略談建筑節(jié)能設計的要點及趨勢

1、<p>　　略談建筑節(jié)能設計的要點及趨勢</p><p>　　摘要：隨著技術的日新月異，能源短缺已不容忽視，節(jié)約能源已受到世界性的普遍關注，在我國亦不例外。全世界近30%的能源消耗在建筑物上，長此以往，將嚴重影響世界的可持續(xù)。因此，能源將成為本世紀的熱門話題，我們必須從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā)，使建筑盡可能少地消耗不可再生資源，降低對外界環(huán)境的污染，并為使用著提供健康、舒適、與和諧的工作及生活空間。 <

2、;/p><p>　　關鍵詞：建筑節(jié)能；設計；要點；前景 </p><p>　　Abstract: As the technology change rapidly, the energy shortage has been ignored, saving energy has been paid more attention in the world, in China is no excep

3、tion. If things go on like this in the building, nearly 30% of the energy consumption of the whole world, will seriously affect the sustainable world. Therefore, energy will become a hot topic in this century, we must st

4、art from the sustainable development strategy, make the building to minimize the consumption of non-renewable resources, </p><p>　　Key words: energy-saving building; design; points; prospect </p><

5、p>　　中圖分類號：TU2文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p>　　一、整體及外部環(huán)境的節(jié)能設計 </p><p>　　建筑整體及外部環(huán)境設計是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎上,通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設計,使建筑獲得一個良好的外部微氣候環(huán)境,達到節(jié)能的目的。 </p><p><b>　　1.合理

6、選址 </b></p><p>　　建筑選址主要是根據(jù)當?shù)氐臍夂颉⒌刭|(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境,為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件,同時又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。 </p><p>　　2.合理的外部環(huán)境設計 </p><p>　　在建筑位址確定之后,應研究其微氣候特征。根據(jù)建筑功

7、能的需求,應通過合理的外部環(huán)境設計來改善既有的微氣候環(huán)境,創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境,主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創(chuàng)造人工自然環(huán)境,如在建筑附近設置水面,利用水來平衡環(huán)境溫度、降風沙及收集雨水等作用。 </p><p>　　3.合理的規(guī)劃和體型設計 </p><p>　　合理的建筑規(guī)劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對建

8、筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。 </p><p>　　日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向,夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的,因此,只能權(quán)衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出這一地

9、區(qū)建筑的最佳朝向和較好朝向,盡量避免東西向日曬。 </p><p>　　二、單體的節(jié)能設計 </p><p>　　單體的節(jié)能設計,主要是通過對建筑各部分的節(jié)能構(gòu)造設計、建筑內(nèi)部空間的合理分隔設計,以及一些新型建筑節(jié)能材料和設備的設計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件,以達到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。 </p><p><b>　　1.屋

10、面空間綠化 </b></p><p>　　屋面空間綠化指利用綠色植物具有的光合作用能力，在不同的地區(qū)，針對太陽輻射的差異，選擇不同品種的植物進行屋面種植。綠色植物的種植不僅可以避免太陽光直接照射屋面，而且由于植物本身對太陽光的吸收利用、轉(zhuǎn)化和蒸騰作用，大大降低了屋頂?shù)氖彝饩C合溫度。同時利用植物培植基質(zhì)材料的熱阻與熱惰性，可以降低內(nèi)表面溫度，從而減輕了對頂樓的熱傳導。有資料顯示，種植屋面的內(nèi)表面溫度比其

11、他屋面低2.8℃-7.7℃ 。在炎熱的夏季，從屋面進入室內(nèi)的熱量占總圍護結(jié)構(gòu)的熱量的70% 以上，實施綠化的屋面外表面最高溫度可以比不綠化的屋面外表面最高溫度低20℃ 以上。同時，屋面綠化若在城市中大量應用，可以使整個城市成為高低錯落的大花園，降低噪聲，提高節(jié)能率，改善生態(tài)環(huán)境。 </p><p>　　針對屋面綠化荷重較地面綠化小的特點，宜采用輕質(zhì)材料作為種植土，目前一般采用草炭腐殖土、珍珠巖、蛭石等。覆土層厚度

12、必須嚴格按照設計執(zhí)行，種植層容器材料也可采用竹、木、工程塑料、PVC等以減輕荷重，防止覆土荷重超過允許值使屋面鋼筋混凝土板產(chǎn)生塑性變形裂縫，從而造成滲漏。由于屋面綠化的特殊性，種植層的厚度受到限制，植物的配植要求以耐熱、抗風、耐旱、耐貧瘠且淺根系的多年生草本、匍匐類、矮生灌木植物為宜，如彩葉草、三色堇、假連翹、鴨跖草、麥冬草等。還要注意保護屋面防水層，一是選擇根系不發(fā)達的植物;二是選擇耐根系穿刺的防水層，如鋁合金卷材高密度聚乙烯土工膜等

