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建筑节能设计论文样例十一篇

时间:2023-03-16 17:15:17

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建筑节能设计论文

篇1

一、国际能源危机加剧

1、能源储量减少,石油仅供开采41年

目前,石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上,其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示,世界石油总储量为1.15万亿桶,仅供生产41年;全球天然气储量为176万亿立方米,仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明,全球煤炭埋藏量10316亿吨,可开采231年;核反应原料铀已探明储量436万吨,可供72年使用(海水中的铀可供使用1万年,利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年);利用热核反应,海水中的锂能源可开采年限为1600万年。可见,全世界最为依赖的能源——石油与天然气,在21世纪的前半,就将日趋枯竭。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰,2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%%.而从2050年开始,核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升,达到总能源消费的1/3,热核能源将达到总能源消费的1/4.

因此,在世界能源供给结构转轨的大趋势下,不考虑建筑节能而建造的房屋,终有一日会因为没有能源可用,终被社会淘汰。呼吁建筑节能,很重要的一点就在于减少使用石油、天然气等不可再生资源,通过科学合理的建筑节能措施,采用可再生新能源,使建筑可持续发展。

2、能源需求不断增加,价格无法下降

根据美国能源部能源资讯署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”,1999—2020年全球能源消费形势如下:

全球能源总消费量将增加60%,其中亚洲及南美州发展我国家将增长1倍(每年增长4%,相比发达国家每年增长1.3%)。

石油:石油预计增长59%(年增长率为2.2%)。此外,石油将维持占全球能源总消费量40%以上的比例。

天然气:争议较小的天然气将是需求增长最快的能源,预计增长一倍。天然气占全球能源消费量比重也将由23%升至28%.

煤:由于空气污染及二氧化碳排放等问题,煤炭占全球能源总消费量的比重将由22%降至20%.

核能:在政治问题影响下,全球核能发展情势尚难确定,但保守估计全球核能消费量将比现在略为增长。

可再生能源(包含大水力):预估将增长53%.但由于现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定,所以占全球能源总消费量的比重将由9%下降到8%.不过预计更远的未来,随着技术的进步,比重将上升较快。

以上预测在2004年阿拉伯石油输出国的12月月报中已经得到体现,它指出截止到2020年,世界石油需求量将以年平均1.7%至2%的速度增长,日需求量逐渐从目前的8200万桶到近1.07亿桶。

可见,由于核能与可再生能源的替代性迟迟无法实现,石油、天然气的需求量仍会不断增加,但能源储量是有限的,这种供需关系导致了石油、天然气等能源价格不会下降。

同时,恐怖活动增加了石油以天然气运输风险及成本。自美国发生“9.11”恐怖攻击事件后,全球恐怖活动升温,而保护措施较为不足的石油及天然气供应等能源基础设施成为攻击目标的可能性提高。例如2001年10月斯里兰卡一艘油轮遭受其境内恐怖组织攻击;2002年10月法国油轮在叶门遭受不明攻击;……各国为了预防恐怖攻击,正大兴土木加强能源设施的保护工作,而随着防范设施、人力及保险费用的增加,能源使用价格也面临逐渐上涨的压力。

面临能源价格,尤其是天然气价格逐步上涨,居高不下,很多高耗能建筑开始出现因承担不起昂贵的能源维持费用而被迫停用,或者售价、租金一降再降的现象。因此,建筑尤其是高层住宅与办公楼、大型共建正面临着一场新的革命,建筑节能节能势在必行。

3、美国企图掌控全球石油供给,强力遏制我国、欧洲的发展

许多石油生产地区,尤其是中东地区,由于拥有全世界2/3油藏,一直存在政治、外交及军事的动乱。在近期较大规模的战争有1980年两伊战争、1990年波斯湾战争、1994年俄国出兵车臣、2001年阿富汗战争和2004年的美伊战争,而其他小型区域冲突也非常多,都是围绕着石油资源而展开的。每次争夺石油资源引发的动荡,使众多石油进口国家经济发展及能源安全受到威胁,牵动整个世界的经济。从这个意义上说,哪个国家能掌握全球的石油、天然气能源,就如同握紧全球经济命脉。

因此,美国攻打伊拉克,拿伊拉克石油做文章,不仅是要赚回为之付出的巨额战争费用,还要建立起有利于美国的世界石油市场“新秩序”:一来拉低美元汇率、弥补贸易逆差、打压欧元;二来美国可以时时掌控我国、俄罗斯、印度等国家石油进口价格与能源供给量,遏制这些国家的经济腾飞。

面临美国今后可能采取的能源阻扰政策,我国除了争取更多的与石油出口国的贸易协议外,能源节约是最关键的一步。

二、我国所面临的能源挑战

1、人均储量少,先天不足,但能耗效率却低。

我国能源总量丰富,但人均能源可采储量远低于世界平均水平。2000年人均石油可采储量只有2.6吨,人均天然气可采储量1074立方米,人均煤炭可采储量90吨,分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上,2004年,人均石油最终可采储量居世界第41位。因此,一旦平均到个人消费量,我国能源并非地大物博,实际上存在先天不足的弱势。

从能源利用效率来看,目前国内能耗高,能源效率低。2001年,我国终端能源用户能源消费的支出为1.25万亿元,占GDP总量的比例为13%,而美国仅为7%.同时,我国单位产品的能耗水平较高,目前8个高耗能行业的单位产品能耗平均比世界先进水平高47%,而这8个行业的能源消费占工业部门能源消费总量的73%.这造成了很大社会能源浪费。

2、我国成为能源消耗大国,进口依赖度提高。

2003年我国已经成为世界上仅次于美国的第二大石油消费国。全年原油消费量达到2.5亿吨以上。其中全国原油产量约1.69亿吨,进口原油8900万吨,分别占世界石油需求增长总量的41%、32%,约每天60万桶和260桶。

2004年原油消费需求量仍以10%以上的增速增长,约达到2.75亿吨,进口原油数量超过1亿吨。同时,煤炭消耗量占世界总量的40%以上,天然气供暖需求量也一直在增长。预计到2020年,我国石油需求量为4.5亿吨,年均递增12%;天然气在一次能源消费中,所占比例将由目前的2.7%增长到10%以上;我国对海外能源的依赖程度将达到55%以上。

