浅谈建筑设计中的节能设计

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浅谈 建筑 设计 中的 节能 设计 郭学龙吉林绿地兴合建筑设计有限公司 吉林省长春市 130000摘 要 ： 针 对建 筑节 能的 设计 问题 ， 从 建筑 规划 设计 、 结 构围 护设 计等 四个 方面 ， 论 述建 筑设 计对 建筑 节能 的影 响。 关 键词 ：建 筑； 节能 ；设 计 中 图分 类号 ： TE08文 献标 识码 ： A节 能、 低碳 是世 界经 济发 展的 主旋 律， 建筑 节能 是建 筑行 业发 展的 新方 向， 为提 高建 筑使 用过 程中 的能 源效 率， 在建 筑设 计中 加入 节能 设计 就成 了当 前建 筑设 计的 重要 理念 之一 。所 谓建 筑节 能 ， 是 在 保证 提高 建筑 物舒 适度 的前 提下 ， 合 理使 用能 源 ， 不 断提 高能 源利 用效率 。 它 所界 定的 范围 是指 建筑 使用 能耗 ， 包 括 空 调 、 采 暖 、 照 明 、 家 用电 器 、 炊 事等 方面 的能 耗。 建 筑节 能是 全社 会节 约能 源的 重要 组成 部分 。 我 国是 发展 中国 家 ， 建 筑能 耗 占 社 会总 能耗 的 25 ，随 着经 济发 展和 人民 生活 质量 、居 住环 境的 提高 ，这 个比 例还 会不 断增 长。1合 理的 规划 布局影 响 居 住 环 境 的 最 主 要 两 个 因 素 是 太 阳 的 辐 射 和 空 气 的 流 通 ， 因 此 建 筑 规 划 的 节 能 设计 ，主 要解 决的 问题 就是 一方 面合 理利 用太 阳辐 射 ;另 一方 面增 强建 筑的 自然 通风 效果 。1.气 候地 理环 境条 件与 节能 设计 进 行建 筑规 划节 能设 计应 对建 筑所 在地 的气 候条 件 、 地 形地 貌及 地质 水文 资料 进行 调查分 析 ， 根 据分 析结 果 ， 决 定节 能设 计的 基本 方案 。 节 能设 计首 先应 该考 虑如 何充 分利 用建 筑所 在地 的自 然环 境资 源 ， 在 减少 常规 能源 的前 提下 按照 节能 的设 计方 法和 要求 ， 结 合建 筑技术 措施 ，创 造出 有利 于人 们生 活和 工作 的居 住环 境。 1.1气 候条 件。 由于 建筑 所在 地理 环境 的特 殊性 ，建 筑具 有一 定的 地域 性特 征， 而其 中气候 条件 起着 重要 的作 用 ， 要 制定 出科 学的 节能 建筑 设计 方案 ， 就 必须 了解 当地 太阳 辐射 强度 ，冬 季日 照率 、 降 水 、 冬 夏两 季主 导风 向频 率 ， 及 建筑 所在 地小 区域 环境 的微 气候 条件 ， 通 过对 这些 气候 条件 的了 解掌 握， 设计 出和 当地 气候 相符 合的 节能 建筑 。 1.2地 形条 件。 建筑 所在 地区 的地 形地 貌， 会直 接影 响建 筑室 内外 热环 境和 空调 能耗 的大小 ， 因 此 ， 对 不同 的地 形地 貌的 建筑 要区 分对 待 ， 设 计出 合理 的节 能方 案 。 如 果在 湿地 环境下 水陆 风比 较大 ， 那 么在 设计 时就 要充 分考 虑水 陆风 的影 响 。 以 建筑 自然 通风 为设 计的 重要环 节 之 一 ， 就 可 以 改 善 夏 季 热 环 境 对 建 筑 的 影 响 ， 节 约 空 调 的 能 耗 ;如 果 在 山 区 地 带 就 要 充分 考虑 该地 区的 山谷 风的 现象 ， 在 设计 时重 点考 虑夏 季防 热通 风 ， 冬 季获 取较 好的 太阳 辐射热 。 1.3地 表环 境。 