北方住宅,对外保温材料的耐久性要求更高。
3、住宅建筑的屋顶保温
建筑的外围结构中对节能影响较大的还有屋顶,设计中应当保证:
1)屋顶使用的保温材料应当严格的控制吸水率,尽量降低材料吸水性能。这样可防止屋面因降雨而产生材料吸水影响其保温性能。
2)设计中屋顶还应该选用轻质、高密的材料,以此降低屋顶的自重,并提高其保温效果。
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