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摘要:现代技术的飞速进步带动建筑的高度发展,提高建筑使用过程中的能源利用效率,是当今建筑发展严峻而急迫的课题。节能建筑设计必须从选址、区域规划开始着手。本文谈谈建筑规划设计、建筑构造以及在使用过程中的节能技术。
关键词:建筑节能;规划设计;使用
建筑节能要做到两个方面,一是“开源”:从环境中获得廉价的自然能源(热能或冷能);二是“节流”:加强建筑围护体的保温性能。要达到这两个目的,建筑就必须采用诸多的节能技术、措施。建筑规划设计是建筑节能的一个重要手段,规划设计应从分析地区气候条件着手,将设计与建筑技术和自然能源条件进行有效的结合,使建筑在冬季最大限度地利用自然能采暖,夏季最大限度利用自然资源降温。
1 建筑规划设计与节能
1.1 建筑的选址
建筑居住建筑的选址布局对节能影响是十分大的,建筑所处位置的地形地貌将直接影响建筑室内外热工环境和建筑耗热的大小,选址时建筑不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹形地形地域。这主要是考虑在冬季对建筑物会产生的“霜洞”效应。此时,建筑物的底层或半地下室的层面如要保持所需的室内温度,所耗的能量将会增加。在江河湖泊丰富的地区,因地势表面植被覆盖的不同,在太阳辐射作用下,产生“水陆风”形成气流运动,在建筑内形成穿堂风,对改善夏季热环境,节约空调能耗是非常有利的。此外,建筑室外地面绿化覆盖率,对小气候环境影响也是很明显的。事实证明,植被覆盖多,严格控制建筑密度,城市“热岛效应”相对会减弱,居住区热湿环境会得到改善。
1.2 向阳,通风及避风
太阳对人类生活、工作有着不可替代的作用,居住建筑设计应从以下几个方面争取最佳日照。
(1)居住建筑的基地应选择向阳且冬季避风的地段。冷空气对建筑物围护体系的风压及冷风渗透均会对建筑物冬季防寒保温带来不利的影响,在严寒地区尤为突出。
(2)注意选择建筑最佳朝向。正确选择居住建筑的朝向对建筑的采光和节能有着很重要的意义。影响规划设计建筑朝向的因素很多,例如:地理纬度、气候特征、用地环境条件等。加上小区内自然通风的组织及道路布局的影响会使“良好朝向”或“最佳朝向”的范围成为一个相对的提法。日照与通风是评价住宅节能环境的重要标准;此外,选择朝向对居室获得的紫外线量应给予重视,这是评价居室卫生条件的必要因素。因此我们通常选择冷月(冬季)有较长日照时间和较多日照面积(住宅墙上的受日照面积),热月(夏季)有较少日照和最少日照面积的朝向。在实际的运用中根据太阳辐射及日照已将住宅的朝向基本确定以后,再进一步核实季节的主导风向,往往会出现主导风向与日照朝向有一个夹角的现象。一般情况下,单幢的住宅垂直于主导风向是好的,但整个建筑群体这样组合在一起并不有利,因此,希望调得一个角度以使各排住宅都能获得比较满意的通风条件。
(3)选择满足日照要求,且不受周围其他建筑与地形严重遮挡的基地。利用住宅建筑群合理布局争取日照。住宅组团中各住宅形状布局走向都会产生不同的阴影区,随着纬度的增加建筑后部的阴影区范围也增大,所以在规划总平面时,应取各种布局中最好的日照布局。一般居住建筑组团平面布局有行列式、错列式、周边式、混合式、自由式等,它们都有各自特点。“行列式”是采用最广泛最有效得到最好建筑朝向的形式。“错列式”是“行列式”的一种变形,布局时可以避免“风影效应”,利用山墙间的空间争取到更多的日照时间。