可见,我国能源消耗需求旺盛的同时,进口依赖度提高,这使得国内经济受中东动乱及石油危机冲击的概率上升,危及我国能源供应安全,存在较大风险。

3、能源成为我国经济命脉所在,威胁国家稳定安全

2004年全国电荒、煤荒集中爆发。上半年,27个省份全面告急,国家线网被迫拉闸电线80多万次。下半年,今年北方供暖的城市无一例外都面临能源紧张的考验。以吉林省为例,往年到9月底供热企业储煤应达年用煤总量的80%,而今年供热用煤的储量不足40%;长春市每年锅炉供热用煤为306万吨,截至10月底只有总量的40%入库;在吉林市,每年锅炉供热用煤为46.5万吨,今年到10月底也才入库42%;吉林省其他城市同样存在紧缺情况。就连首都北京也难逃厄运。预计北京冬季煤炭需求为1460万吨。受全国煤炭资源紧、运输难、价格高等因素影响,北京市电煤库存一直在警戒线以下运行,到10月底锅炉及民用燃煤库储煤率不足45%.而为防止大气污染,北京城区的燃煤锅炉大多变为燃气或燃油。随着石油价格的上调,北京冬季供暖承受着巨大的压力,2005年3月,北京油价再次上调,93号汽油每升上涨了0.26元。

能源的供给直接影响到人民生活与国民生产。一次拉闸对平常老百姓无关大要,但对于长期依赖电力生产的工厂、企业来说,损失可能是上百上千万;而全国27个省份同时出现问题,这种经济损失就根本无从计算,直接关系到国家经济命脉。而冬季供暖的短缺,导致很多底保户和困难企业失去基本生存条件,威胁到国家稳定安全。

三、建筑节能要求十分紧迫

1、建筑能耗约占社会总能耗的1/3

我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%,上升到近年的27.45%.而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断,国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。如此庞大的比重,建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。

2、高耗能建筑比例大,加剧能源危机

直到2002年末,我国节能建筑面积只有2.3亿平方米。目前,我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑,总量庞大,潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出,仅到2000年末,我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤,占全社会终端能耗总量的27.6%,而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%.因高耗能建筑比例大,单北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨,直接经济损失达70亿元,多排二氧化碳52万吨。如果任由这种状况继续发展,到2020年,我国建筑耗能将达到1089亿吨标准;到2020年,空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力,这将会是一个十分惊人的数量。

据分析,我国目前处于建设鼎旺期,每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而97%以上是高能耗建筑。以如此建设增速,预计到2020年,全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。因此,如果现在不开始注重建筑节能设计,将直接加剧能源危机。

篇2

一、绿色建筑节能设计概述

从概念上讲,绿色建筑是指建筑物可以充分利用自然资源,同时在建筑施工中又不破坏生态平衡的建筑称为绿色建筑。绿色建筑要求室内布局必须合理,尽量减少合成材料的使用,充分考虑建筑物与环境的协调,充分利用太阳能、风能。在绿色建筑的设计过程中,要利用高科技手段尽力减少能源的消耗,要考虑建筑物的节能、无污染因素。尤其是对绿色建筑物室内设计,一定要首先考虑到为人类创造利用太阳能源的生活环境和一种接近自然的感觉。利用高科技的设计手段造就温馨的设计,是绿色建筑的追求目标。我们要坚持以人为本,以建筑与自然环境协调发展为目标,充分体现出绿色建筑向大自然索取和回报的平衡。

二、绿色建筑在低碳经济发展中的意义

加强绿色建筑的建设,这是源于全球范围内已经对环境造成了严重的污染问题,源于贸易、工业高速发展,使城市的建筑已经面临能源短缺和环境恶化的危机,这无疑对城市的可持续发展带来严峻的威胁。因此,在城市发展中实施“低碳经济”已成为绿色建筑设计势在必行的内在要求。“高碳经济”的发展虽然促进了城市的现代化,但同时也给人类社会带来了致命的灾难和风险。这一危机已经引起了全世界各国的关注。近年来,绿色建筑节能设计是当今世界各国构建低碳城市的关键问题,因为绿色建筑节能设计关系着解决人类生存的能源问题,而能源问题是世界的动力问题,没有了能源世界就没有了动力,因此,节约能源是未来绿色建筑节能设计的追求目标。目前绿色设计成为建筑设计师们首选的方向,绿色建筑节能设计应该承担其应有的社会责任和义务。利用绿色建筑的发展使人类的和谐环境得以保证。“绿色建筑”概念提出的意义在于更好地保护和改善环境,来为人类创造更好的生存空间。

三、绿色建筑节能的设计原则

1、和谐发展的原则

要做到绿色节能建筑,就要做到人与自然和谐的发展的原则。建筑物是自然界重要的组成部分和自然界的其他事物形成了一个整体。建筑和自然界的其他事物是有着重要的制约关系。因此,这就要求我们在建造建筑的时候,把自然因素考虑进去,从而让人文环境与自然环境能够得到相互的融合在一起,并达到平衡的状态。

2、合理利用的原则

要做到绿色节能就要做到合理利用,目前我国建筑业普遍存在着高能耗、低效率的浪费现象,如果这一现象得不到解决,那自然环境会遭到破坏。因此,我们在设计建筑时,必须采取最佳的方案,使资源得到充分的利用,提高资源的利用率,使高的能耗得到控制。同时,在设计时,我们要特别注意水、电、取暖、制冷等高能耗环节。在合理利用能源的环节上要不断的开发新的技术和能源,建筑材料选取时应考虑可循环利用和重复利用。

3、健康舒适的原则

要做到绿色节能建筑就要做到健康舒适,建筑在做到绿色节能的基础上还要要求人们住着舒适,这就是建筑设计最大的原则。因此我们要采用节能和环保的材料,以确使人们能达到最舒适的状态。在设计建筑时,要考虑供暖、采光、降温、通风以及污染处理等问题,从而达到人们对建筑绿色节能的要求。

4、整体及环境优化原则

建筑是环境的一部分,应与周围环境融为一体,其设计要追求最佳环境效益。建筑设计的重点应该是整体效果,对建筑及其周围生态系统的组合、平衡和协调进行规划,尊重自然环境和社会生态环境,优化各要素的布局与配置,达到整体优化的效果。

四、绿色建筑的节能设计策略

1、绿色建筑节地设计

我国的一项基本国策是珍惜和合理利用每寸土地。国务院有关文件指出,各级人民政府、地方行政公署要全面规划,切实保护,合理开发和利用土地资源。国家建设和乡(镇)村建设用地,必须全面规划,合理布局,节约用地,尽量利用荒地、劣地、坡地,不占或少占耕地。节约用地,从建筑的角度上讲,是建房活动中最大限度少占地表面积,并使绿化面积少损失、不损失。节约建筑用地,并不是不用地,不搞建设项目,而是要提高土地利用率。在城市中节地的技术措施主要是:建造多层、高层建筑,以提高建筑容积率,同时降低建筑密度;利用地下空间,增加城市容量,改善城市环境;城市居住区,提高住宅用地的集约度,为今后的持续发展留有余地,增加绿地面积,改善住区的生态环境;在城镇、乡村建设中,提倡因地制宜,因形就势,多利用零散地、坡地建房,充分利用地方材料,保护自然环境,使建筑与自然环境互生共融,增加绿化面积;开发利用节地建筑材料。

