1、住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)思路摘要:隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展及建筑能源消耗問題日益突出。減少建筑能源消耗,節(jié)約能源,提高能源利用率已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)者關(guān)注的問題。本文根據(jù)筆者多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對住宅的節(jié)能設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討。 關(guān)鍵詞:住宅;建筑設(shè)計(jì)Abstract: along with our country economy development and the building energy consumption has become an increasingly important issue. Reduce building energy consumption, save energy, impr
2、ove energy efficiency has become a concern of the building designers. Based on many years design experience, the design idea of residential energy saving is discussed in this paper.Keywords: residential; Architectural design中圖分類號(hào):TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):前言建筑能耗一般是指建筑在建造和使用過程中在采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、炊事、熱水供應(yīng)、家用電器和電梯等方面的
3、消耗的能源。建筑節(jié)能通常是指在居住建筑和公共建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過程中,通過各種技術(shù)措施以及采用節(jié)能型系統(tǒng)和可再生能源利用系統(tǒng),切實(shí)降低建筑能耗和最大限度使用可再生自然能源的活動(dòng)。其實(shí)質(zhì)是在滿足人們對建筑舒適性需求的前提下,達(dá)到在建筑建造和使用過程中能源利用率盡量提高的目的。建筑節(jié)能所追求的低消耗、少排放、可再生能源利用的資源節(jié)約型目標(biāo)決定了其未來發(fā)展將與綠色建筑、生態(tài)建筑以及智能建筑有效融合。一、住宅設(shè)計(jì)最基本的節(jié)能意識(shí)住宅建筑設(shè)計(jì)中,主要空間朝向南,或南偏東,或南偏西,歷來被認(rèn)為是合理的設(shè)計(jì),這是最基本的節(jié)能意識(shí)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在我國的大部分夏熱冬冷地區(qū)住宅的總體規(guī)劃和單體設(shè)
4、計(jì)中,為住宅的主要居室空間爭取良好朝向,滿足當(dāng)?shù)匾?guī)定的冬季的日照要求,充分利用天然能源,無疑是最基本的改善住宅室內(nèi)熱環(huán)境的設(shè)計(jì),是最基本的節(jié)能措施。二、節(jié)能設(shè)計(jì)思路1、建筑的朝向建筑布局應(yīng)考慮朝向與節(jié)能的因素。坐北朝南的建筑物能夠避免太陽的東照西曬,降低日射影響,若同時(shí)配合以遮陽隔熱,效果將更加顯著,如某建筑物的南立面設(shè)lm寬的陽臺(tái)加深遮陽就是成功的做法。除此之外,設(shè)計(jì)師還應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,參考當(dāng)?shù)氐奶柛叨冉羌帮L(fēng)玫瑰圖等參數(shù)值。2、建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)2.1外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。外墻體建筑節(jié)能設(shè)計(jì)按廣東省實(shí)施細(xì)則“建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面吸收系數(shù)”和“建筑熱工設(shè)計(jì)常用計(jì)算參數(shù)”等計(jì)算。
5、外墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)建議首選采用“加氣混凝土砌塊190厚,10厚擠塑聚苯板”的做法,詳見附圖一。它的平均傳熱系數(shù)、平均吸熱系數(shù)和平均熱惰性容易符合規(guī)范的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。居住建筑的外窗面積不應(yīng)超過外窗(包括陽臺(tái)門)的開啟面積不應(yīng)小于窗所在房間地面面積的8%或外窗面積的45%;公共建筑房間外窗的開啟面積不應(yīng)小于窗面積的30%;各朝向的窗墻面積比不應(yīng)小于10%;當(dāng)窗墻面積比小于12%時(shí),外窗應(yīng)全部可開啟。外窗是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵步驟之一。因普通窗戶的保溫隔熱性能比外墻差很多,且夏季太陽輻射通過窗戶入室內(nèi)增加了總得熱量,成為夏季空調(diào)負(fù)荷的主因。外窗節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)考慮:控制各朝向窗墻面積比,外窗的遮陽、傳熱系
6、數(shù)和綜合遮陽系數(shù)等規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。在外窗的節(jié)能設(shè)計(jì)上,建議修改目前傳統(tǒng)的“普通玻璃鋁合金推拉窗”為“LowE中空玻璃鋁合金平開窗”的做法。它的平均傳熱系數(shù)、平均吸收系數(shù)、平均熱惰性指標(biāo)和綜合遮陽系數(shù)等容易達(dá)到規(guī)范的節(jié)能要求。2.2屋面節(jié)能設(shè)計(jì)。屋面節(jié)能設(shè)計(jì)的原理與外墻節(jié)能一樣,主要節(jié)能措施有保溫屋面、架空通風(fēng)屋面、坡屋面和綠化屋面等技術(shù),通過改善屋面層的熱工性能、阻止熱量的傳遞,達(dá)到節(jié)能的目的。在屋面節(jié)能設(shè)計(jì)上,建議首選采用“剛性防水屋面(30擠塑聚苯板保溫隔熱)”的做法,詳見附圖二。它的屋面平面吸收系數(shù)、平均傳熱系數(shù)、平均熱惰性指標(biāo)等設(shè)計(jì)指標(biāo)基本滿足屋面的防水,隔熱及規(guī)范的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。3、復(fù)合節(jié)能
