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建筑工程节能设计与发展研究

2022-05-20 来源:星星旅游
建筑工程节能设计与发展研究

前言

建筑能耗即建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗。其中,以建筑采暖和空调能耗为主,占建筑总能耗的50%~70%。随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,我国建筑能耗日益增长。1999年我国建筑能耗占社会总能耗的比例已达到20%~25%。而在西方国家,建筑能耗一般占全国总能耗的30%~40%。所以,随着人民生活水平的不断提高、城镇化进程的加快以及住房体制改革的深化,我国的建筑能耗必将进一步增加。建筑能耗在我国增长空间很大,是我国今后能源消耗的一个主要增长点。

一.建筑节能的意义

为了更好地实现经济的可持续发展,保护资源是我们每一个人义不容辞的责任和任务。建筑节能施工技术的意义重大,它对建筑行业的创新以及发展就有很大的推动作用。节能技术应用到外墙保温技术中,不仅可以提高外墙保温的施工成本、节省大量的能源消耗,而且提高了各种再生资源的循环利用,大大的降低了外墙保温设计过程中对能源消耗对环境造成的污染和破坏,同时也最大限度的提高了外墙保温的经济效益。在我国来说,建筑的节能技术主要包括两个层次,一方面是传统建筑施工技术层次,另一方面是节能施工技术层次。如何去实现它们两者之间的有机结合,是摆在外墙保温技术与建筑节能面前一项重要的课题之一。

二.建筑中节能设计 1.建筑体型设计中节能设计

从节能的角度讲,合理的设计应基于以下原理,即应使南墙面吸收的辐射热量为最大, 且尽可能地大于其向外散失的热量,以将这部分热量用于补偿建筑的净负荷。基于这一思想,在考虑建筑体型对节能的影响时,主要应对下述一些因素有所把握。

(1) 控制體型系数

体型系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包围的建筑体积之比。体型系数越大,说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大,能

耗就越多。有研究资料表明,体型系数每增大 0.01,耗热量指标约增加 2.5%。一般宜控制在 0.30 以下。

(2)考虑日辐射得热量,选择适当的长宽比

对正南朝向来说,一般是长宽比愈大得热也愈多。但须注意,随着朝向的变化,其得热量会逐渐减少。当偏角达到67°时,各种长宽比体型建筑的得热基本趋于一致。而当偏角为90°时,则长宽比越大,得热越少。

(3)2.1.3最低耗能体型的选择:所谓最低耗能体型,是指建筑的各方面尺寸与其有效传热系数相对应的最佳节能体型。一般来讲,当各面的平均有效传热系数不同时, 传热系数相对较小的面具有相应较大面积的体型是最佳体型; 而当各面的平均传热系数相同时,体型系数最小的体型是最佳体型。

2建筑规划设计中节能设计

(1)建筑朝向与节能的关系:建筑物的朝向对于建筑节能有很大的影响。例如,同是长方形建筑物,当其为南北向时,耗热较少。而且,在面积相同的情况下,主朝向的面积越大,这种倾向越明显。

(2)建筑间距与节能的关系:从节能角度考虑,要求建筑物南墙面的太阳辐射面积在整个采暖季中不要因被其他建筑遮挡(即处于其他建筑的阴影区内)而减少。为此,就需要研究建筑物各瞬时的阴影长度。瞬时阴影长度是随时间而变的,它主要取决于建筑间距。

(3)建筑密度与节能的关系:在城市用地十分紧张的形势下,严格按节能要求决定较大建筑间距从而建造低密的城市建筑群是很不现实的。 为此必须研究建筑节能与合理的提高建筑密度问题。 从保证节能效益的前提来提高建筑密度。 其最直接、 最有效的方法,莫过于适当缩短南墙面的日照时间。除缩短南墙日照时间外,在建筑的单体设计中,还可以采用退层处理、 降低层高等方法,也可有效缩小建筑间距,对于提高建筑密度,具有重要意义。

3.建筑设计中窗的节能设计

(1)窗墙比、 玻璃层数及朝向对节能的影响

有资料表明:南向窗户的窗墙比增加时,单层窗节能率下降,而双层钢窗却上升这说明南向双层窗的辐射得热量大于窗的热耗而使南向窗成为得热构件。东向和北向的单层窗节能率随窗墙比增加而下降,而双层窗也随窗墙比的增加而略

有增加。同时还应注意,窗户成为得热或耗热构件, 还与建筑所在地区气可使室内的日辐射得热量大于窗的热耗损失量而成为得热构件,而在长春,既使采用双层窗也依然是耗热构件。

(2)不同气候区窗的设计

进行窗的设计,应根据地区的不同,选择层数不同的窗户构件,使其在本地区尽可能成为得热构件。在窗墙比的选择上,应区别不同的朝向。对南向窗户,在选择合适层数及采取有效措施减少热耗的前提下可适当增加窗户面积,充分利用太阳辐射热;而对其他朝向的窗户,应在满足居室采光环境质量要求的条件下适当减少开窗面积以降低热耗。

(3)改进窗户热工性能的措施

①加强窗户的气密性:除了采用气密条,提高外窗气密水平外,还应提高窗用型材的规格尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量, 减少开启缝的宽度达到减少空气渗透的目的。

②改善镶嵌部分的保温能力:其主要方法是设法增加其空间层数和提高镶嵌材料对红外线的反射能力以改善其保温性能。

③加强窗框部分的保温措施:其主要方法是对窗框进行断热处理,用高效保温材料镶嵌于金属窗框之间,加大窗框的热阻,或利用空腹钢窗内的空气间层达到增加窗框热阻的目的。同时,选用导热系数较小的塑料窗框以减少通过窗框部分的热耗。

三.节能建筑设计与技术的展望

目前,我国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造,这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率,就能够大大缓解国家能源紧缺状况,促进我国国民经济建设的发展。

4.结束语

建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护,是建筑业一项重要、紧迫而又艰苦的任务,应值得全社会重视,北方地区能耗较大,推广和使用节能建筑必将产生较好的经济和社会效益。 建筑节能又是一个复杂的系统工

程,直接关系经济的健康发展。只有提高节能的自觉性,充分认识到建筑师和设备工程师在建筑节能方面不是无所作为而是大有可为的,并且真正从设计实践中努力贯彻节能措施,则能够有效地克服能源危机,真正实现资源和经济社会的可持续发展。

参考文献:

[1]彭星.建筑设计中节能要点分析[J].中国新技术新产品,2010,(16). [2]周铮,芦涛,侯昕伟.浅谈居住建筑节能设计[J].科技信息,2010,

17).

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