2、自然通风设计

自然通风是一项改善人与环境的重要技术手段。在我国许多传统建筑中都有体现,如传统民居中的穿堂风等处理手法。通过合理的建筑设计,自然通风可在不消耗不可再生的能源的情况下降低室内温度、带走潮湿的气体、排除室内污浊的空气,使人体感到舒适,并提供新鲜、清洁的自然空气,有利于人的生理和心里健康,减少人们对空调系统的依赖,从而节约能源、降低污染、预防疾病。

3、加强设计利用太阳能的绿色建筑

在绿色建筑设计中,要利用好太阳能这一最佳的可再生能源。要把太阳能作为绿色建筑加热的一部分,因为,太阳能是一种取之不尽用之不竭,并且没有污染的能源,利用太阳能可以为绿色建筑节能设计开阔了如何节能的思路。通常我们利用太阳能来收集热量的特点来进行节能设计,比如它可以利用白天吸收储存太阳的热量,然后均匀的在24小时利用,从而节约了绿色建筑物能源方面的投资。

4、建筑门窗设计

门窗结构是建筑物结构的重要组成部分,其隔热保温性能较低,冷热空气很容易通过门窗缝隙进入室内,因此,加强门窗结构设计是绿色建筑生态节能设计重点之一,具体要从以下几点考虑:合理设计窗墙的面积比例,有效降低采暖耗热值;科学设置门窗的开关方式,例如推拉式,防止穿堂风流过;在门窗上方设计可自动调节的遮阳棚或窗帘,防止夏季阳光直射,避免室内温度升高。

5、建筑墙体设计

绿色建筑生态节能设计要充分考虑墙体的保温性能,尤其是加强建筑外墙外保温的研究。外墙体外保温设计要选用隔热保温性能良好的新型节能材料对墙体进行填充,例如泡沫塑料、膨胀珍珠岩、保温砂浆、耐火纤维等,从而提高墙体的热阻性能,减少室外气候环境变化对室内温度造成的影响,同时避免冷桥或热桥结构对建筑墙体的破坏,延长墙体的使用寿命。

五、结语

我国是一个能源消耗大国,要想更好的发展低碳经济,必须重视发展绿色建筑,它是我国建筑行业未来的发展方面。绿色建筑节能设计是一门综合性很强的学科,它既确保了建筑工程项目经济效益与环保效益的双赢,同时又促进多学科的密切交流与共同发展,致使人类与自然更加和谐。

作者:罗雪 单位:成都建筑材料工业设计研究院有限公司

篇3

2节能设计在绿色住宅建筑中的重要地位

绿色住宅概念是现代人们生活追求的基本目标,也是人们生活水平提高的重要标准,对于绿色住宅我们的理解白不要仅仅的局限于对绿化面积的要求,更多的是要专注与生态环境的整体和谐,节能是绿色住宅设计的重要指标之一,节能设计是住宅更加趋向真正意义上的绿色住宅的重要方式之一,对于节能设计在绿色住宅建筑中的重要地位我们可以大体归纳为以下几点:

(1)节能设计有利于降低绿色住宅的能耗,减少资源的浪费。通过在设计之初,我们就把节能的概念贯彻到住宅建设之中,通过修建各种现代化的设施,利用现代科技手段,通过各种方式加大住宅对可再生资源的利用率,如利用太阳能发电,利用沼气取暖等等各种方法,从而有效的降低传统住宅对非可再生资源的使用数量,降低能耗数量,真正的做到绿色无污染。

(2)节能设计有利于保护生态环境,促进绿色住宅人与自然的和谐。通过在住宅中大量的使用太阳能、沼气及风能等各种可再生的、无尽的自然资源,我们可以有效的减少传统住宅对煤、天然气等非可再生资源的消耗,从而减少了二氧化碳等温室气体的排放量,环节我们现在日益紧张的环境压力,真正的起到保护人类的生态环境的功效,发挥绿色住宅建筑的环保功能。

(3)节能设计有利于绿色住宅建筑新美学的产生。随着社会的发展,人们的要求也不再不断地提高,科技也在飞速的发展,为了更好的发挥绿色住宅节能环保的功效,我们就必须要及一切的努力去设计更符合人们要求的节能建筑结构,通过不断地实践与探索,我们对住宅的建筑模式也会不断地进步,进而会促进建筑新美学的迅速发展,提升绿色住宅建筑的整体美的理念与设计,满足人们日益增长的心理需求和生活需求。

3绿色住宅建筑中节能设计的主要表现方面

绿色住宅的建筑设计不是仅仅表现在一个方面的,而是表现在设计、建筑及后期使用的方方面面,节能作为绿色住宅的一个重要标准,它在整体建筑中也表现在了住宅的前期、中期、后期的各个方面上,不仅包括规划的节能,而且包括建筑施工中的节能以及建筑使用中的节能等等各个方面。具体可以解释如下:

(1)在绿色住宅规划设计之初就充分体现节能意识。在设计绿色住宅的设计图纸的时候,我们要尽可能的减少对纸张等的浪费,减少不必要环节造成的各种资源的浪费,而是切实的贯彻节能的理念,缩减设计图纸的打印次数,尽可能的利用现代的电子技术,实现信息化的传播与共享,减少对资源的浪费。同时在设计之中,我们要合理地对门窗体、屋顶、墙体以及建筑结构进行布局设计,尽可能的最小程度的使用不可再生的资源,最大化的实现结构的合理布局及对空间的合理利用,减少不必要的空间浪费,提高整体建筑物的整体利用效率。

篇4

0引言

绿色建筑设计强调“人与自然的和谐发展”,要求统筹兼顾建筑的能源节约、资源节约、回归自然和环境保护,创造出舒适和健康的生活环境,同步实现建筑的经济效益、社会效益和环境效益。文章将基于绿色建筑理念,阐述建筑节能设计的原则,并深入研讨夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计的方法。

1基于绿色建筑理念小型公共建筑节能设计的原则

在夏热冬冷的地区,小型公共建筑的节能设计,要考虑整体设计的协调,坚持建筑设计的生态性原则,旨在为人们创造健康和舒适的生活环境。基于绿色建筑理念,在夏热冬冷地区的小型公共建筑设计,必须坚持以下几个方面的原则。

