探討大學(xué)建筑節(jié)能
時(shí)間:2022-04-12 03:19:00
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(一)當(dāng)前我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀
我國建筑節(jié)能工作從20世紀(jì)70年代后期開始,相對發(fā)達(dá)國家起步較晚,但經(jīng)過將近40多年的艱苦努力,建筑節(jié)能方面已取得多方面的發(fā)展。如加強(qiáng)了建筑節(jié)能的組織管理,制定了一批建筑節(jié)能及其相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,初步建立起了一支建筑節(jié)能管理和專業(yè)技術(shù)人員隊(duì)伍,開展了建筑節(jié)能相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)和推廣應(yīng)用,與有關(guān)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的相關(guān)機(jī)構(gòu)開展了建筑節(jié)能合作技術(shù)交流。但尚有許多需要完善之處,如人們對建筑節(jié)能重要性和緊迫性認(rèn)識不足、行政監(jiān)管體系不健全,執(zhí)法不嚴(yán),許多節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)沒有重大突破,新產(chǎn)品開發(fā)力度不夠,相關(guān)建筑節(jié)能的政策和標(biāo)準(zhǔn)不完善等等。
(二)高校建筑節(jié)能方面存在的問題
從高校節(jié)能工作的整個發(fā)展過程可知,在20世紀(jì)80年代,各個學(xué)校就開始重視節(jié)能工作,并根據(jù)政府的要求,大都建立了節(jié)能委員會下設(shè)節(jié)能辦公室,開展了節(jié)約能源資源的工作。高校的建筑節(jié)能主要是通過減少建筑物冬季失熱量和夏季得熱量來實(shí)現(xiàn),主要是通過加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫和提高門窗氣密性,以達(dá)到改善建筑物的熱工性能;通過廣泛使用建筑節(jié)能材料和盡量利用太陽能、生態(tài)技術(shù)節(jié)能以達(dá)到節(jié)能減排。由于當(dāng)時(shí)關(guān)于建筑節(jié)能方面的制度的不健全和節(jié)能技術(shù)的不成熟,導(dǎo)致在上世紀(jì)80年代后相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)建設(shè)的建筑都未能達(dá)到節(jié)能的要求。全世界都在強(qiáng)調(diào)節(jié)能的今天,高校近年不斷擴(kuò)建之步伐,聚技術(shù)、人才之最佳,集培養(yǎng)和教育之重任,更應(yīng)該倡節(jié)約能源之風(fēng),盡節(jié)約能源之責(zé),因此有必要對高校目前建筑節(jié)能現(xiàn)狀進(jìn)行分析,并采取一定的措施解決當(dāng)前問題、響應(yīng)國家號召。
(三)建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)
所謂建筑節(jié)能不僅是建筑本身的節(jié)能,且由城市的綜合環(huán)境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、隔熱的性能;門窗質(zhì)量等許多綜合性因素構(gòu)成。因此,建筑節(jié)能首先要從規(guī)劃設(shè)計(jì)中開始。
1.優(yōu)化建筑物的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)合理、高效地利用自然通風(fēng)是節(jié)能設(shè)計(jì)的一個重要手段,為減少夏季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間和保證不使用空調(diào)季節(jié)室內(nèi)的熱舒適性,通過疏導(dǎo)基地和建筑群體通風(fēng),在群體空間布局上采用前后錯列、斜列、前疏后密等方式以疏導(dǎo)氣流,并使建筑物處于周圍建筑物的氣流漩渦區(qū)以外。
