建築節能技術論文
隨著能源緊缺，資源有限的警鐘一再敲響，建築節能措施也成為當前國內外節能領域的一個熱點研究課題。下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。
篇一
淺談建築節能設計發展
摘要：隨著能源緊缺，資源有限的警鐘一再敲響，建築節能措施也成為當前國內外節能領域的一個熱點研究課題。同時合理地確定建築朝向、平面形狀、空間佈局、外觀體型、間距、層高及對建築周圍環境進行綠化設計，以改善建築的微氣候環境，最大限度減少建築物能耗量，獲得理想的節能效果。新建建築的節能效能是由多個環節決定的，包括建築設計，暖通空調設計，水電設計等建築節能設計。
關鍵詞：建築節能，節能設計，節能效果
近年來，節能已是全世界共同關注的話題。隨著能源緊缺，資源有限的警鐘一再敲響，建築節能措施也成為當前國內外節能領域的一個熱點研究課題。據統計，在西方發達國家，建築能耗佔社會總能耗的30%～45%。而我國的建築能耗也已佔社會總能耗的20%～25%，正逐步上升到30%，因此建築節能成為當務之急。
一、節能設計先從規劃入手
在總體規劃和單體設計中，應根據建築功能要求和當地氣候情況，改善建築外環境，包括冬季防風、夏季及過渡季節促進自然通風以及夏季室外熱島效應的控制。同時合理地確定建築朝向、平面形狀、空間佈局、外觀體型、間距、層高及對建築周圍環境進行綠化設計，以改善建築的微氣候環境，最大限度減少建築物能耗量，獲得理想的節能效果。
1.建築選址及空間佈局
建築選址需注意向陽問題。在規劃設計中應注意合理利用太陽輻射。建築選址還應注意冬季防風和夏季有效利用自然通風的問題。冬季為防止冷風滲透而增加採暖能耗，建築應選擇避風基址建造;夏季則應順應當地的盛行風向，儘可能利用自然通風。由於冬夏兩季盛行風向的不同，建築群體的選址和規劃佈局可通過協調和權衡來解決防風和通風的問題，從而實現節能的目標。
2.建築朝向
選擇合理的建築朝向是建築佈置中優先考慮的問題。朝向選擇所需考慮的因素主要有：冬季日照和防風、夏季防晒和自然通風、降雨、利用地形和節約用地等。
3.綠化環境
綠化對改善建築群體的氣候條件十分重要，它能調節氣溫，降低溫室效應，減少大氣汙染，消減噪聲，遮陽隔熱，是改善建築群體微小氣候、優化建築室內環境、節約建築能耗的有效措施。
二、圍護結構是建築節能的重點
改善建築圍護結構，如外牆、屋頂和門窗的保溫隔熱效能，可以直接有效地減少建築物的冷熱負荷，是建築設計上的重要節能措施。
1.外牆節能措施
首先是採用新型牆體材料，即在進行經濟性、可行性分析的前提下，在牆體內外側敷設保溫隔熱新材料。
其次，採用複合牆體圍護結構是近年來日益普及的一項技術。複合牆體主要是通過在牆體主體結構基礎上增加複合的絕熱保溫材料來改善整個牆體的熱工效能。其優點在於既不會使牆體過重，又能承重，保溫效果也較好，目前在發達國家的新建築中被廣泛應用。根據複合材料與主體結構位置的不同，分為外牆內保溫技術、外牆外保溫技術和夾心保溫技術。在我國，外牆內保溫技術應用廣泛，其造價低廉，安裝方便。隨著節能標準的提高，外牆外保溫技術已成為重點推廣的節能技術。目前我國建築中採用的外牆外保溫方式主要有貼上聚苯板、現抹聚苯顆粒、大模內建聚苯板、JSY聚合鋁鎂超泡保溫隔音板等外保溫系統。
2.屋頂節能措施
屋頂節能技術是通過改善屋面層的熱工效能阻止熱量的傳遞來實現的，包括屋頂保溫和屋頂隔熱兩方面。由於保溫和隔熱所針對的圍護結構物件不同，所採取的構造形式也有所區別。目前我國採用的屋頂保溫隔熱措施主要有外保溫屋頂、倒置式屋面、架空型屋面、種植屋面等。其中，採用種植屋面的措施，對屋面進行綠色覆蓋，既可遮陽，又能隔熱，而且通過光合作用，可消耗或轉化部分能量，也起到美化環境作用。因此植物覆蓋法是空調節能的較好方法。
3.門窗節能措施
不同季節對外窗效能要求不一樣，冬季在要求窗戶保溫隔熱效能好的同時，還希望其有更高的太陽能輻射透過率，能最大限度地利用太陽能，減少採暖負荷;夏季則希望阻擋太陽輻射進入室內，避免增大空調負荷，這時窗戶遮陽設計顯得十分重要，尤其對太陽輻射強度較大的水平面和東西立面的遮陽設計。因此，門窗節能主要從減少滲透量、減少傳熱量和減少太陽輻射能三個方面進行，針對門窗的節能措施主要包括五方面：儘量減少門窗面積;設定遮陽設施;提高門窗氣密性;儘量使用新型保溫節能門窗;合理控制窗牆比。
三、空調系統節能設計措施