1.1整体协调原则

节能设计并非单方面的建筑功能实现,譬如建筑夏季充分利用了自然通风,但在冬季时,建筑围护结构不能够有效保暖保温,是不能称之为严格意义的建筑节能。换句话说,建筑的节能设计,并非简单地安装几块太阳能光伏玻璃。笔者认为,建筑的节能设计,要综合考虑气候、材料、地理、能源分布等因素,我们秉持整体协调的原则,重视建筑整体能耗的热工性能、地理位置、功能特征和建筑朝向等,因地制宜地完成建筑节能设计方案。

1.2生态性原则

节能型的建筑尊重自然的生态规律,模仿自然界生态系统的动态平衡特征,在适应自然条件的情况下,尽可能减少能源的损耗和提高资源的利用效率,类似于太阳能、风能、生物能等,都是不可多得的可再生自然资源,这些资源的充分利用,建筑的节能效果将事半功倍。除此之外,建筑围护结构的热工性能提高,以求减少冬季的热量损失和增强夏季的通风效果,尤其在夏热冬冷的地区,可构建出和谐的生态环境。

1.3全寿命周期原则

建筑从建设伊始,到落成投入使用,无不在消耗各种能源,适时能源的节约与否,以及危害环境与否,都表现出建筑的节能成效。因此,建筑的节能设计,要考虑全寿命周期原则,将其作为建筑节能设计的索引,在建设阶段,尽可能减少对环境的负面影响,以及创造建筑舒适健康的环境;在落成后,为人们所提供的环境,是健康舒适和低耗无害的环境,比方说围护结构的保温和隔热,再如借助地热能进行冬季取暖和夏季降温;在建筑拆除时,对环境的危害影响可降至最低状态。

2夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计的方法

遵循以上建筑节能设计的原则,在夏热冬冷地区小型公共建筑的节能设计工作,从围护结构热工设计、自然通风设计、空调系统设计、生活热水系统设计等方面入手,指导完成建筑的节能设计。基于相关的设计经验,笔者归纳了以下几方面的设计建议。

2.1选址规划设计

关于建筑的选址规划,需要综合考虑地形地貌、城市道路、自然环境等因素,权衡各方因素的利弊,有关策略可从以下三个方面分析:首先是建筑物与建筑物之间距离的控制,要保证冬季时阳光被障碍物遮挡,增加冬季的日照量和日照时间,但不能够一味考虑冬季日照保证,否则在夏季时也会因为得热过快,而增加空调系统的冷负荷;其次是冬季尽量避开冷气流的影响,可通过挡风墙体的设计,以及以绿色植物作为避风屏障;最后是避免室内风速太大,影响室内舒适度,可在建筑物周围布置葫芦柱外墙,形成建筑的安全保护结构。以上的选址规划设计,是建筑节能设计容易忽略的宏观因素,笔者认为选址规划是建筑节能设计的前提,只有在保证建筑布局优化的情况下,才能够充分利用各种自然条件,形成有利于节能的建筑环境。

2.2围护结构节能设计

首先是建筑的外墙设计,选材时要逐渐摒弃烧结实心粘土砖土,这些类型的材料需消耗土地资源,在烧结时会产生污染性气体,属于能源利用效率低级的材料,因此外墙材料的选择,可尝试性利用新型环保材料,譬如蒸汽加气混凝土砌块,这种材料保温隔热和防火性能俱佳,可有效降低建筑的围护结构热传系数。其次是地面的防潮隔热设计,综合室内的温度、湿度和风速,在夏热冬冷地区,降雨量大,常有地面返潮现象出现,使得建筑内部的湿度比较大,并伴随出现结露和发霉,在此笔者建议在进行地面设计时,可依次铺设薄膜返潮层、发泡水泥绝热保温层、水泥砂浆防潮层和混凝土回填层,减少湿度因素对建筑地面寿命的影响。再次是屋顶的设计,屋顶绿化是最为常见,也是最为有效的节能设计方法,在进行屋顶绿化设计时,需要考虑建筑屋顶结构的特征,在掌握屋顶热传系数的情况下,将种植屋面技术尽量简单化。值得一提的是,屋顶绿化设计必须做好结构的防渗处理,所选择的屋顶植物,尽量倾向于本土和成活率比较高的植物,使得建筑与周围环境舒适协调。

2.3自然通风节能设计

自然通风环境的营造,目的是改善室内的热环境,其关键在于窗户设计、遮阳设计和热压通风系统设计。小型公共建筑的窗户,可选用双层中空玻璃,其气密性为四级,而遮阳设计也是自然通风的关键,在设计时应紧扣气象参数的数据,选用活动型的百叶外遮阳技术,在夏季时遮挡强烈日照光线,减少空调的制冷负荷,同时灵活引入自然风;在冬季时关闭百叶窗,减少建筑内外部的换气频率,避免建筑散热过快。至于建筑的热压通风系统设计,常见设计手法是增加建筑的面积和调节屋顶的结构形式,譬如某建筑的屋顶结构与楼梯间互相贯通,形成仿若风貌的结构形体,并在东西两侧的外墙上,设计了调控型的百叶窗,既可排除污浊热空气,也能够吸入室外新鲜冷空气。这种楼梯间的热压通风设计方法,尤为适合夏热冬冷的地区,夏季可将余热带出室外,冬季时则有效保证围护结构的整体问题,避免冷空气对建筑内部能源的消耗性影响。

2.4空调系统节能设计

空调系统是现代建筑的功能型部件,系统本身处于不断耗能状态,以换取相对舒适的室内环境。关于空调系统的节能设计,目的是控制系统能源损耗速度过快,并且充分利用系统的资源。笔者建议在选用空调系统时,应该结合建筑的冷负荷情况而定,同时需要兼顾当地的气候特征,譬如某建筑濒临湖泊,湖水容积很大,在夏季时相当于一个天然冷库,可以通过自然通风的方法,将冷热源引入建筑的内部,同时湖泊所产生的水蒸气,提高了自然通风的冷却效果;冬季时湖泊具有蓄热功能,可利用湖水源作为热泵空调系统的冷热源,发挥湖泊的蓄热作用。由此可见,空调系统的节能设计,讲究因地制宜地设计理念,当然在硬件配置方面必须质量达标,尽量选用质量优越的系统部件,譬如空调主机制冷量至少为60kW,选用半封闭螺杆式压缩机的COP值不低于4.5。

3结语

在夏热冬冷的地区,小型公共建筑的节能设计,主要考虑整体设计的协调,坚持建筑设计的生态性原则,旨在为人们创造出健康和舒适的生活环境。基于绿色建筑理念,在夏热冬冷地区的小型公共建筑设计,必须坚持“整体协调原则”“生态性原则”“全寿命周期原则”,遵循节能设计的原则,在夏热冬冷地区小型公共建筑的节能设计工作,从围护结构热工设计、自然通风设计、空调系统设计、生活热水系统设计等等方面入手,指导完成建筑的节能设计。

作者:党宏伟 单位:西安市建筑设计研究院

参考文献:

[1]王婷.夏热冬冷地区公共建筑节能设计[J].工程技术(文摘版),2015(34):166.