建筑 所在 地的 表面 覆盖 的植 被或 硬化 地面 都直 接影 响到 建筑 采暖 和空 调能耗 的大 小 ， 由 于建 筑物 和铺 砌的 坚实 路面 大多 为不 透水 层 ， 或 降雨 后雨 水流 失快 ， 雨 水蒸 发到 空气 中形 成高 温 、 高 湿闷 热气 候 ， 或 由于 太阳 辐射 到建 筑物 及硬 化地 面 ， 造 成环 境温 度升高 ， 建 筑物 为降 温 ， 就 会大 量使 用常 规能 源 ， 造 成能 源的 大量 消耗 ， 因 此节 能规 划设 计应 有足 够的 绿地 和水 面， 严格 控制 建筑 密度 ，减 少硬 化地 面， 利用 植被 和水 域减 弱热 岛效 应 。 如适 当安 排树 木花 草， 既起 美化 作用 ，也 是建 筑节 能的 一项 技术 措施 ， 。 适当 设计 水景 ，利 用水 来平 衡环 境温 度， 净化 空气 、收 集雨 水， 减少 能源 消耗 量。1.2日 照环 境 利 用太 阳能 是建 筑节 能的 重要 途径 ， 日 照环 境设 计主 要是 来确 定建 筑物 的日 照间 距与 建筑 物的 朝向 。 1.2.1日 照间 距。 日照 间距 是保 证阳 光不 受遮 挡可 以直 接照 射到 建筑 室内 的距 离。 影响 日照间 距的 因素 很多 ， 包 括当 地的 日照 标准 、 长 度以 及建 筑用 地的 地形 等 。 因 此 ， 建 筑节 能设 计时 ， 在 节约 用地 的前 提下 ， 应 该综 合考 虑各 种因 素来 确定 日照 间距 。 居 住区 平面 规划 中在 日照 间距 范围 内 ， 合 理布 置建 筑群 体 ， 错 落排 列 ， 能 有效 利用 日照 时间 ， 如 将一 般的 小体 量的低 层 、 多 层 、 独 立式 住宅 放在 南面 ， 大 体量 的高 层住 宅放 在北 面 ， 可 以最 大限 度满 足日 照要求 ， 节 省用 地 ， 又 有利 于居 住小 区内 的空 气流 通 ， 从 而使 建筑 物与 空气 热交 换加 快 ， 有 效降低 建筑 的温 度， 降低 建筑 能耗 。 1.2.在 建筑 的平 面布 局上 朝向 的选 择很 重要 。建 筑的 朝向 主要 应与 当地 夏季 主导 风向 一致 ， 建 筑群 的入 风口 和出 风口 应结 合主 导风 向合 理 设 置 ， 利 用 自 然 通 风 提 高 居 住 的 舒 适 度 ;再 有 冬 季 要 有 大 量 的 阳 光 射 入 建 筑 室 内 ， 避 免冷 风吹 袭。2控 制建 筑物 的体 形系 数 合 理控 制建 筑物 的体 形系 数 ， 即 建筑 物与 室外 大气 接触 的外 表面 积和 其所 包围 的体 积之比 值 ， 也 就是 说单 位建 筑空 间的 外表 面积 越大 体形 系数 就越 大 ， 其 耗热 量随 体型 系数 的增 长而 增长 ，建 筑设 计中 从以 下几 点着 手。 建 筑体 型系 数与 建筑 单元 连列 有关 ， 如 一幢 住宅 ， 每 增加 一个 联列 单元 ， 建 筑物 就减 少一 面山 墙 ， 外 表面 积缩 小 ， 体 型系 数就 小 ， 所 以多 单元 的住 宅 ， 对 节能 有利 ， 低 层的 小单 元的 住宅 对节 能不 利 。 适 当增 加建 筑层 数 ， 建 筑层 数的 增加 ， 外 围面 积的 递增 比不 上所 包围 体积 的增 加 。 也 就是 说体 积大 于外 表面 积的 增率 ， 高 层建 筑的 体型 系数 偏低 ， 一 般在 0.150.25之 间就 是这 个原 因， 因此 在满 足功 能经 济允 许的 条件 下， 适当 增加 建筑 层数 对节 能有 利。 选 择合 适的 平面 形状 ， 为 满足 可比 性 ， 我 们假 设各 平面 的四 周表 面积 相同 ， 高 度一 致对五 种 形 状 进 行 了 分 析 评 价 ， 三 角 形 、 正 方 形 、 1 2长 方 形 、 正 六 边 形 、 圆 ， 所 得 体 型 系 数数 据 由 小 到 大 ， 圆 形 3.1 正 六 边 形 3.45 正 方 形 4 1 2长 方 形 4. 三 角 形5.13。 由 此可 见， 圆和 多边 形对 节能 有利 ，三 角形 对节 能最 不利 。