13、。同時防水層應上翻超過土層15 cm以上，且屋面應形成適當?shù)钠露?，以利于及時排除積水。高大的樹木和水池等集中荷載應放在柱子或承重墻的位置上，有利于荷載的直接傳遞。 </p><p>　　2.建造內(nèi)保溫復合節(jié)能墻體 </p><p>　　復合節(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合而成。如果絕熱材料復合在建筑物外墻的內(nèi)側(cè)，則稱為內(nèi)保溫復合墻體。 </p>&l

14、t;p>　　(1)墻體結(jié)構(gòu)層：系指混凝土現(xiàn)澆或預制品的外墻，內(nèi)澆外砌或磚混結(jié)構(gòu)的外磚墻。以及諸如承重多孔磚外墻等其他承重外墻。 </p><p>　　(2)空氣層：空氣在0℃時導熱系數(shù)為0024VV/(m&#8226;k)。在25℃±5℃時為00256W/(m&#8226;k)，即使在200℃的情況下仍有00：384 W/(m&#8226;k)。由此可見，空氣也是一種優(yōu)良的

15、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)水份的毛細滲透、防止保溫材料受潮的功能，因為一般外側(cè)墻有吸水能力，而其內(nèi)表面常因溫度低而出現(xiàn)的冷凝水?？杀唤Y(jié)構(gòu)材料吸入且不斷向室外轉(zhuǎn)移和散發(fā)。 </p><p>　　(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、無機 金屬等三大類。出于導熱系數(shù)、抗壓強度、蒸汽滲透率、燃燒性能等方面的考慮。 </p&

16、gt;<p>　　(4)保護層：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級無機防火板為保護層材料。 </p><p>　　(5)飾面層：由于A級無機防火板具有優(yōu)良的表面親和特性，所以各種飾面材料均可使用，選用的內(nèi)墻涂料和粘貼瓷磚都有良好的效果。 </p><p>　　結(jié)合各地的氣候和地理環(huán)境，借鑒各方面成功和失敗的經(jīng)

17、驗，在優(yōu)化組合的基礎上開發(fā)的墻體內(nèi)保溫板，具有保溫、隔熱、隔音、防潮抗沖擊、抗震、呼吸等功能，已在工程中應用。 </p><p><b>　　3.門窗節(jié)能 </b></p><p>　　外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，冷風滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，通過提高門窗的氣密性，采用適當?shù)拇?/p>

18、墻面積比，增加窗玻璃層數(shù)，采用百葉窗簾、窗板等措施來提高門窗的保溫隔熱性能。其節(jié)能措施有：? </p><p>　　(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，《民用建筑節(jié)能設計標準》對不同地區(qū)、不同朝向的住宅窗墻比做了嚴格的規(guī)定。? </p><p>　　(2)提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料

19、。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。? </p><p>　　(3)改善住宅門窗的保溫隔熱性能。戶門與陽臺門應結(jié)合防火、防盜要求，在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能;窗戶最

20、好采用鋼塑復合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷、熱橋，可設置雙玻璃或三玻璃，并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，低輻射玻璃;合理地設計可開啟的窗扇面積，保證南方地區(qū)室內(nèi)自然通風和降低北方地區(qū)室外冷風的直接滲透。? </p><p>　　(4)設置“溫度阻尼區(qū)”。所謂溫度阻尼區(qū)就是在室內(nèi)與室外之間設有一中間層次，這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透，減少外墻、外窗的熱耗損。在北方地區(qū)住宅中，將北陽臺的外門、

21、窗全部用密封陽臺封閉起來，外門設防風門斗，防止冷風倒灌，樓梯間設計成封閉式的，對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節(jié)能效果。? </p><p>　　4.充分利用太陽能資源 </p><p>　　太陽能作為一種天然的潔凈能源，也是居住建筑設計上廣泛推廣的節(jié)能設計之一。從近年來的能源使用和發(fā)展情況來看，煤、電、油的供應緊張已經(jīng)不容忽視，太陽能應該由“補充能源”向“替代能源”發(fā)展。特別

22、是太陽能熱水器經(jīng)過20年的發(fā)展，產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)技術日臻成熟，越來越受到消費者的青睞。另外，從使用效果和居衛(wèi)的淋浴費用和投資回收周期來看， 太陽能熱水器也具有較大的成本優(yōu)勢。然而由于各方面原因，目前太陽能熱水器仍以一家一戶的零散安裝使用方法為主，存在破壞建筑結(jié)構(gòu)、熱水溫度不穩(wěn)定等因素。要解決這些問題就必須將太陽能利用裝置納入到建筑設計規(guī)范當中，在設計時將太陽能熱水器設備納入到建筑設計之中預留太陽能設置位置，特別是在廚房衛(wèi)生間內(nèi)。如果太陽能