[2]阮翼.公共建筑节能设计标准若干问题探讨[J].广东建材,2010(8):165-167.

篇5

2基于建筑节能标准估算节能量

2.1建筑节能设计标准估算节能量的成立条件

节能量是指节能改造之后建筑物能耗的减少量所反映出的收益增加量。依照建筑节能标准,确定节能量,需明确计算、分析条件,方能进行。如:拥有100%的能耗基准值的内容,建筑所有的节能要素都要被算在内。以居民建筑为例,东北地区主要的节能要素是采暖,而南方地区主要的节能要素是空调能耗,不同地区选取的节能要素是不同的。

2.2举例说明

以大连富豪小区为例,该居民建筑所处严寒地区,其节能设计标准为JGJ26-1995,节能目标50%,基准值和能耗标准与传统节能要素能够相互配合,节能要素是采暖能耗、成立条件是全空间、全时间。在计算节能量时,技术人员统一调查了当地居民的生活方式,资料显示,居民为获得较为舒适的生活环境,会按照假定方案,消费采暖能耗,并使用相应的设备系统,如电、水、空间能量等。围绕建筑的设计标准和现实建筑情况,对建筑所属的集中供热系统设备进行能量考核发现,同一地区,居民建筑的平均能效没有较大差别,与节能百分比完全相符。综上分析,大连富豪小区完全符合节能设计标准估算节能量的条件,以整个小区建筑面积为5300×104m2来计算的话,节能设计能耗为50%,则该小区的居民建筑的平均耗能为24kgce/m2,用它来估算居民建筑的节能量。再加上供热系统官网系统的运行功率、热源的传播效果、建筑功能设计的配合度等因素的影响,便可准确估算出整个富豪小区的年节能量为53.23×104tce,且相关指标数据在标准范围内。分析上述案例可知,建筑的节能设计要素大体相同,无非是采暖能耗和空调能耗,电、水、空间的能耗都是固定的,不会随着地区建筑的变化而变化。与居民建筑相比,公共建筑在节能设计方面,考虑的问题和因素更多,依照《公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)提出的观点可知,只要按照建筑的节能设计标准施工,保证其室内环境参数、结构指标在标准范围内,其节能量不会少于建筑总节能量的50%。从这一点看,以节能设计标准为节能量的估算依据是相对科学的,因为在一个计算公式中,标准是不变量,节能设计、节能要素是变化量,节能量是因变量,这种估算方式,符合统计科学。

篇6

以前对于超高层建筑在设计时对其节能设计落实设计理念。自《公共建筑节能设计标准》颁布实施以来,对于建设提出了节能设计的要求。在具体实施过程中,部分地区虽然也按照节能标准来进行设计,但由于受制于节能设计技术水平及现行节能设计标准缺乏约束力,这就导致在建筑设计中节能设计理念并没有得到较好的落实。特别是在超高层建筑节能设计工作中还存在许多问题,当前迫切需要解决超高层节能设计上存在的一些阻碍,有效的提高超高层建筑节能设计的水平,为建筑行业的健康有序发展奠定良好的基础。

1超高层建筑的特点及优势

1.1超高层建筑的特点

在建筑设计防火规范中定义,通常将超过100米的建筑称为超高层建筑,超高层建筑由于所占地面面积不大,但其容积率却达到较高的水平。尽管超高层建筑地价不高,但其房价却居高不下。这主要是由于超高层建筑面设计和施工工艺会与普遍建筑存在较大的差异,结构和相关设施更为复杂,而且要保证结构自身的抗震性能和荷载。也就是说在超高层建筑设计时,需要考虑的因素较多,其造价成本相对也较高。

1.2超高层建筑的优势

(1)提升城市和国家形象。城市中超高层建筑的兴起,其作为现代建筑技术的结晶,标志着城市建筑的发展成就。而且超高层建筑造型较为突出,往往带给人们强烈的视觉效果,这也使超高层建筑会成为一个城市和一个国家的名片,成为当地的地标性建筑,因此超高层建筑的兴起,有效的提高了国家和城市的形象,代表着城市和国家的发展水平。(2)超高层建筑具有较好的景观效果,而且处于较高的位置,不仅湿度较小,而且远离汽车尾气和尘埃,空气的质量较好,受干扰程度较小,居住环境较为理想。而且在超高层建筑中,往往工作与生活设施实现了集约化,在建筑内部就可以有效的解决一般性工作和生活问题,给人们带来了更多的便利,有利于生活效率的提高,对缓解城市交通压力也具有积极的作用。(3)超高层建设有效实现了用地的节约。通过建造超高层建筑有效的提高了土地利用率,而且具有较大的容积率,实现了土地资源的充分利用,而且在土地紧缺的情况下还能够有充足的区域用于绿化,有效的改善了人们的生活环境,超高层建筑对于土地集约化利用水平的提升具有积极的促进作用。(4)超高层建筑的发展涉及到诸多的学科,如土木工程学、材料科学、机械工程、能源与动力、电子、通讯、自动化、计算机等诸多学科,这些学科的共同进步为超高层建筑提供了动力支撑,可以说超高层建筑的发展有效的促进了科学技术的进步。

2我国超高层建筑的节能现状

2.1耗能大

当前我国建筑耗能为总体能耗量的一半以上,而高层建筑和超高层建筑能耗又为普遍建筑能耗的几倍,这就造成当前大部分高层建筑和超高层建筑都处于低效率、高能源的状态,存在着耗能大的问题。

2.2标准的局限性

当前对于超高层公共建筑的节能问题还没有统一的标准,很大一部分地区也没有出台针对超高层建筑的节能标准,这就导致在超高层建筑设计过程中没有可参照的数据,因此给节能设计带来较大的难度。现在建筑节能标准中的许多规定对超高层建筑并不适用。另外,当前能耗模拟软件设计还不完善,对利用建模来对能耗进行评价带来了一定的制约,这就导致当前超高层建筑节能工作在技术层面还无法达到节能的标准。