空調的出現給人們帶來了舒適的居住環境，但是隨著全球能源危機的不斷逼近，使製冷空調這一建築能源消耗大戶面臨嚴重考驗，節能降耗成為空調系統設計的關鍵環節。我國的建築能耗約佔全國總能耗的35%，空調能耗則佔建築能耗的50%～60%。。伴隨人們生活水平的提高，這一比例還在不斷上升。因此，製冷空調系統是目前建築能耗中問題最多的系統，同時也是最具節能潛力的部分。
空調系統的節能措施很多，主要有水力系統的平衡技術、水泵和風機的變頻技術、變水量和變風量技術、熱回收技術等。在空調冷熱源的選擇上有地源熱泵技術、空氣熱泵技術、燃氣熱泵技術等，還有起到“移峰填谷”平衡電力作用的蓄能空調等。其中重要的空調新技術包括地源熱泵技術、燃氣熱泵技術。
四、節能設計是建築師義不容辭的責任
新建建築的節能效能是由多個環節決定的，包括建築設計，暖通空調設計，水電設計等建築節能設計。還包括建築材料，建築構配件，建築施工。建築裝置安裝，工程竣工驗收等等。對於新建建築節能的關鍵環節在於建築設計。而在整個與建築相關的設計行業，建築師處於統籌其他專業的地位，起著協調各專業工種的作用，建築師的節能意識肯定會影響到其他工種的業內人士。建築節能設計先行已經成為時下行業內的普遍觀點，基於這種認識，在建築設計中推進建築節能也就是我們的職業責任。
建築設計方案是否滿足節能設計要求在很大程度上決定了其整個壽命週期內是否達到建築節能的目的，建築節能設計要求建築設計人員在設計階段對所設計的建築進行建築能耗分析，以評價建築方案是否節能。從建築設計的角度看，建築節能設計並不是比原來的建築設計多了很多步驟或很多內容，或許大家覺得提供節能計算書或者節能判定表是多出來的環節，但實際上不管你填不填那個表，交不交那個計算書，從建築設計滿足功能要求上講，你一樣要分析建築的平面佈置形式、建築的體形特徵以及建築構造的形式。節能建築並不是讓人感覺高不可攀的“高技術”、“高造價”的建築，建築節能設計也不是讓人感覺難不可及的非常規設計，節能建築還是建築，建築節能設計還是建築設計，只不過在建築設計的某些環節考慮減少能耗，採用的仍然是我們常規的建築設計手法。
節能設計中採用的措施
1、控制建築物體型係數。體型係數是影響建築節能的關鍵技術引數，民用建築節能設計標準要求節能建築體型係數***S***宜控制在0.3或0.3以下，體型係數過大對建築節能不利。一般情況下，高層建築的體型係數不易超過0.3;但多層、特別是低層建築若外型複雜，體型係數易超過0.3，對建築節能不利。根據規劃部門及建設***開發***方對建築外觀的要求，不少多層建築外型較為複雜，加上現行提倡坡屋頂等因素，使建築體型係數較難控制在0.3以下，而別墅類建築的體型係數基本上都超過0.3。。
2、控制窗牆面積比。民用建築節能設計標準要求窗戶面積不宜過大，北朝向的窗牆面積比不應超過0.25，東、西朝向的窗牆面積比不應超過0.30，南朝向的窗牆面積比不應超過0.35。。而現在由於許多建設開發單位認為落地窗有建築外觀較好、利於室內採光，且房子好賣等優點，致使已建成及在建的相當面積的住宅採用落地窗，窗牆面積比大大超過標準要求，有的窗牆面積比甚至接近0.50，而且這種情況已形成一種趨勢。
3、應優先推行外牆外保溫複合牆體。外牆外保溫複合牆體是技術最為合理的牆體保溫方式，可使圍護結構最大限度的減少區域性熱橋缺陷，能夠對牆體起到保護作用，還可提高房屋有效使用面積，外牆內側熱惰性好，施工技術成熟，造價比夾心複合保溫外牆僅稍高。有關部門及設計單位應使建設***開發***單位瞭解外牆外保溫複合牆體的優點，說服建設***開發***單位從長計議採用先進節能技術。
篇二
淺談建築節能的重要性及建築的節能設計
摘要:建築節能有利於從根本上促進能源資源節約和合理利用,緩解我國能源資源供應與經濟社會發展的矛盾;有利於加快發展迴圈經濟,實現經濟社會的可持續發展;有利於長遠的保障國家能源安全、保護環境、提高人民群眾生活質量、貫徹落實科學發展觀。建築設計是其中一個很重要的環節。本文從建築節能的基礎出發,對建築節能設計方面進行了探索。
關鍵詞:建築節能;建築節能設計;重要性
一、引言
建築節能是整個建築全壽命過程中每一個環節節能的總和。是指建築在選址、規劃、設計、建造和使用過程中,通過合理的規劃設計,採用節能型的建築材料、產品和裝置,執行建築節能標準,加強建築物節能裝置的執行管理,合理設計建築圍護結構的熱工效能,提高採暖、製冷、照明、通風、給排水和管道系統的執行效率,以及利用可再生能源,在保證建築物使用功能和室內熱環境質量的前提下,降低建築能源消耗,合理、有效地利用能源。