2.優(yōu)化建筑物的位置、朝向設(shè)計(jì)太陽輻射熱對建筑能耗影響最大,根據(jù)太陽高度角方位角的變化規(guī)律,建筑南向夏季可減少輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,是最有利的建筑朝向。建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注意建筑物的位置和朝向,盡量使建筑物朝南,盡量設(shè)計(jì)明室、明廳、明廚、明衛(wèi),并在南向房間開大窗,以充分利用太陽光,在北向和東西向開小窗,并要注意開窗位置,利于自然通風(fēng)。
3.優(yōu)化建筑物的體形設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中建筑體形盡量簡潔,減少體形系數(shù),使體形系數(shù)控制在0.3以下。建筑體形在滿足日光照明、太陽輻射及建筑功能要求的前提下要盡量采用最緊湊的形式。利用建筑體形和建筑能耗之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)出合適美觀的創(chuàng)新形體來降低建筑能耗水平。
4.優(yōu)化建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)節(jié)能工作主要部分在圍護(hù)結(jié)構(gòu),對外墻中易形成熱橋部位的保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)合理與否,會直接影響到日后使用功能;對陽臺和外門窗屋頂?shù)纫脑O(shè)計(jì)計(jì)算,門窗、屋頂上節(jié)能材料的使用,要考慮在真正做到滿足熱舒適度的同時(shí),更能真正節(jié)約了使用期間的開支??傊?,建筑工程設(shè)計(jì)要按功能要求合理組合空間造型,充分考慮建筑體形、圍護(hù)結(jié)構(gòu)對建筑節(jié)能的影響,合理確定冷源、熱源的形式和設(shè)備性能,選用成熟、可靠、先進(jìn)、適用的節(jié)能技術(shù)、材料和產(chǎn)品。住宅節(jié)能設(shè)計(jì)只有與結(jié)構(gòu)、給排水、供暖、電氣、通風(fēng)等專業(yè)密切配合、共同努力,才能實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。
(四)墻體節(jié)能設(shè)計(jì)
在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,墻體所占比重最大,因而外墻體的保溫設(shè)計(jì)相當(dāng)重要,為了減輕荷載,達(dá)到保溫、隔熱要求,必須改變以往的外墻設(shè)計(jì),改進(jìn)墻體材料。目前主要用于外墻的材料有:
1.粉煤灰及礦渣磚在傳統(tǒng)建筑中,圍護(hù)結(jié)構(gòu)普遍采用粘土實(shí)心磚,但由于它破壞耕地,國家已明令禁止使用,替代粘土實(shí)心磚的有粉煤灰及礦渣磚,它們強(qiáng)度高,可承重,隔熱保溫性能好,資源豐富,因其屬于工業(yè)廢物利用,所以價(jià)格經(jīng)濟(jì)。
2.混凝土空心砌塊混凝土空心砌塊是建筑砌塊的一個主要品種,由于制取方便,生產(chǎn)工藝成熟,砌筑工藝簡單,因此,早已成為國外主要的墻體材料。
3.加氣混凝土砌塊單一材料墻體即可達(dá)到節(jié)能50%的目標(biāo),廣泛用于框架結(jié)構(gòu)住宅的填充墻,或與磚墻組成復(fù)合墻體以前,加氣混凝土墻體的抹灰層易產(chǎn)生空鼓和開裂,是由于不了解加氣混凝土的孔形結(jié)構(gòu)和材料特性,若采用摻專用外加劑的低標(biāo)號砂漿,并按規(guī)定程序操作,抹灰層的質(zhì)量可得到保證。
4.保溫砂漿普通砌筑砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)超過實(shí)心磚等保溫砌體材料,因此,其保溫性能不與保溫墻體相匹配。采用水泥、原狀粉煤灰、普通砂配置出的保溫砌筑砂漿,由于級配的合理性,提高了砂漿的密度,價(jià)格也低于相應(yīng)等級的水泥砂漿。
5.聚苯乙烯泡沫板該材料的節(jié)能效率高、隔熱效果好、密度相對較小、吸水率低,是較為理想的隔熱材料,在施工中應(yīng)用較廣。
6.節(jié)能性保溫隔熱復(fù)合墻體我國目前正在廣泛推廣使用新型墻體材料,采用節(jié)能性保溫隔熱復(fù)合墻體,節(jié)能效果顯著。但是復(fù)合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內(nèi)容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)測定,高層建筑所出現(xiàn)的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應(yīng)引起國家、設(shè)計(jì)者重視,采取有效構(gòu)造措施盡可能避免產(chǎn)生冷橋。