3超高层建筑的节能设计分析

3.1利用自然条件的节能设计

(1)自然通风。第一,建筑布局设计。当前超高层建筑多以单体建筑为主,这就需要在具体设计时要确保单体建筑的通风设计的合理性和科学性。在具体设计时,如果单朝向、具有较大进深,无法达到穿堂风的效果;如果风速过大还会对窗户的开启和冬季保温带来影响,因此在具体设计时需要进行有效调整,确保布局的合理性,从而实现对自然风的有效利用,使建筑内部实现自然通风。第二,形成竖井空间。在实际设计时,要避免出现中庭空间过高的情况,这种情况下容易有强烈的絮流产生,从而形成过大热压,会对居民的正常生活带来较大的影响。第三,玻璃幕墙围护。在高层建筑设计时,过高的热压和风压问题是客观存在的,因此在设计时,可以采用双层玻璃来缓解这一难题。利用双层玻璃在白天能够起到蓄热效果,同时开启内层后能够实现层间的自然通风,具有较好的节能效果。(2)天然采光。在高层建筑节能设计中,需要充分的利用自然光照,在白天可以有效的满足人们日常生活工作需求,而减少室内热环境调节过程中能源消耗。在具体设计时,尽可能的将超高层建筑的阳台进行拓宽,或是加宽落地窗面积,使阳光能够充分的进入到室内。

3.2建筑结构的节能设计

(1)朝向设计。通过合理设计超高层建筑的朝向,能够有效的利用太阳能,实现人工能耗的节约。特别是对于我国北方地区,合理规划超高层的朝向,能够有效的节约取暖能耗。在具体设计时,需要先对太阳的高度角进行确定,然后设计出合理的日照影像图,以此为依据来对冬季建筑日照有效时间进行确定。在满足采光需求的基础上,还要将建筑南向的开窗面积尽量拓宽,减少东北向开窗面积,这样可以使室内获得更多的日光照射,而且室内热量流失率也能够得到有效的控制。(2)高度设计。建筑高度变化会直接导致相关的参数发生变化,使能耗发生一定的改变。特别当建筑高度超过百米时,所有气象参数都会发生改变。因此一旦建筑高度过高,必然会导致能源消耗量增加。因此在实际设计过程中,需要以具体、详细的参数作为依据来合理规划建筑的高度,确保找到一个最优值,从而实现超高层建筑的节能。3.3建筑材料的节能设计(1)高性能钢的利用。高性能钢主要有高张力钢、低屈服点钢、TMCP钢与SN钢。超高层建筑对钢材的性能具有较高的要求。如钢材的强度、硬度以及窄屈服幅度的耐久性、钢材的可焊性及在精度深加工时的性能。高性能钢的出现有效保障了超高层建筑的安全稳固性,节约建造材料与能源。(2)新RC结构。新RC结构指的是钢筋混凝土的改良。混凝土的强度能够达到78.4mpa,远远超出传统混凝土强度。这提高建筑耐久性和稳固性具有非常好的效果。

4结束语

超高层建筑是未来建筑发展的主要趋势,在当前能源严重紧缺的新形势下,需要重视超高层建筑的节能设计,有效的提高超高层建筑的节能设计水平,为建筑业的健康发展奠定良好的基础。

作者:李佳锴 单位:华润置地(赣州)有限公司

参考文献

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随着我国经济的快速发展和城镇化建设进程的加快,我国目前每年约新增20亿平米建筑,建筑能源消耗占到社会能源总消耗量的约30%。因此,建设低能耗节能建筑已成为必然选择。夏热冬冷地区是我国经济比较发达的地区,高层住宅发展十分迅速,大量高层住宅建筑的建设给建筑节能带来了巨大的挑战。本文以江苏省无锡市某项目为例,借助节能设计软件,对高层住宅建筑节能进行了分析研究,为高层住宅建筑节能设计提供参考。

1项目概况

本项目位于江苏省无锡市,共包括9栋高层住宅,楼层高度从88到97米不等,基地面积约为430000平米,总建筑面积约160000平米。外墙大部分为剪力墙。

2设计思路

在夏热冬冷地区,住宅设计要考虑夏天隔热,同时要兼顾冬季保温,这就要求高层住宅在气候适应性设计时,既要保证一定的洞口面积满足夏季通风和冬季日照的需要,又要采用保温隔热性能良好的围护结构满足夏天隔热和冬季御寒的要求。由于外墙围护结构对建筑节能具有决定性影响,本文重点分析实践项目的围护构造节能设计,主要包括墙体、屋面和外窗的设计。

2.1墙体节能

墙体是建筑围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的能耗。外墙节能主要是提高墙体的保温隔热性能,减少其冬季的热量损失以及降低夏季的外墙内表面温度。项目方案采用外保温形式,下表为几种常用保温材料的性能对比。除材料的传热系数低、导热系数小等要求外,结合其防水性能和施工难易程度及成本价格,保温材料最终采用了发泡水泥板,经斯维尔节能软件计算。

2.2屋面设计

屋面受太阳照射最强且时间最长,顶层房间热量一般占建筑总能耗的5%-10%,占顶楼能耗的40%,因此屋面也是节能设计的重要组成部分。其节能设计主要是改善屋面的热工性能、阻止热量的传导,关键在于处理好夏季隔热和冬季保温的关系。构造做法可分为正置式屋面和倒置式屋面:(1)正置式保温屋面。把保温层置于屋面防水层和结构层之间,其保温隔热由找坡层和保温层来确定热工指标。其缺点是保温层材料被密闭于屋面内部,排湿困难,屋面保温隔热性能得不到保障,且夏天容易出现起鼓开裂现象,导致屋面渗漏。(2)倒置式屋面。把保温层置于屋面防水层之上,保温层不封闭。倒置式屋面构造简单、保护防水层、使用寿命久、施工简单、维修方便等优点,所以使用非常广泛。倒置式保温平屋面对保温材料要求较高。

2.3外窗设计

外窗的面积占外墙面积的20%-40%,但能量损失却占到50%。为了满足节能目标,在满足通风、采光和日照的前提下,需要控制外门窗洞口面积,改善气密性能,提高保温性能,减少外窗本身的热传导。

2.3.1窗墙比

窗墙比是天然采光房间的侧窗洞口面积与该朝向外墙表面积之比,住宅设计规范对不同朝向房屋的窗墙比都有明确的规定。随着窗面积减少,会严重影响采光通风等指标,因此,按照最大限量增加冬季太阳得热和减少夏季太阳得热原则,项目的窗洞主要开设在南北两侧,东西侧只开少量窗洞,确保在建筑节能和居住舒适度取得平衡,得到最佳窗墙比。

2.3.2窗体材料分析

建筑外窗由玻璃和窗框组成。铝合金材料由于抗风压变形能力较好,表面的氧化膜使其具有很好的耐腐蚀性,使用寿命长,不燃烧,耐潮湿,且可以根据节能需要制作出各种铝合金型材,因此常用于高层住宅窗框。断热型铝合金门窗的传热系数优于普通铝合金门窗,且克服了后者在冬季易结露的缺点,因此被定为本项目的窗体材料。结合外窗玻璃的隔热、保温及隔声性能。

3结语

住宅建筑节能是一项系统工程,涉及多个方面,应根据当地气候条件,屋顶、各朝向外墙和外窗都选用合适的节能材料。由文中材料性能比较可以看出,采用的材料不是性能最好的,而是在综合考虑到现有的施工技术条件、资金投入、政府部门的建筑防火和节能政策等因素,从而得出较为均衡的节能方案。

作者:徐培原 单位:江西省修水县建筑设计院

参考文献:

[1]宋莎.基于建筑节能理念的住宅设计研究[J].河南科技,2015(8)72-74.

