摘要:实现建筑节能减排,是我国长期基本国策,也是建筑业未来发展方向。通过深入研究房屋建筑节能设计,并把设计成果和节能技术应用到实践中去,实现房屋节能功能。文章通过珠江三角洲某民居具体案例介绍,说明被动式枝术和应用环保节能材料与设计的关联性相当重要。
关健词:建筑节能; 设计原则;通风率 ;外窗选型 ;遮阳设计; 屋顶隔热
前言
重视房屋建筑的节能设计,不但能够从根本上促进自然资源和能源的合理利用,有效缓解我国资源危机与社会经济快速发展之间的矛盾,而且还能有效的改善能源和环境的现状,提高人们的生活质量,推动我国社会经济的可持续发展。 因此,房屋建筑的节能设计极为重要。
一、房屋建筑节能设计原则
1、能源充分利用原则
从现阶段来看,我国自然资源和能源非常短缺,为了实现房屋建筑设计,应当尽可能实现土地、水、电能以及光能等各种能源和资源的利用最大化,切实提高能源和资源的利用率,从而实现房屋建筑的节能设计。
2、环境影响最小原则
在房屋建筑节能设计过程中, 应当重视房屋建筑对自然环境的影响。
为了尽可能的降低或者避免建筑对自然环境的影响,应当做到以下四个方面(1)避免房屋建筑污染或破坏土壤、空气、水体以及自然植被等,尽可能利用本地建筑原材料,防止长距离运输污染或破坏自然环境(2)重视循环利用可在生能源和资源(3)尽可能避免使用不可再生资源或能源(4)合理延长房屋建筑物的使用年限。
三、珠江三角洲地区民居建筑民居节能设计介绍
1、项目慨况
民居建筑位于珠江三角洲某村独立建设的联排式住宅建筑每栋联排两户各三层总建筑面积为223平方米。本项目的设计在能源节约方面能达到50%的目标;建设成绿色可持续性项目。
为促进房建设节能设计,达到节能效果,我们在充分对项目所在地理条件、特点及有关节能技术进行研究后,采用了以下的节能技术和设计。民居应用被动式枝术和遮阳、隔热, 达到绿色、环保、舒适、健康和50%节能的设计方案,应用三种途径技术措施。
2、气候条件和室内自然通风的分析
根据当地气象资料显示,属亚热带海洋性气候,长夏短冬,气候温和,阳光充足。年平均气温为22.5℃,最高气温为38.7℃。年日照时数1933.8小时,年太阳辐射量为5225兆焦耳/平方米,年日照百分率达47%。年平均降水量为1925 毫米。年平均风速为2.7 米/秒,年主导风向为东南风。
3、自然通风对节能的贡献分析
(1)根据自然通风的节能贡献率计算公式为:整栋建筑中自然通风贡献的节能率=建筑内所。有室内平均空气龄不超过3分钟的总面积/建筑室内总建筑面积X20%。据统计,在当地的空调季节,室外静风率平均为20%左右,因此对用以上计算出的自然通风的节能贡献率再考虑0.8的修正就得到最终的自然通风的节能贡献率,计算结果为:单栋建筑的平均自然通风贡献的节能率为10.8。
(2)自然通风对民居建筑的平均节能贡献率统计表1
表1
4、节能50%的技术措施分析设计方案 (1)空调系统:A、能效比2.7的分体式空调;(2)外墙: A 、200厚加气混凝土砌块墙体(外墙主体的K=1.07 W/m2.K,D=3.75);(3)屋顶: A 、40厚的EPS保温材料(屋顶的K=0.91W/m2.K,D=2.65) (4)外窗:根据遮阳系数的要求进行外窗选型和遮阳设计;(5)基本三种形式: A 、low-e中空玻璃;B、 外遮阳构件;C 、low-e中空玻璃+外遮阳构件。
5、民居建筑的能耗计算结果 联排住宅的平均窗墙比为0.26,参照建筑的单位建筑面积空调年耗电量为30.14 kWh/m2;外墙平均传热系数K 值和平均热惰性指标D 值计算对住宅的剪力墙和非剪力墙面积的统计;只改变第一类外窗的遮阳系数,其它外窗遮阳系数为0.9(EER=2.7),民居能耗计算结果见表2
表2
6、由能耗计算结果可知民居的外窗做法为:
东、西向外窗采用遮阳系数为0.5的LOW-E玻璃窗, 南、北向外窗采用遮阳系数为0.9的单层白色玻璃+可调百叶窗,除厨卫外的所有外窗,厨、卫外窗采用单层白色玻璃。
(1)遮阳设计分析
外窗的遮阳可以采用外遮阳构件或高遮蔽性能的玻璃。遮阳的需求随气候和房屋朝向而变化。基本的规则如表
(2)建筑遮阳设计
1) 运用植物对建筑物进行遮阳,尤其在外窗部分,以减少不需要的强光和得热。民居周边,把每年落叶的蔓藤植物或树木用在房子北面和南面,落叶性的植物或常青树木用在东面和西面。尽量使东向和西向外窗面积最小,或者在山墙面采用绿色爬藤植物给建筑的外墙降温。
2) 建筑本体遮阳是建筑节能的关键之一,通过合理的建筑方案设计,结合建筑立面的思考,创造一定的内凹空间(如内阳台、凹窗)、带花架的露台、阳台、庭院等建筑空间元素,在建筑立面产生阴影区域,从而达到遮阳的目的。
(3)遮阳设计方案
本体遮阳非常好,大量的阳台、露台花架、庭院高墙、分户板等元素给建筑创造了许多阴影区,再加上常绿乔木的遮阳,所以只要结合立面设计要求在局部外窗作一些遮阳就可。
(4) 外窗遮阳构件的设计方案
建筑能耗模拟计算结果可知,要达到节能50%的目标,对本建筑设计的外窗遮阳系数要求如下:遮阳系数为0.9,则外窗采用单层无色透明玻璃(5mm)普通铝合金窗;遮阳系数为0.5时,外窗采用LOW-E中空玻璃 普通铝合金窗。还可采用可完全遮挡直射阳光的可调百叶窗。
四、结论
从以上的节能方案中可以看出,当地民居建筑要达到50%的节能方案,有三种途径:1、提高自然通风率(被动式技术);2、外墙采用200厚加气混凝土砌块墙体(外墙主体的K=1.07 W/m2.K,D=3.75);屋顶采用40厚的EPS隔热材料(屋顶的K=0.91W/m2.K,D=2.65);3、外窗根据遮阳系数的要求进行外窗选型和遮阳设计。
五、结束语
实践表明,实现建筑节能技术和方法众多,应不断进行优化。大力推广应用被动式枝术(自然通风、采光)和遮阳,应用节能材料,能实现节能目标。
参考文献
[1]张鹏,浅谈我国房屋建筑节能设计,山西建筑,2008,(34)
[2]胡祥照,房屋建筑节能施工技术探讨, 低碳世界 ,2016(3)
论文作者:罗辉跃
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/10
标签:遮阳论文; 节能论文; 建筑论文; 民居论文; 系数论文; 自然论文; 建筑节能论文; 《基层建设》2018年第15期论文;