如果繼續執行節能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建築能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建築行業全面節能勢在必行。
二、建築節能的重要性
目前世界範圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統能源日趨枯竭,人類將不得不轉向成本較高的生物能、水利、地熱、風力、太陽能、核能,而我國的能源問題更加嚴重。
我國能源發展主要存在四大問題:①人均能源擁有量低、儲備量低;②能源結構依然以煤為主,約佔75%,全國年耗煤量已超過13億t;③能源資源分佈不均,主要表現在經濟發達地區能源短缺和農村商業能源供應不足,造成北煤南運、西氣東送、西電東送;④能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發達國家低10%。
隨著城市建設的高速發展,我國的建築能耗逐年大幅度上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建築材料生產能耗約13%,建築總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現有建築面積為400多億m2,絕大部分為高能耗建築, 且每年新建建築近20億m2,其中95%以上仍是高能耗建築。如果繼續執行節能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建築能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建築行業全面節能勢在必行。
三、建築節能設計的重要性
建築節能設計是全面的建築節能中一個很重要的環節,有利於從源頭上杜絕能源的浪費。
***一***整體及外部環境的節能設計
建築整體及外部環境設計是在分析建築周圍氣候環境條件的基礎上,通過選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計,使建築獲得一個良好的外部微氣候環境,達到節能的目的。
1 合理選址
建築選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。建築設計中,既要使建築在其整個生命週期中保持適宜的微氣候環境,為建築節能創造條件, 同時又要不破壞整體生態環境的平衡。
2 合理的外部環境設計
在建築位址確定之後,應研究其微氣候特徵。根據建築功能的需求,應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境,創造建築節能的有利環境,主要方法為:①在建築周圍佈置樹木、植被,既能有效地遮擋風沙、淨化空氣,還能遮陽、降噪;②創造人工自然環境,如在建築附近設定水面,利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等。
3 合理的規劃和體型設計
合理的建築規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。它包括對建築整體體量、建築體型及建築形體組合、建築日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應草原的惡劣氣候,起到減少建築的散熱面積、抵抗風沙的效果;對於沿海溼熱地區,引入自然通風對節能非常重要,在規劃佈局上, 可以通過建築的向陽面和背陰面形成不同的氣壓,即使在無風時也能形成通風,在建築體型設計上形成風洞,使自然風在其中迴旋,得到良好的通風效果,從而達到節能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照並避開主導風向,夏季能利用自然通風並儘量減少太陽輻射。然而建築的朝向、方位以及建築總平面的設計應考慮多方面的因素,建築受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約,要想使建築物的朝向同時滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此, 只能權衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出適合這一地區氣候環境的最佳朝向和較好朝向。
