摘要:随着经济的发展,建筑设计中越来越注重节能技术的应用。尽管我国资源丰富,但能源却比较紧缺,面临着能源危机。在这种情况下,为了缓解能源压力,在建筑行业发展节能建筑是非常必要的。因此,有必要探讨在建筑全过程的节能设计。
关键词:建筑节能;节能设计
1 建筑节能设计与建筑设计的关系
建筑节能设计是建筑设计的一部分,对整个建筑的耗能方面起着极其重要的作用。建筑节能设计是包括房屋建筑本体技术、房屋建筑热环境用设备和房屋建筑用材料产品等许多方面的设计,是一项相当复杂的系统。节能设计的范围包括空调、炊事、热水供应和家用电器等具体设备的设计,在各种环节中,采取相应并且行之有效的手段,提高建筑的能源利用率,还要在一定程度上保证建筑使用功能、建筑质量和室内的环境。而建筑设计则是整个工程的设计,如何施工如何布局等等,是建筑施工的依据,也是同样不容小视的。自从最广绿色建筑节能建筑以来,建筑节能设计就成了建筑设计中重中之重,这样有利于从源头上杜绝能源的浪费。
2建筑节能的涵义及重要性
建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物所使用的节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。经济要发展,必须要推广节能建筑,而能源是人类赖以生存的基础,因此经济与能源是密不可分的。能源的匮乏已经成为全球性的问题,能源短缺制约经济的发展。在建筑施工的各个环节都消耗着大量的能源,因此节能技术在建筑设计中的运用势在必行。随着人们对物质生活水平要求的不断提升,对居住环境有了更高的要求,冬暖夏凉都需要能源来保证,这些都需要在先进的节能技术基础上进行实现。
3 建筑规划节能设计
3.1合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋得到极好的通风效果,达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
3.2 单体的建筑设计与节能
建筑的各个部位包括屋顶、楼板、墙体、门、窗、柱、梁等,单体的设计就是对这些部位的构造、给够和材料进行节能设计,减少能耗的消耗。
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对于屋顶的节能设计可以采用坡屋顶,利用建筑材料自身的性质;还可以在屋面设置保温层,还可以根据不同的需要设置隔热屋面、蓄水屋面或者种植屋面等,以达到节能的效果。
对于楼板的节能设计,一般是利用其结构中空空间和房间顶板的造型加以设计。墙体的节能设计是要做好保温、防潮、隔热等,有些环境气候比较恶劣,这时还要进行特殊的构造设计,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计以及国外较多采用的导风墙体设计。
对于门窗的建筑节能设计,很大程度上决定了能源的消耗情况。在设计时,需要考虑是是保证通风与采光的基础上,尽量缩小门窗所占建筑物的比例,门窗的材料尽量的选择环保的保温材料,对门窗的密封性要加强。如果每一座建筑在门窗的安装上都能采用新型、环保的节能材料,就能够节约大量的能源。
对于建筑的平面设计来说,其包括包括形状,建筑长度、宽度以及平面布局等。以建筑的宽度角度节能设计为例。增加建筑的宽度可以提高建筑的节能效果。对于9层住宅建筑,当宽度由11m增加到14m,能耗可以减少6%--7%,若增大到15—16m,能耗可以减少12%--14%。
3.3 外部环境设计与节能
建筑的外部环境很重要,因此要注重整体环境的节能设计。根据建筑功能的需求,对外部的环境进行合理的设计,为建筑节能创造有利的条件,例如可以在建筑动工前在其周围种植合理的植被,起到遮挡风沙、遮阳降噪的作用,以降低空调能耗;另一种是在建筑周围人工设置水面,利用水来平衡环境温度、降低风沙。为了有效地适应恶劣的微气候环境,就要确定建筑的体型,例如圆锥形屋顶可以减少建筑的散热面积、抵抗风沙;沿海地区通常可以利用引用自然风,起到节能的作用。
3.4供配电系统的节能设计
首先,供配电系统在满足安全的基础上尽可能的进行简化,如果是电压等级相同的配电系统,变电、配电级数要一致,最大相差不能超过两级;其次,对供电电压要科学合理的进行选择,同样的环境下,如果供电电压比较稳定,消耗的能量也就越小,反之越大;第三,在线路的布设上,遵循直线、最短的原则,降低线路上电能的损耗,低压配电室应该最大限度的靠近电气竖井,负荷中心应该紧邻变电室,这样的设计可以最大程度的提高供电系统的运行效率;第四,在变压器数量及功率大小的选择上,根据用电实际功率而定,要在满足实际用电需求的基础上,最大限度的降低变压器的使用成本。
3.5 减少输送系统的动力能耗
动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能。采用科学合理方法使之降低,对整个空调系统的节能有十分重要的意义。具体的技术措施有:
提高供回水温差若系统中输送冷(热)量的载冷(热)介质的供回水温差采用较大值,则当它与原温差的比值为N时,从流量计算式可知,采用大温差时的流量为原来的流量1/N,而管路损耗即水泵或风机的功耗则减小为原来的1/N2,节能效果显著。故应在满足空调精度、人体舒适度和工艺要求的前提下,尽可能加大温差,但供回水温差一般不宜大于8℃。
5.3.2选用低流速流体
水泵和风机的功耗与管路系统中流速的平方成正比,故采用低流速能取得较好的节能效果。且有利于提高水力工程的稳定性。
5.3.3提高输配系统的效率
设计时合理的选择水泵的扬程,如果扬程过高时,靠减小阀门开度来调节系统的水力平衡,使得系统的能耗过多的消耗在阀门和过滤器上。适当采用二级泵系统。在送风系统中设计时应尽量维持风机工作在高效区。
4结论
建筑工程在实施时很容易消耗能源,因此要在建筑设计时注重节能设计,节能建筑设计是建立资源节约型、环境友好型和谐社会以及可持续发展的重大举措。要在具体的建筑的设计与实施过程中融入建筑节能设计的理念,让更多的能源造福人类。
参考文献
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[2周炜.小议建筑节能设计[j]陕西建筑,2008
[3]周木军.浅论建筑节能技术及其围护结构设计[J].建材与装饰,2012(1).
论文作者:罗迪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/28
标签:建筑论文; 节能论文; 能源论文; 建筑节能论文; 建筑设计论文; 系统论文; 环境论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;