7、墻體復(fù)合節(jié)能墻體通常由絕熱材料與傳統(tǒng)墻體材料或某些新型墻體材料復(fù)合而成。如果絕熱材料復(fù)合在建筑物外墻的內(nèi)側(cè),則稱為內(nèi)保溫復(fù)合墻體。(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)系指剪力墻結(jié)構(gòu)混凝土現(xiàn)澆墻和外圍填充墻,框架結(jié)構(gòu)的梁柱面以及填充墻,內(nèi)澆外砌或磚混結(jié)構(gòu)的外磚墻。(2)空氣層空氣也是一種優(yōu)良的保溫材料。因此,在建筑物中常用材料圍成的空氣隔離層,不但可以保溫隔熱,而且具有切斷液態(tài)水份的毛細(xì)滲透、防止保溫材料受潮的功能。因?yàn)橐话阃鈧?cè)墻有吸水能力,而其內(nèi)表面常因溫度低而出現(xiàn)冷凝水,可被結(jié)構(gòu)材料吸入且不斷向室外轉(zhuǎn)移和散發(fā)。(3)保溫隔熱層這是節(jié)能墻體的主要功能部分,常用絕熱材料可分為有機(jī)、無機(jī)、金屬等三大類。出于導(dǎo)熱系數(shù)、抗
8、壓強(qiáng)度、蒸汽滲透率、燃燒性能等方面的考慮。此處選用擠塑型聚苯板(XPS)為保溫材料。(4)保護(hù)層主要功能是防止保溫層受破壞,并阻止室內(nèi)水蒸汽侵入保溫層。出于防火、抗沖擊和環(huán)保等方面的考慮,宜選用A級無機(jī)防火板為保護(hù)層材料。4、改善門窗性能門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅總能耗的比例較大,其中傳熱損失為1/3,冷風(fēng)滲透為1/3,所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下,盡量減小住宅外門窗洞口的面積,提高外門窗的氣密性,減少冷風(fēng)滲透,提高外門窗本身的保溫性能,減少外門窗本身的傳熱量。其節(jié)能措施有:(1)控制住宅窗墻比住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值,JGJ26
9、1995民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)對不同朝向的住宅窗墻比做了嚴(yán)格的規(guī)定,指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應(yīng)超過20、30、35”。 (2)提高住宅外窗的氣密性,減少冷空氣滲透如設(shè)置泡沫塑料密封條,使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封:框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等:扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等:扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。(3)改善住宅門窗的保溫性能戶門與陽臺(tái)門應(yīng)結(jié)合防火、防盜要求,在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板
10、或巖棉板,以增加其絕熱性能:窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗,這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋,可設(shè)置雙玻璃或三玻璃,并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃,有條件的住宅可采用低輻射玻璃:縮短窗扇的縫隙長度,采用大窗扇,減少小窗扇,擴(kuò)大單塊玻璃的面積,減少窗芯,合理地減少可開啟的窗扇面積,適當(dāng)增加固定玻璃及固定窗扇的面積。5、綠化與節(jié)能近年來由于城市綠地不斷減少,加之空調(diào)的大量使用,導(dǎo)致“熱島效應(yīng)空氣環(huán)境日益惡化,給建筑節(jié)能帶來負(fù)效應(yīng)。一塊草地和一塊瀝青地面的表面溫度差可達(dá)14以上。綠地每天蒸發(fā)大量水份,帶走大量熱量,為建筑物創(chuàng)造了十分有利的周圍環(huán)境條件,同時(shí)美化了城市,改善了空氣質(zhì)量。城市建設(shè)中應(yīng)嚴(yán)格控制對新
11、居住小區(qū)綠化率的控制,同時(shí)也應(yīng)保留更多的公園綠地及公共綠地,以改善城市的環(huán)境為主要任務(wù)。6、充分利用太陽能資源太陽能作為一種天然的潔凈能源,也是居住建筑設(shè)計(jì)上廣泛推廣的節(jié)能設(shè)計(jì)之一。從近年來的能源使用和發(fā)展情況來看,煤、電、油的供應(yīng)緊張已經(jīng)不容忽視,太陽能應(yīng)該由“補(bǔ)充能源”向“替代能源”發(fā)展。在設(shè)計(jì)時(shí)將太陽能熱水器設(shè)備納入到建筑設(shè)計(jì)之中,預(yù)留太陽能設(shè)置位置,特別是在廚房衛(wèi)生間內(nèi)。如果太陽能熱水器能夠充分加以推廣應(yīng)用,就可以大大節(jié)省常規(guī)能源,這也是建筑節(jié)能的發(fā)展方向。三、結(jié)束語建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,作為設(shè)計(jì)行業(yè)的人員,在對建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)我們應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件,因地制宜,就地取材,合理利用,不僅為住戶打造一個(gè)健康舒適的高品質(zhì)住宅,同時(shí)對于城市環(huán)境建設(shè)也能有所貢獻(xiàn)。注:文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。