[2]周永.基于建筑节能的高层住宅建设设计探讨[J].四川建筑,2014(4)57-58.

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一、引言

建筑节能是整个建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过合理的规划设计,采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。

如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

二、建筑节能的重要性

目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能,而我国的能源问题更加严重。

我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量低、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿t;③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。

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,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

三、建筑节能设计的重要性

建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。

(一)整体及外部环境的节能设计

建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。

1合理选址

建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。

2合理的外部环境设计

在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等。

3合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到良好的通风效果,从而达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。超级秘书网

(二)单体的节能设计

单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。

1建筑各部位的节能构造设计

建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。

屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温措施;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。

楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。

建筑护墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennaruUmno大厦外墙中,则外加了一种“捕风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风捕捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。

建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。

建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。

2合理的建筑空间设计

合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。

3选用建筑节能材料

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要先遵循满足建筑物基本功能的节能原则,即需要满足建筑的基本照明亮度、空调温度和建筑内部楼道畅通无阻等日常基本用电需求。另外,还要满足现代化特殊工艺的要求,例如,在一些大型娱乐场所中,需要设计一些独特的照明系统,以提高亮化程度,满足工艺照明的需求,同时还能起到亮化、美化的作用。

1.2充分考虑经济效益

电力节能活动需要根据当前我国的国情科学开展。要充分考虑经济效益,避免盲目性,不能因为过度节能而浪费不必要的资金,增加运行成本。

1.3减少不必要的能源耗费

对一些高层建筑而言,由于楼层较高,内部人口较多,所以,需要消耗大量的能源来维持其正常运行。但是,在这个过程中,往往会出现一些不必要的能源浪费隋况。为了有针对性地解决这个问题,可以有效调查高层建筑中的日常能源使用情况,详细掌握每个环节对能源的使用程度,进而采用先进的节能技术减少无谓的能量消耗,在不影响建筑物内正常使用电能的前提下,减少用电设备,降低不必要的能耗。

2建筑节能在建筑电气设计中的应用

2.1配电系统中的节能技术设计

在设计配电系统时,相关设计人员和施工人员需要结合配电系统的实际容量、配点距离和电气设备的功能、特点等内容合理设计,尽可能地缩短变配电所与负荷中心之间的距离。这样做,不但能够大大节省输电材料,还能够有效降低输电过程中消耗的电能,从而发挥出节能的作用。同时,设计人员还要合理选择电源变压器的数量和容量,改变变压器的结构设计,进而起到一定的节能效果。另外,在完全放电的状态下,电容器才能充电。如果电容器中还有电就充电,会增加电能的耗费。因此,在实际工作中,要防止这种问题出现。

2.2照明系统节能设计

根据我国目前照明系统的实际情况来看,设计理念老旧,不能满足当今建筑对于照明设计的需求,例如建设的工程中灯具选择存在很大的问题,相互之间存在一定的差距,使得光照环境混乱,照明启动器还有照明方式的选择并不适用于当前建筑工程,对于电器线路的分布也十分的混乱,没有相对合理的规划,最终导致照明系统不仅耗能量巨大,同时照明效果和综合服务性能也很差,不能很好地满足人们对于照明系统的正常需求,导致人们生活、工作、学习的质量受到严重的影响。绿色照明理念在新时期被提出来,绿色照明对于整个照明系统有着多方面的要求,不仅仅要求在电能的损耗上大幅度降低,同时不能影响人们对于照明系统使用功能的需求,详细的描述就是绿色照明无论在照明强度还是相应的光色上都要符合相应的标准,保证人们的照明环境健康稳定,从而提高大家在照明环境中的工作效率、学习效率等。避免能源浪费现象,同时要注重减少投资消耗。

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1合理的门窗设计

在建筑围护结构总能耗当中,建筑门窗的能耗占其50%。门窗为建筑物保温性能最薄弱的部位,因此提高门窗的保温性能是保证建筑物节能的重要途径。1)增加窗户的气密性。为减少对流热量传递,门窗的密封性能良好,在建筑节能设计标准中,门窗的这种性能是通过气密性能来表示的。另外,建筑物的换气功能不应靠门窗的缝隙来满足,而应依靠可控制的建筑构造和门窗的换气结构来实现。2)减少传热量。为减少热量通过热传导传递,门窗材料应选用低导热系数的材料,在建筑节能设计标准中,门窗的这种性能是通过传热系数来表示的。K值用来衡量窗户的传热系数,K值越小则传热越小。从改善K值和抗冷凝能力看,主要采用低辐射玻璃、惰性气体和中空玻璃的暖边技术,以及低传热系数的窗框材料3)设置建筑遮阳构件。为减少热辐射传递,需门窗具有较好的遮阳功能,在建筑节能设计标准中,门窗的这种性能通过遮阳系数来表示。设置建筑遮阳构件时,水平遮阳板两端出挑和垂直遮阳板上端出挑对遮阳系数的影响明显,出挑长度越大,遮阳效果越好。也需根据建筑立面效果,确定合理的外挑长度。4)控制各立面的窗墙面积比,避免不利形式。窗墙面积比反映房间开窗面积的大小,从降低建筑能耗的角度出发,必须限制窗墙面积比。飘窗、落地窗美观精致,但是飘窗是隔热保暖的大忌,其采暖和空调能耗大,北向卧室、起居室都不应当设置飘窗,否则冬季易出现结露、淌水、长霉等问题,影响房间的正常使用。另外冬季房间中窗户的温度最低,下降气流大多集中在这周围,如果在窗下安装大小合适的散热器,可以阻止冷辐射及冷空气环流,因此落地窗宜少开。5)在建筑的主要出入口设置门斗。寒冷地区建筑物不宜设置开敞的楼梯间和外廊,其出入口宜设起分隔、挡风、御寒等作用的门斗。

