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建筑设计中节能建筑设计问题分析

时间:2022-10-30 09:10:34 来源:网友投稿

【摘 要】近年来,随着新时期我国经济的飞速发展,人民生活水平的不断提高,可持续发展理念得到了深入的贯彻和落实,在建筑设计中的突出表现就是高效节能设计理念的逐步应用。节能建筑设计的重要目标就是最大限度降低建筑过程中所消耗的资源以及对外界环境造成的污染,从而为人们提供健康、和谐且舒适的生活空间及工作环境。本文就对建筑设计中节能建筑设计问题进行了分析和探讨。?

【关键词】建筑设计;节能;设计;分析;

在建筑设计中运用节能设计,就是指优化配置建筑能源与资源,并且在最大程度上将其效益发挥出来。随着可持续发展战略当中的低碳环保观念问世,人们树立的保护环境意识越来越强,因此,节能设计符合时代发展的潮流,并且在建设设计过程中开展建筑节能设计意义很大,值得建筑设计者们开展坚持不懈的研究。

一、节能建筑内涵及重要性

1.1节能建筑的内涵

节能建筑是立足于保证建筑物正常使用以及室内环境质量达到规范要求的基础之上,通过在建筑结构中提高采暖设备运转的效率以及隔热的保温功能等,以便促使建筑中采暖以及空调消耗达到规范要求,倘若在不使用采暖以及空调时,室内的热环境是满足相关规定要求的。如果真正建设出不需安装空调和采暖设施就能够实现冬暖夏凉的建筑,这样就能够有效降低能源消耗,从而就能够提高房屋的使用功能。同时要注意的是,在进行节能设计的时候,应该严格依照规定的标准以及相关的要求进行实施,从而保证建筑物在应用的时候将能源消耗降到最低。

1.2节能建筑的重要性

1.2.1.能够有效节约能源

节能建筑设计的一个重要方面就是能够有效节约资源,这样能够有效缓解资源匮乏的问题,为我国经济发展提供了有利条件,以便更好地贯彻落实可持续发展理念。

1.2.2.能够有效提高居住质量

一般而言,居住质量的提高是源于建筑物热工缓解质量的提高,通常所使用的能源消耗方式会对人体产生一些不良影响。所以,实现健康的生活方式成为很多人的追求,而节能建筑设计显然能够为人们创造更加自然、健康的生活环境。

1.2.3.能够有效保护周围环境

纵观当前的环境污染,生活污染属于其中一个重要方面,而建筑采暖是其中重要的污染源。建筑中所使用的空调及采暖在消耗能源的同时也严重污染了生态环境。然而,采用节能建筑设计不仅能够有效降低生活环境污染,而且能够有效降低空气中温室气体的含量。

二、 节能建筑设计中存在的问题

其主要表现在以下几个方面:

2.1.只有强制性规定的最低节能标准,缺乏必要的激励机制来提高节能效率及新材料及新技术的研发。

现阶段我国发布了各气候区的节能设计标准,各设计院都仅仅采用已有的各项措施来满足最低节能标准,没有激励机制来让设计院投入人力及财力来进行新技术及新材料的研发。对开发商利用新材料及新技术,从而提高节能效率,也仅仅是提倡鼓励,无具体政策及资金扶持,也减缓了各项节能技术的应用。

2.2.我国建筑节能的管理工作体制以及监管体系的不完善,造成了执法不严、监督不力。

2.3.建筑开发商对建筑节能的资金投入少,因而导致了建筑节能缺少基础研究。

2.4.节能设计与开发商存在利益矛盾。

开发商只注重建筑的经济利益和经济价值,会尽可能的降低建设成本。进行建筑节能设计时,需要一些高成本、高投入、高价格的材料来降低建筑的耗能量,因而在设计时投资者和节能设计这两者之间产生极大的利益矛盾,从而造成建筑节能措施不能顺利的得到推广,最终严重影响了节能建筑的发展。

2.5.建筑节能标准不完善以及不配套。

现阶段仅仅根据几个大的气候分区,制定了各个分区的节能设计标准,而缺乏对各个地方的具体气候、地方材料、经济水平差异等的研究。

2.6.建筑节能技术水平低。

我国建筑节能技术与其它发达国家相比仍然十分落后,我国引进以及发展节能建筑的时间短,也没有实际经验,这样严重影响了我国节能建筑的发展。

三、节能建筑设计的必要性

国家、社会以及大众之所以重视节能建筑设计,是因为,节能建筑设计的应用具有一定的优点。而主要的优点表现在以下几个方面:

3.1能够节省能源

这是最重要的一个优点,节能建筑设计的应用能够有效的减少生活中的能源消耗量,这样就在一定程度上缓解了经济发展能源紧张的局面,为经济发展提供更丰富的能源,从而推动我国社会经济稳定持续的发展。