***二***單體的節能設計
單體的節能設計,主要是通過對建築各部分的節能構造設計、建築內部空間的合理分隔設計,以及一些新型建築節能材料和裝置的設計與選擇等,來更好地利用既有的建築外部氣候環境條件,以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
1 建築各部位的節能構造設計
建築各部位的節能構造設計,主要是在滿足其作為建築的基本組成部分功能的同時,通過對各部位***屋頂、樓板、牆體、門窗等***的造型、結構、材料等方面加以進一步設計,充分利用建築外部氣候環境條件,達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
屋頂的節能設計。屋頂是建築物與室外大氣接觸的一個重要部分,主要節能措施為:①採用坡屋頂;②加強屋面保溫措施;③根據需要,設定保溫隔熱屋面***架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等***。
樓板層的節能設計。主要是利用其結構中空空間,以及對樓板吊頂造型加以設計。如將迴圈水管佈置在其中,夏季可以利用冷水迴圈降低室內溫度,冬季利用熱水迴圈取暖。
建築外圍護牆體的節能設計。牆體的節能設計除了適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應體現在能夠改善微氣候環境條件的特殊構造上,如寒冷地區的夾心牆體設計、被動式太陽房中各種蓄熱牆體***如水牆***設計、巴格達地區為了適應當地乾熱氣候條件在牆體中的風口設計等;而在馬來西亞,楊經文設計的檳榔嶼州MennaruUmno大廈外牆中,則外加了一種“捕風牆”的特殊構造設計,在建築兩側設陽臺開口,開口兩側外牆上佈置兩片擋風牆,使兩通風牆形成喇叭狀的口袋, 將風捕捉到陽臺內,然後通過陽臺門的開口大小控制進風量,形成“空氣鎖”,可以有效地控制室內通風。
建築門窗的節能設計。據統計資料, 在我國既有的高耗能建築有40%的耗能是通過門窗散失的。因此,解決好門窗節能的問題相當重要。
建築物圍護結構細部的節能設計。細部的節能設計對於建築物的整體節能也非常重要,應從以下各部位著手:①熱橋部位應採取可靠的保溫與“斷橋”措施;②外牆出挑構件及附牆部件,如陽臺、雨罩、靠外牆陽臺欄板、空調室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應採取隔斷熱橋和保溫措施;③視窗外側四周牆面,應進行保溫處理;④門、窗框與牆體之間的縫隙,應採用高效保溫材料填堵;⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜採用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料介面開裂, 影響門、窗的熱工效能;⑥採用全玻璃幕牆時,隔牆、樓板或樑與幕牆之間的間隙, 應填充保溫材料。
2 合理的建築空間設計
合理的空間設計是在充分滿足建築使用功能要求的前提下,對建築空間進行合理分隔***平面分隔和豎向分隔***,以改善室內保溫、通風、採光等微氣候條件, 達到節能目的。
3 選用建築節能材料
合理選用建築節能材料也是全面建築節能的一個重要方面。建築材料的選擇應遵循健康、高效、經濟、節能的原則。一方面,隨著科技的發展,大量的新型高效材料不斷被研製並應用到建築設計中去,更好地起到節能效果。如新型保溫材料、防水材料在牆體屋頂中的應用,達到了更好的保溫防潮效果;新型透光隔熱玻璃***如 Low-E玻璃等***在門窗中的應用,起到了更好的透光隔熱效果;採用可調節的鋁材遮陽板,達到遮陽的目的。
結語
全面的建築節能是一項系統工程。目前,國家已制定了《公共建築節能設計標準》、《夏熱冬冷地區居住建築節能設計標準》、《夏熱冬暖地區居住建築節能設計標準》等行業標準,對建築節能做出了明確的政策規定;在具體實踐中還必須由設計、施工、各級監督管理部門、開發商、執行管理部門、使用者等各個環節,按照國家的節能政策和節能標準的規定,全面地、嚴格地採取節能措施,讓每一位公民真正樹立起全面的建築節能觀,將建築節能真正落到實處。
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