“周边式”的布局,在北方寒冷地区用得较多,布局合理,可以阻挡冬季的寒风,争取较多的日照,在街坊内部空间可形成较好的微气候,有利于节能;但这种布局不适合炎热的南方,因为对自然通风不利,有的居室得不到良好的朝向,反而造成能源消耗大。“混合式”是行列式和部分周边式组合,这种方式吸取了周边式与行列式日照通风的优点,是一种较好的建筑群组团方式。“自由式”是当地形复杂时,建筑群能密切结合地形因地制宜的布置形式。它便于采用多种平面形式,高低、长短、板式、点式不同型体组合,争取到好的朝向,创造日照及自然通风的有利条件。利用建筑布局要使建筑空间获得一个良好的外部微气候环境界面,在北方寒冷雪天较多的地区,建筑布局要尽可能使道路平行于当地冬季主导风向,这样有利于避免积雪,改善建筑外部不利的微气候条件。在将高度相似的建筑行列式排列时应注意“风漏斗”现象的产生。当宽度是其高度2至3倍时,这种组合排列建筑间其风速可提高30%左右,将加速建筑热损失,这在寒冷采暖地区是很不利的,但若是在南方炎热地区这种布局又可能对自然通风带来一定的好处。它改善了建筑外部微气候的环境条件。
2 建筑构造中和使用中的节能技术
改善建筑的隔热保温性能是公认的建筑节能的主要技术,提高隔热保温性能则有以下方式:(1)墙体的隔热保温:改善改进墙体应用的建筑材料和建筑产品。在节能的前提下,应采用复合墙体代替以往的粘土砖或钢筋混凝土作墙体,这样既提高隔热保温效果,又能节约能源和土地。(2)门窗的隔热保温:采用先进的门窗产品及适当的窗墙比。建筑节能中,改善门窗的密闭性防止空气渗透,这也是建筑节能的重要方面。目前主要解决办法是:限制窗墙面积比,控制开窗面积,但这种方法仅适合于对于天然采光要求不高的建筑,应用范围受限制;提高窗的密封性,减少空气渗透而导致的热量交换;改善窗的保温性能和透光性,控制入射光强度。可用双层玻璃窗、中空隔热玻璃、吸热玻璃、防晒玻璃、热反射玻璃等;改进窗框材料:采用密闭性更好、更容易加工的窗框材料。推广塑钢门窗及其他密闭性更好的窗框材料。(3)屋顶的隔热保温,可采取多种措施,例如:架空板隔热(架空层高度应在一定范围内才能达到一定效果,这种办法在南方地区常见);铺设高效隔热层(可采用铝箔等高防辐射的材料铺设);屋顶水池或定时喷水系统。这种方式对屋顶结构防水要求高一些,又有一些特殊构造。屋顶绿化,这种方式主要是从结构,防水构造等节点去解决。
在国内大多数地区,空调大量被应用,空调通风、送风过程中的节能也是要注意的重要方面。注意维护保持冷空间环境,控制热空气与室内冷空气的交换。可以采用南向植树,设遮阳板,墙面立体绿化等措施。同时也要让室内产生的热量迅速排除到室外.采用高效节能的空调设备。我国目前空调设备比较落后,很多是高耗能设备,致冷效率低。这也是夏季能量浪费的主要原因。要注意建筑物的通风。尽量利用自然通风,在日平均气温低于30℃,人感觉舒适时应考虑尽量使用自然通风。研究表明,除了影响人体热舒适的六大参数-空气温度、空气流速、平均辐射温度、相对湿度、人体活动强度以外,室内相对风流、竖直温差、及辐射的不对称性均会影响到人体的热舒适度。基于这些原因,人还是在自然通风时感觉最舒适。故无论是从人的舒适度,还是满足节能要求而讲,尽量利用自然风也是可行和必须的。此外,有些地区日照时间长,建筑物设计中应尽可能利用白昼自然光,这不但有利于节能,还有利于人类心理环境感觉舒适,灯具应改进声控灯具,为高效节能灯,从而使绿色照明工程顺利得以实现。
参考文献
[1]杨红霞.建筑节能与节能建筑概念辨析[J].理工高教研究.2006(03)