3.2能够保护环境

生活污染是环境污染中的一部分,而生活污染中最大部分的污染物就来源于建筑物的采暖,所以,生活中建筑物的采暖以及空调的使用等不但加大了能源的消耗量,而且还造成了严重的环境污染。然而,通过节能建筑设计就能够在很大程度上减轻日常生活给环境带来的压力,从而适当减少了空气中温室气体含量。

3.3能够提高居住质量

居住质量的提高主要是靠“建筑热工环境”质量的改善而提高的,应用能源所进行的采暖、以及空调的应用都对人体产生一定的不良影响,对人体的健康造成了一定的伤害,所以,人们在逐渐追求健康生活,而节能建筑设计就能够还原给人们一个自然的居住环境,这样就为人们提供了一个舒适健康的生活环境。

四、建筑设计中节能建筑设计的方法

建筑设计中的节能设计改革已成为当务之急。因此,我们必须在建筑设计过程中,重视对建筑的节能设计这一环节,不断促进建筑产业的发展,在不断提高人民的生活质量的同时,保护生态环境。在建筑的节能设计中,我们应当注重以下几个方面:

4.1充分利用通风性能以及热工环境进行节能设计

在进行建筑设计时,应当充分考虑建筑的朝向、采光等问题的选择。这就要求设计人员严格遵守国家政策,并且充分考虑建筑的节能效果,尤其对建筑的通风性能以及热工环境等因素的考虑,再结合建筑环境的不同气候条件,选择层数不同的建筑构件与材料,进行的建筑的设计。此外,对于南向窗户,应当选择合适层数,并采取有效保温措施,减少热量的损失,并且适当增加窗户面积,充分利用太阳辐射热;而对其他朝向的窗户,应适当的减少开窗面积,以降低热能损耗。

4.2选用节能环保的建筑材料

我们在设计建筑时,应当尽可能的使用环保的可循环再生建筑材料,这样不仅可以节约能源以及资源,而且可以有效的降低对环境产生的污染,避免对自然环境的破坏。此外,环保材料易于回收,可以循环利用,可以避免建筑材料的废弃,从而实现对环境污染最小化。

4.3改善建筑结构与性能

我们可以利用外墙保温构造、屋面保温隔热技术、热桥阻断技术、地下室外墙及地面保温技术、高效节能外窗以及幕墙系统,进一步改善建筑外围护结构,提高建筑结构的保温性能,从而降低建筑能源损耗。

4.4选用可持续利用能源和其他可替代性能源

在进行建筑设计时,应当选用可持续利用能源和其他可替代性能源。可再生的能源主要包括水力能、风能、太阳能、生物能、潮汐能、浅层土壤热能、地表水体热能等,利用这些可再生能源的能源代替即将枯竭的能源,实现能源的可持续利用。

4.5将新科技运用到节能建筑中

近年来的节能建筑设计我们做的还不到位,我们还需要将新科技运用到节能建筑中,利用国外的新技术、新产品、新工艺、新材料及先进适用成套技术,不断提高我国的建筑节能的水平,例如可以利用太阳能光伏发电技术,以及风能发电技术,利用这些新技术不仅能够满足了室内的全部供电需求,还能实现室内发电以及室内温度的调控,从而保证室内环境舒适的要求。此外,还可以利用洁具同层后排水技术、浮筑楼板技术、双层架空地面系统、中水处理及回用系统、智能楼宇自控系统等最新技术,提高建筑室内的舒适度。

五、建筑节能设计的几点思考和设计

5.1、围护结构节能设计

围护结构是室内和室外的物理界限,是多种功能的集合体。随着时代的发展,围护结构也在不断发展变化,它的功能越来越完善,给人带来越来与舒适的室内热环境。一方面,材料和构造技术的进步提高了传统围护结构的保温、隔热和密闭性能;另一方面,现代意义的围护结构不仅满足传统的功能要求,更成为采集利用自然可再生能源的有利场所。如太阳能墙板等。近几十年,由不同材料组合成的复合墙体保温性能好,在现代建筑墙体中处于主导地位。而体现高技术特色的新式墙体更是层出不穷。如玻璃幕墙、双层玻璃幕墙、透明绝热墙和喷洒降温玻璃幕墙、太阳能集热蓄热墙和太阳能电力墙等。

5.2、建筑防热途径

(1)减弱室外热作用。正确地选择建筑物的朝向和布局,力求避免主要的使用空间及透明体遮蔽空间,如建筑物的中庭、玻璃幕墙等受东、西向的日晒;同时要绿化周围环境,以降低环境辐射和气温,并对高温气流起冷却作用。