3合 理控 制窗 墙比 窗 墙比 就是 建筑 窗户 洞口 面积 与房 间立 面单 元面 积之 比值 ， 由 于外 围护 墙体 的热 工性 能比 玻璃 窗户 要好 ， 尽 管外 窗面 积比 外墙 面积 要小 的多 ， 但 通过 外窗 得失 热能 却占 围护 结构 得失 热量 50%， 因此 需根 据不 同地 区气 候特 征， 合理 控制 窗墙 比。4加 强围 护结 构的 节能 设计 建 筑 物 的 能 耗 是 由 其 围 护 结 构 的 热 传 导 和 冷 风 渗 透 两 方 面 造 成 的 ， 在 其 能 耗 所 占 份 额中 ， 外 墙约 占 23%34%， 窗 户约 占 23%25%， 楼 梯间 隔墙 约占 6%1%， 屋 顶约 占 7%8，阳 台门 下部 约占 23， 户门 约占 23， 地面 约占 2%， 窗户 传热 耗热 量与 空气 渗透 耗热 量 相 加 约 占 全 部 耗 热 量 的 50%， 显 然 如 果 建 筑 围 护 结 构 具 有 良 好 的 保 温 性 能 ， 便 可 减 少冬 季室 内传 室外 的热 量 ， 和 夏季 室外 传入 室内 的热 量 ， 从 而减 少了 保持 室内 舒适 热环 境所 需提 供的 采暖 和制 冷能 量。 为降 低能 耗， 设计 均从 单项 如墙 、屋 面、 门、 窗等 围护 结构 着手 ，重 视热 工性 能找 出其 经济 热阻 。 4.1墙 体设 计 墙 体是 建筑 外围 护结 构的 主体 ， 其 功能 主要 是承 重 ， 防 水 、 防 潮 、 保 温 、 隔 热 ， 是 节能建 筑设 计的 关键 。 墙 体的 节能 设计 除了 适应 气候 条件 做好 保温 、 防 潮 、 隔 热等 外 ， 还 应体 现在 能够 改善 微气 候环 境条 件的 特殊 构造 上。4.2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 的 节 能 措 施 应 有 : 屋 面 保 温 层 不宜 选 用 吸 水 率 大 的 保 温 材 料 如 岩 棉 ， 以 防 屋 面 湿 作 业 时 因 保 湿 层 大 量 吸 水 而 降 低 保 温 效 果 ; 屋 面 不 宜 选 用 密 度 大 导 热 系 数 较 高 的 保 温 材 料 ， 以 免 厚 度 重 量 过 大 ， 不 经 济 ; 根 据 功 能要 求可 设计 蓄水 屋面 ，种 植屋 面等 。 4.3外 门窗 、玻 璃幕 墙的 节能 设计 外 门窗 是建 筑外 围护 结构 的开 口部 位 ， 是 人们 满足 对采 光 、 通 风 、 日 照 、 视 野等 方面 的基 本要 求， 应具 备良 好的 保温 、隔 热、 隔声 性能 ，有 足够 的气 密性 、水 密性 、抗 风压 强度 ，才 能为 住户 提供 安全 、 健 康 、 宁 静的 室内 环境 ， 提 高生 活质 量 。 与 围护 墙体 相比 较 ， 外 门窗是 阻挡 夏季 太阳 辐射 热的 进入 ， 室 内和 冬季 室内 热量 散失 的最 薄弱 环节 ， 其 能耗 约占 围护 结构 50%， 所以 外门 窗是 节能 设计 的关 键部 位， 是节 能技 术的 重点 所在 。4.建 筑热 桥的 控制 和其 他部 位的 节能 构造 设计 在 外围 护构 件中 ， 经 常较 大的 嵌入 构件 ， 如 外墙 中的 钢筋 混凝 土梁 、 柱 等 ， 这 部分 与主体 材料 传热 方向 平行 的材 料导 热系 数高 于主 体材 料， 起到 局部 加速 传热 的作 用， 形成 热桥 ，这 些热 桥必 然增 加传 热热 损失 。 建 筑节 能设 计要 根据 每个 热桥 所在 部位 的结 构形 式 ， 选 择最佳 的节 能设 计以 保证 节能 效果 的良 好。 5结 束语 总 之 ， 建 筑节 能需 要通 过节 能的 技术 和方 法来 实现 ， 是 建筑 功能 和各 种节 能技 术应 用的综 合 ， 涉 及建 筑行 业的 方方 面面 ， 随 着建 筑节 能实 施的 不断 深入 ， 建 筑设 计的 方法 和理 念也需 要深 化和 变革 以适 应建 筑业 发展 的

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