(五)門窗節(jié)能設(shè)計(jì)
在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,窗戶是薄壁的輕質(zhì)構(gòu)體,也是耗熱的薄弱環(huán)節(jié),在建筑能耗方面,鋁、鋼、塑窗散熱量平均約占建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總散熱量的50%,所以改善門窗的絕熱性能是節(jié)能工作的重點(diǎn)。
1.合理控制窗墻面積比不同朝向的住宅窗墻比有嚴(yán)格的規(guī)定,即北向、東西向、南向的窗墻面積比分別不應(yīng)超過0.25、0.3、0.35。因此,從地區(qū)、朝向和房間功能出發(fā),應(yīng)選擇適宜的窗面積,同時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)東西南北開窗有別,是通過減少北側(cè)窗的面積來減少熱量的損失。
2.提高外門窗的氣密性提高外門窗的氣密性,是減少室外冷熱空氣滲入室內(nèi)的一個重要措施。減少扇與框、扇與扇、扇與玻璃間的縫隙,門窗框與墻間的縫隙,使從門窗滲入的冷空氣減少,提高氣密性。
3.使用新型材料,改善門窗的保溫性能采用熱阻大、能耗低的節(jié)能材料制造的新型保溫節(jié)能門窗,如塑鋼門窗可大大提高其熱工性能。同時(shí)還要特別注意玻璃的選材,單層玻璃本身的熱阻很小,在寒冷地區(qū)可采用雙層或三層玻璃。隨著科技的飛速發(fā)展,目前已開發(fā)出一些新型的節(jié)能玻璃,如中空玻璃、吸熱玻璃等,在造價(jià)允許的條件下應(yīng)積極采用。
(六)屋面節(jié)能設(shè)計(jì)
屋頂耗熱量約占整個住宅建筑耗熱量的7%~8%,有數(shù)據(jù)表明:夏季頂層室內(nèi)的溫度要比其他層高約3℃左右,因此,屋面的保溫隔熱不容忽視。屋面的節(jié)能措施應(yīng)符合:
1.屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,以避免屋面的重量、厚度過大;
2.屋面保溫層不宜選用吸水率較高的保溫材料,以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層吸水量大而降低保溫效果。若選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔,以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分。
(七)利用太陽能地球攔截的太陽輻射能相當(dāng)于目前全球電力消費(fèi)量的1500倍,而在現(xiàn)有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下可供開發(fā)利用的太陽能,只占理論資源量的很小一部分。因此,太陽能的開發(fā)利用具有巨大的潛力,太陽能作為一種可再生的潔凈能源是建筑上非常具有利用價(jià)值的新能源之一,太陽能在建筑上的利用方式主要有被動式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動式太陽能采暖以及太陽能發(fā)電等等。我國太陽能資源豐富,如果能在建筑上將太陽能源充分加以利用,不僅可以節(jié)省大量常規(guī)能源,而且有利于環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。
(八)結(jié)束語
綜上所述,筆者認(rèn)為,國家政府高度重視建筑節(jié)能工作,在政策、技術(shù)上給予建筑節(jié)能以支持和幫助,高校自身應(yīng)該深刻認(rèn)識建筑節(jié)能的重要價(jià)值,增強(qiáng)緊迫感和責(zé)任感,采取改進(jìn)措施,結(jié)合實(shí)際情況運(yùn)用最合理的節(jié)能措施,以減少高校維護(hù)使用的能源消耗,節(jié)約資金,讓學(xué)校能有更多的經(jīng)費(fèi)投入到教學(xué)、科研等領(lǐng)域,以有限的投入培養(yǎng)更優(yōu)秀的人才,產(chǎn)生更大的社會效益,為我國的現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù),為社會服務(wù)。