[2]朱伟.房屋建筑节能技术的几点措施[J].甘肃科技.2002(Z1)
[3]李红玉.国外建筑怎样节能[J].时事报告.2011(03)
关键词:建筑节能;规划设计;使用
建筑节能要做到两个方面,一是“开源”:从环境中获得廉价的自然能源(热能或冷能);二是“节流”:加强建筑围护体的保温性能。要达到这两个目的,建筑就必须采用诸多的节能技术、措施。建筑规划设计是建筑节能的一个重要手段,规划设计应从分析地区气候条件着手,将设计与建筑技术和自然能源条件进行有效的结合,使建筑在冬季最大限度地利用自然能采暖,夏季最大限度利用自然资源降温。
1 建筑规划设计与节能
1.1 建筑的选址
建筑居住建筑的选址布局对节能影响是十分大的,建筑所处位置的地形地貌将直接影响建筑室内外热工环境和建筑耗热的大小,选址时建筑不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹形地形地域。这主要是考虑在冬季对建筑物会产生的“霜洞”效应。此时,建筑物的底层或半地下室的层面如要保持所需的室内温度,所耗的能量将会增加。在江河湖泊丰富的地区,因地势表面植被覆盖的不同,在太阳辐射作用下,产生“水陆风”形成气流运动,在建筑内形成穿堂风,对改善夏季热环境,节约空调能耗是非常有利的。此外,建筑室外地面绿化覆盖率,对小气候环境影响也是很明显的。事实证明,植被覆盖多,严格控制建筑密度,城市“热岛效应”相对会减弱,居住区热湿环境会得到改善。
1.2 向阳,通风及避风
太阳对人类生活、工作有着不可替代的作用,居住建筑设计应从以下几个方面争取最佳日照。
(1)居住建筑的基地应选择向阳且冬季避风的地段。冷空气对建筑物围护体系的风压及冷风渗透均会对建筑物冬季防寒保温带来不利的影响,在严寒地区尤为突出。
(2)注意选择建筑最佳朝向。正确选择居住建筑的朝向对建筑的采光和节能有着很重要的意义。影响规划设计建筑朝向的因素很多,例如:地理纬度、气候特征、用地环境条件等。加上小区内自然通风的组织及道路布局的影响会使“良好朝向”或“最佳朝向”的范围成为一个相对的提法。日照与通风是评价住宅节能环境的重要标准;此外,选择朝向对居室获得的紫外线量应给予重视,这是评价居室卫生条件的必要因素。因此我们通常选择冷月(冬季)有较长日照时间和较多日照面积(住宅墙上的受日照面积),热月(夏季)有较少日照和最少日照面积的朝向。在实际的运用中根据太阳辐射及日照已将住宅的朝向基本确定以后,再进一步核实季节的主导风向,往往会出现主导风向与日照朝向有一个夹角的现象。一般情况下,单幢的住宅垂直于主导风向是好的,但整个建筑群体这样组合在一起并不有利,因此,希望调得一个角度以使各排住宅都能获得比较满意的通风条件。
(3)选择满足日照要求,且不受周围其他建筑与地形严重遮挡的基地。利用住宅建筑群合理布局争取日照。住宅组团中各住宅形状布局走向都会产生不同的阴影区,随着纬度的增加建筑后部的阴影区范围也增大,所以在规划总平面时,应取各种布局中最好的日照布局。一般居住建筑组团平面布局有行列式、错列式、周边式、混合式、自由式等,它们都有各自特点。“行列式”是采用最广泛最有效得到最好建筑朝向的形式。“错列式”是“行列式”的一种变形,布局时可以避免“风影效应”,利用山墙间的空间争取到更多的日照时间。“周边式”的布局,在北方寒冷地区用得较多,布局合理,可以阻挡冬季的寒风,争取较多的日照,在街坊内部空间可形成较好的微气候,有利于节能;但这种布局不适合炎热的南方,因为对自然通风不利,有的居室得不到良好的朝向,反而造成能源消耗大。