2外墙外保温隔热设计

外墙外保温相对于内保温的优点有:1)适用范围广;2)保护主体结构,延长建筑物的寿命;3)基本消除了“热(冷)桥”的影响;4)有利于室温保持稳定;5)使墙体潮湿情况得到改善;6)有利于提高墙体的防水和气密性;7)便于旧建筑物进行节能改造;8)可减少保温材料用量;9)增加房屋的使用面积。

3屋面保温隔热设计

普通屋顶处的温差传热耗热量较大,夏季室外热量传入室内较多,冬季室内热量向外流失较多。为使屋顶有明显的隔热作用,降低热岛效应,需注意以下方面:1)建筑设计达到通风采光要求;2)屋面采用遮阳构件;3)考虑倒置式屋面构造形式;4)屋面保温层不宜选择松散密度较大、吸水率大、导热系数较高的保温材料;5)对屋顶进行绿化。

4太阳能的运用

1)太阳能热水器。多层住宅建筑能满足屋顶太阳能集热板空间要求,适合大面积推广应用。高层住宅建筑由于屋顶太阳能集热板可容纳空间小,难以支持高层所有住户,而集热板壁挂式技术不成熟,存在安全隐患。2)公共区域太阳能照明。采用太阳能光伏照明技术,以太阳能光电转换提供电能,供庭院灯、草坪灯、楼道灯等进行照明。

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2)建筑选址与朝向设计。建筑设计首先要考虑选址的问题,要注意考虑当地的各种环境因素,包括气候、地形、土质、地下水等。一般要选取空气污染轻、噪音低,夏季通风阴凉,冬季避风朝阳的地方。选址的朝向,应选择夏季的主导风向为导风口,排列建筑物应遵循南小北大、南低北高的原则,使住宅区内风速流畅。这样可以有效进行空气与建筑的热交换,提高居住的舒适度,确保居住区内建筑对自然风的共享性。我国大多数地方的建筑以南北向或接近南北向为宜,在夏季迎合南风、引导空气穿越,接受的太阳辐射相对于东西向的要少些,可减少夏季空调的用量;在冬季接受的太阳辐射相对于东西向的要多些,又能阻挡寒冷北风的侵袭,较好地适应气候的变化,节约了建筑保温所需的能耗。

3)住宅群的布局设计。在设计住宅群的布局时,要注意整个群体的节能效应,确保整个建筑群都能够获得自然通风。住宅群的布局首先要考虑日照间距、区域的主要风向两个主要因素。住宅群要考虑日照因素,要注意保持日照间距的适当扩大,这样才能让住宅群各个建筑区域获得适量的风速风量,确保空气的流动畅通,这对降低建筑物表层温度有重要作用。在住宅群设计时,还要注意各种自然能源的利用,像太阳能、风能等,都是天然环保能源。这样可以大大节省住宅居住成本。另外,还可以通过利用水质处理技术,将污水进行无害化处理,进行水资源的循环利用。

4)绿化环境的布置设计。建筑设计中的节能意识,要体现在设计的每一个环节。绿化在建筑节能设计中起着十分重要的作用。建筑有很多功能需要综合考量,绿化环境当然只是其中一个因子。要根据建筑外部环境对建筑进行微气候环境创造设计,充分利用建筑室内的热环境和居住区的外部气候,进行环境微气候调整,从而达到对建筑能耗降低的目的。另外,在建筑周围进行必要的绿化美化处理,也是非常有必要的,设计时,要为建筑周围绿化留出足够空间。这对净化空气、阻挡风沙、降低噪音、改善居住环境都能够发挥重要作用。

2、建筑单体节能设计

1)建筑外墙的节能设计。建筑单体设计首先要针对建筑外墙进行。建筑外墙是建筑的结构主体,对整个建筑起到防水、放冷、放热、防潮等保护作用。对外墙体进行节能设计,主要是利用一些隔热保温材料,通过附着或者填入到墙体内,起到热阻效应。很多地方原来都使用实心砖作为外墙材料,虽然保温效果不错,但耗材过多,造成极大的浪费。为了实现建筑节能,就要大力推广使用空心砖墙及其复合墙体技术。复合墙体同普通的外墙相比较,室内的温度能相差4~10℃,可见复合型墙体的隔热保温效果很好。在具体设计时,还要注意外维护的结构处理,要尽量减少建筑表面的凹凸程度,缩小外表范围,这样也可以起到节省建筑材料的作用。

2)建筑门窗的节能设计。建筑设计中,外门窗是建筑重要部位,这是室内空气、温度与外界交换的通道,也是接受日照的唯一途径。所以在建筑设计时,还是要减少飘窗和落地窗的设计,要注意从不同方向不同角度开窗的差异性。像冬季寒冷季节,就需要尽量减少寒风面开窗面积,在开窗角度设计时,要多设计平开窗方式。这样可以增加气流的流通性,对外窗的密封设计要注意密实性,这样也可以确保隔热性。至于所用窗户玻璃,最好选择中空的,其隔热性更强。在一些寒冷地区,还要注意加装塑料密封条,这样可以提高密闭度,确保冷空气的渗透侵袭。

3)建筑屋面的节能设计。建筑节能设计中,建筑屋顶也是重要部位。屋顶是接受太阳光最集中的地方,不管是日照时间还是日照强度,都是整个建筑接受日照热量最多的部位。它吸收的热量,相比东西方向的墙体要高出两三倍之多,这也为屋顶隔热设计带来重要课题。特别是隔热材料的选择,应该是设计的重点考虑内容。应选择热系数小、密度较小、吸水程度低的材料。因为隔热材料不同,其隔热效果是有很大差异的,选择合适节能材料,对改善建筑屋顶环境有重要意义。如果条件允许,还要大力提倡绿色屋顶建设,像屋顶花园、菜园,甚至是果园,都是非常好的选择,建立城市高空公园,这是对新城市建设的时尚要求。

4)利用可再生能源的节能设计。在所有绿色再生能源中,太阳能是最丰富最便利的能源,不仅运输方便无污染,而且还是免费的。因此,要注意将太阳能利用和建筑有机结合起来,不仅可节省能源,还可保护环境。对于日照时间长的地区,不仅要在建筑上充分利用太阳能,还可以在建筑环境里使用太阳能。像城市公共照明就可以设计成太阳能路灯。还有居民生活热水可采用太阳能热水器等。

5)空调系统的节能设计。对于天气炎热的地区,使用空调进行室内温度调节是最常见的。特别是夏季高温季节,空调耗能已经成为生活中的耗电大户。为了节能减排,在建筑设计时,也要注意空调制冷设备的选择,要优先考虑使用变频节能空调,由于引入智能化技术,可以实现自动智能控制,让空调设备运行更为合理,提高了制冷效果,还节约了能源。