(2)窗口遮阳。遮阳的作用在于遮挡太阳直射辐射从窗口透人,减少对人体与室内的热辐射。

(3)围护结构的隔热与散热。对屋顶和外墙,特别是西墙,必须进行隔热处理,以降低内表面温度及减少传人室内的热量,并尽量使内表面出现高温的时间与房间的使用时间错开。

(4)合理地组织自然通风。自然通风是保持室内空气清新、排除余热、改善人体热舒适感的重要途径。

(5)尽量减少室内余热。应选择发热量小的灯具与设备,并布置在通风良好的位置,以便迅速排到室外。

5.3、空调的节能设计

建筑空调的节能设计在大空间建筑中表现的比较充分。此类建筑具有体积大、空调负荷大、维护结构传热量大等特点。故而,气流组织的合理设计,就能保证空气在空间内的分布在既能满足人体舒适性要求的同时,又能保证空调系统的节能。为了实现大空间的建筑节能设计,除了在工程设计中应该选择高效并且节能的设备以外,合理的对设备进行配置也十分重要。大空间建筑的屋顶大于10m以上,可是人员活动的平均范围却在2m之下,如果在这种设计中合理的调整送风区域、采用低位送风空调抑或层流空调的话,将会收到显著的节能效果。然而从人体的舒适性和施工方面的可行性这两个方面考虑,在实际的建筑工程中,要多多采用低温地板辐射这种供暖模式。在节能建筑设计中,应该合理的进行建筑布局,并充分协调内部功能的空间组织,将热压和风压的原理充分应用起来,优先采用自然通风。自然通风可以在不消耗常规能源的前提下对室内环境进行调节,使人体产生舒适感。自然通风可以减少建筑能耗,降低环境污染。但是在一些大空间或者进深较大的建筑中,要做到完全的自然通风几乎是不可能的。因此加大建筑空间必然会造成通风管道长度的增加,同时管道的沿程阻力也比较大,势必要对投资进行额外增加,而且效果也并不理想。在这种情况下,常常采用机械辅助式的自然通风。系统通过一套空气循环管道,采用一些节省能源的处理手法,比如利用深层土壤冬暖夏凉的特点。在冬季,利用深层土壤的热稳定性对空气进行初步预热,以及对排出室内空气热量的再回收和利用等;在夏季,通过与土壤的热交换对空气进行降温。同时,系统并辅助一定的机械装置把控制在一定风速内的空气送到室内达到通风的目的。

5.4、屋顶隔热

(1)采用浅色外饰面,减小当量温度

当量温度反映了围护结构外表面吸收太阳辐射热使室外热作用提高的程度,水平面接受的太阳辐射热量最大。因此,要减少热作用,必须降低外表面太阳辐射热吸收系数。屋面材料的吸收系数值对当量温度的影响很大。当采用太阳辐射热吸收系数较小的屋面材料时,即降低了室外热作用,从而达到隔热的目的。这种措施简便适用,所增荷载小,无论是新建房屋或者是改建的屋顶都适用。

(2)增大热阻与热惰性

围护结构总热阻的大小,关系到内表面的平均温度值,而热惰性指标值却对谐波的总衰减度有着举足轻重的影响。通常,平屋顶的主要构造层次是承重层与防水层,另有一些辅助性层次。因此,屋顶的热阻与热惰性都不足,致使其隔热性能达不到标准的要求。为此,常在承重层与防水层之间增设一层实体轻质材料,如炉渣混凝土、泡沫混凝土等,以增大屋顶的热阻与热惰性。如屋顶采用构造找坡,也可利用找坡层材料,但其厚度当按热工设计确定。这种隔热构造方式的特点在于,它不仅具有隔热的性能,在冬季也能起保温作用,特别适合于夏热冬冷地区。不过,这种方式的屋面荷载较大,而且夜间也难以散热,内表面温度的高温区段时间较长,出现高温的时间也较晚。若用于办公、学校等以白天使用为主的建筑则最为理想,同时也可用于空调建筑。

(3)通风隔热屋顶

利用屋顶内部通风带走面层传下的热量,达到隔热的目的,就是这种屋顶隔热措施的简单原理。这种屋顶的构造方式较多,既可用于平屋顶,也可用于坡屋顶;既可在屋面防水层之上组织通风,也可在防水层之下组织通风。

结语:

综上所述,建筑节能技术在我国是一项重要技术,有着广泛的应用前景,实施节能建筑设计在建筑设计过程中发挥着举足轻重的作用,能够有效缓解能源短缺和经济发展之间的矛盾,保证我国资源安全。因此,在建筑设计过程中,设计工作者一定要从建筑结构设计、建筑材料等多方面开展节能设计工作,合理利用各种能源,大力研究和开发建筑节能材料和工艺,把建筑节能设计工作真正的落到实处,及时学习和掌握国外先进的建筑节能技术,充分利用自然通风技术和遮阳技术,提高能源的利用率,广泛推广和应用建筑节能成果,实现建筑节能的标准化和专业化,始终贯彻建筑节能策略和科学发展观,杜绝建筑浪费能源现象的发生,减少环境污染,提高人们的生活质量,进而降低建筑能耗,节约能源,促进建筑产业的向前发展,有效实施可持续发展战略。

参考文献:

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