23、熱水器能夠充分加以推廣應用，就可以大大節(jié)省常規(guī)能源，也是建筑節(jié)能的發(fā)展方向。 </p><p>　　三、節(jié)能建筑新趨勢 </p><p>　　1. 資源回收利用 </p><p>　　美國一家大學曾設計建造了一種四居室的生態(tài)房。他的熱能來源于人工散熱、陽光及使用家電設備所產(chǎn)生的熱量;用依靠風力發(fā)電機和太陽能電池;用水是從屋檐流下來經(jīng)過處理的雨水;糞便和污水則流入一個

24、堆肥坑里，經(jīng)過發(fā)酵后供花園施肥使用。美國一家建筑公司用揮手的垃圾建筑房屋，墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建造的;屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來的;所用的板材為鋸末和碎木料加上20%的聚乙烯制成;而舊報紙、紙板箱則成了屋面的主要原料，并作為墻面的絕緣體。美國國立資源保護委員會總部則是以廢舊回收物品的再生資料為主要材料建筑的綠色辦公室。它的墻壁是由麥秸桿壓制并經(jīng)過高加工而成，地板由廢玻璃制成，辦公桌由廢舊報紙與黃豆渣制成。另外，它

25、還設有很大的窗戶，這樣辦公室內(nèi)非常明亮，從而可節(jié)約電力30%。日本1997年建成了一棟實驗型“健康住宅”。除了整個住宅盡可能選擇對人體無害的建筑材料外，墻體還被設計成雙重結(jié)構(gòu)，每個房間建有通風口，整個房屋系統(tǒng)的空氣采用全熱交換器和除濕機進行循環(huán)。全熱交換器能夠有效地回收熱量并加以再次利用，其過濾器可有效地收集空氣中細小的塵埃，從而能夠抑制霉菌等過敏生物繁殖。這種資源的揮手利</p><p>　　2. 新能源開發(fā)利

26、用 </p><p>　　德國建筑師塞多。特霍爾建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋。房屋被安裝在一個圓盤底座上，由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。房屋底座在環(huán)形軌道上以每分鐘轉(zhuǎn)動3cm的速度隨太陽旋轉(zhuǎn)。當太陽落山后，該房屋便反向轉(zhuǎn)動，回到起點位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發(fā)電功率的1%，而所吸收的太陽能則相當于一般不能轉(zhuǎn)動的太陽能房屋的2倍。德國還有一個零能量住房，所需能量100%靠太陽能。零能量住房向

27、南開放的平面被設計成扇形平面，可以獲得很高的太陽能輻射能。墻面采用儲熱能力較好的灰沙磚、隔熱材料和裝飾材料，陽光透過保溫材料，熱量在灰沙磚墻中存儲起來。房屋白天通過窗戶由太陽來加熱，夜間則通過隔熱材料和灰沙磚墻來加熱。 </p><p><b>　　3. 紙建筑 </b></p><p>　　用紙做結(jié)構(gòu)材料不僅可以減少建筑物的重量，加快施工速度，降低成本;而且建筑物拆

28、除后。紙可以重復利用，對節(jié)約資源、環(huán)境保護亦有好處。世界上目前已有一些用紙結(jié)構(gòu)建造的臨時性和半臨時性的建筑。位于瑞士某地的紙塔是輕型建筑中一個有意義的例子，該塔外徑13cm，高33cm，1992年建成，已成為瑞士當?shù)氐臉酥拘越ㄖ铩Ｕ麄€塔所用的材料紙板占79.26%,木材占20.22%,鋼材占0.52%,為建筑使用可降解性材料開辟一條“綠色”通道，因此，它們被人們譽為“綠色建筑”典范。2000年世博會，日本館是一座世博會期間使用的臨時性

29、紙建筑，會后其大部分材料可以回收利用。它以材料和結(jié)構(gòu)的特性為主題，關注資源和環(huán)保問題。它采用回收加工的紙建成拱筒形的結(jié)構(gòu)，由12.5cm粗的紙管網(wǎng)狀交叉而成,弧形屋面和墻身材料也是織物和紙膜.該館長72cm，寬32m，最高處達15.5m，面積3600?。白天，自然光經(jīng)過半透明紙窗的過濾結(jié)構(gòu)成柔和?宜人的室內(nèi)光環(huán)境;夜晚，紙窗又是神奇光影的“屏幕”。在世博會展館里，自然光透過防水的織物和紙膜構(gòu)成的屋頂照射到室內(nèi)，造成一片富有日本風情的空間

30、環(huán)境。日本館反映了日本人普遍具有的生態(tài)與環(huán)境</p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著全球能源問題的日益嚴峻和“可持續(xù)發(fā)展”理念在國內(nèi)的推廣，建筑節(jié)能設計越來越引起我國廣大建筑工作者的重視。我們從建筑的設計方面著手，合理規(guī)劃，科學部署，減少建筑物的能耗，積極利用可持續(xù)能源并減少資源的浪費。 </p><p>&