“混合式”是行列式和部分周边式组合,这种方式吸取了周边式与行列式日照通风的优点,是一种较好的建筑群组团方式。“自由式”是当地形复杂时,建筑群能密切结合地形因地制宜的布置形式。它便于采用多种平面形式,高低、长短、板式、点式不同型体组合,争取到好的朝向,创造日照及自然通风的有利条件。利用建筑布局要使建筑空间获得一个良好的外部微气候环境界面,在北方寒冷雪天较多的地区,建筑布局要尽可能使道路平行于当地冬季主导风向,这样有利于避免积雪,改善建筑外部不利的微气候条件。在将高度相似的建筑行列式排列时应注意“风漏斗”现象的产生。当宽度是其高度2至3倍时,这种组合排列建筑间其风速可提高30%左右,将加速建筑热损失,这在寒冷采暖地区是很不利的,但若是在南方炎热地区这种布局又可能对自然通风带来一定的好处。它改善了建筑外部微气候的环境条件。
2 建筑构造中和使用中的节能技术
改善建筑的隔热保温性能是公认的建筑节能的主要技术,提高隔热保温性能则有以下方式:(1)墙体的隔热保温:改善改进墙体应用的建筑材料和建筑产品。在节能的前提下,应采用复合墙体代替以往的粘土砖或钢筋混凝土作墙体,这样既提高隔热保温效果,又能节约能源和土地。(2)门窗的隔热保温:采用先进的门窗产品及适当的窗墙比。建筑节能中,改善门窗的密闭性防止空气渗透,这也是建筑节能的重要方面。目前主要解决办法是:限制窗墙面积比,控制开窗面积,但这种方法仅适合于对于天然采光要求不高的建筑,应用范围受限制;提高窗的密封性,减少空气渗透而导致的热量交换;改善窗的保温性能和透光性,控制入射光强度。可用双层玻璃窗、中空隔热玻璃、吸热玻璃、防晒玻璃、热反射玻璃等;改进窗框材料:采用密闭性更好、更容易加工的窗框材料。推广塑钢门窗及其他密闭性更好的窗框材料。(3)屋顶的隔热保温,可采取多种措施,例如:架空板隔热(架空层高度应在一定范围内才能达到一定效果,这种办法在南方地区常见);铺设高效隔热层(可采用铝箔等高防辐射的材料铺设);屋顶水池或定时喷水系统。这种方式对屋顶结构防水要求高一些,又有一些特殊构造。屋顶绿化,这种方式主要是从结构,防水构造等节点去解决。
在国内大多数地区,空调大量被应用,空调通风、送风过程中的节能也是要注意的重要方面。注意维护保持冷空间环境,控制热空气与室内冷空气的交换。可以采用南向植树,设遮阳板,墙面立体绿化等措施。同时也要让室内产生的热量迅速排除到室外.采用高效节能的空调设备。我国目前空调设备比较落后,很多是高耗能设备,致冷效率低。这也是夏季能量浪费的主要原因。要注意建筑物的通风。尽量利用自然通风,在日平均气温低于30℃,人感觉舒适时应考虑尽量使用自然通风。研究表明,除了影响人体热舒适的六大参数-空气温度、空气流速、平均辐射温度、相对湿度、人体活动强度以外,室内相对风流、竖直温差、及辐射的不对称性均会影响到人体的热舒适度。基于这些原因,人还是在自然通风时感觉最舒适。故无论是从人的舒适度,还是满足节能要求而讲,尽量利用自然风也是可行和必须的。此外,有些地区日照时间长,建筑物设计中应尽可能利用白昼自然光,这不但有利于节能,还有利于人类心理环境感觉舒适,灯具应改进声控灯具,为高效节能灯,从而使绿色照明工程顺利得以实现。
参考文献
[1]杨红霞.建筑节能与节能建筑概念辨析[J].理工高教研究.2006(03)
[2]朱伟.房屋建筑节能技术的几点措施[J].甘肃科技.2002(Z1)
[3]李红玉.国外建筑怎样节能[J].时事报告.2011(03)