建筑節(jié)能設(shè)計(jì)措施
時(shí)間:2022-06-01 10:49:48
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摘要:我國(guó)的建筑材料行業(yè)是一種高耗能的行業(yè),大多數(shù)的建筑材料產(chǎn)品能源的消耗量占據(jù)世界首位,并且我國(guó)的建筑大多屬于高耗能的建筑。目前我國(guó)提倡建設(shè)節(jié)約型社會(huì),在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)大力推廣節(jié)能材料的應(yīng)用,采取先進(jìn)的節(jié)能措施,對(duì)于降低我國(guó)建筑耗能、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益意義重大。基于此,本文對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)節(jié)能材料及措施的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能;節(jié)能材料;節(jié)能措施
建筑耗能的不斷增加已經(jīng)為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大的負(fù)擔(dān),嚴(yán)重制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大和建筑能耗的不斷增加,使得我國(guó)必須向著節(jié)約型的建筑方向發(fā)展,這不僅僅是我國(guó)國(guó)情的需要,而且是重視環(huán)境和視覺美觀的必要。節(jié)能建筑概念的提出,給建筑設(shè)計(jì)和技術(shù)提出了新的要求,給人們創(chuàng)造一個(gè)舒適的工作生活環(huán)境之外,還需要提高資源的利用率。因此,探索建筑節(jié)能材料及新興節(jié)能設(shè)計(jì)措施的應(yīng)用就有了重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1建筑節(jié)能的重要性
目前,全球范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣這三種傳統(tǒng)的能源已經(jīng)供不應(yīng)求,人們逐漸向高成本的生物能、水利風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能和核能等進(jìn)行探索。但是,我國(guó)的能源缺乏問題愈發(fā)的突出。主要存在以下幾方面的問題。1)人口基數(shù)大,人均能源占有量低、儲(chǔ)備量低。2)能源結(jié)構(gòu)主要以煤炭為主,大約占75%,全國(guó)每年的煤炭消耗量已超過13億t。3)能源資源分布不均衡,主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源極其缺乏和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不到位,從而造成北煤南運(yùn)、西氣東送、西電東送。4)能源利用效率低,終端利用效率僅僅為33%,與發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行比較,利用率偏低。隨著城市建設(shè)速度的不斷發(fā)展,建筑物的能耗每年不斷地上升,占全球能源消耗的32%。此外,由于我國(guó)房屋建筑材料每年能耗大約為13%,建筑物總能耗已經(jīng)占據(jù)全國(guó)能源總消耗量的50%。我國(guó)現(xiàn)有的建筑物面積為400億m2,大多數(shù)建筑物都屬于高能耗建筑,并且每年新增的建筑物面積大約為20億m2,其中有超過95%以上的建筑物屬于高能耗建筑物[1]。如果仍然按照低節(jié)能水平來進(jìn)行建筑物的設(shè)計(jì),我國(guó)將要面臨巨大的能耗壓力和治理問題。大面積的建筑能耗,已經(jīng)嚴(yán)重制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,因此,建筑行業(yè)全民節(jié)能刻不容緩。
2建筑節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)節(jié)能材料的優(yōu)化選擇
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,人們的生活質(zhì)量也在不斷地提高,人們對(duì)居住環(huán)境、生活環(huán)境的要求也越來越高。設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑物進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),需要將節(jié)能意識(shí)充分地融入到建筑工程的各個(gè)環(huán)節(jié)中。比如,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑物整體規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑物施工過程節(jié)能設(shè)計(jì)等。建筑材料是建筑工程的基礎(chǔ),選擇節(jié)能環(huán)保的建筑物材料,能夠推進(jìn)建筑工程節(jié)能工作的進(jìn)程。新型的建筑物節(jié)能材料的設(shè)計(jì),需要能夠有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)建筑材料的缺陷,有效地解決建筑工程的節(jié)能環(huán)保問題。技術(shù)人員通過對(duì)新型材料的不斷研究和應(yīng)用,提高建筑材料的使用效率,減少資源的消耗。設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑屋面、墻體保溫材料進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),最大限度地選擇節(jié)能、環(huán)保的材料,最常用的材料為硅酸鹽磚、保溫隔熱復(fù)合墻材料、水泥纖維板等。其中,硅酸鹽磚分為粉煤灰加氣混凝土砌塊、砂石加氣混凝土砌塊等,這樣能夠有效地減少紅磚對(duì)土地資源和環(huán)境的污染,是我國(guó)大力推廣的墻體材料,與普通的墻體材料進(jìn)行比較,具有一定的抗震性、防火性、隔音、抗?jié)B性和節(jié)能保溫性,便于施工和使用[2]。水泥纖維板由纖維類物質(zhì)和水泥混合制成,具有一定的韌性,可以直接進(jìn)行螺絲的裝訂,裝訂好螺絲之后,釘頭和螺絲不會(huì)暴露在纖維板的表面。對(duì)混合材料涂抹樹脂之后,顏色不會(huì)發(fā)生改變,并且還能起到一定的隔熱、防火、防坍塌的作用。
3建筑節(jié)能設(shè)計(jì)措施的應(yīng)用
3.1整體及外部環(huán)境的節(jié)能設(shè)計(jì)措施的應(yīng)用
建筑物提倡節(jié)能,需要對(duì)其規(guī)劃進(jìn)行重視,這樣才能有效地避免在單體方案設(shè)計(jì)中出現(xiàn)一些難以解決的問題。以節(jié)能為核心來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo),充分考慮建筑物的容積率、日照距離、建筑物的基礎(chǔ)和建筑物周邊的環(huán)境等,制定出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案,從整體上為建筑物的節(jié)能環(huán)保創(chuàng)造條件。1)建筑物的朝向。建筑物朝向的選擇,冬天寒冷季節(jié)能夠獲得充分的日照并且有效地避開主導(dǎo)風(fēng)向,夏天炎熱季節(jié)能夠充分利用自然通風(fēng)的條件并且防止人們接受長(zhǎng)時(shí)間的太陽(yáng)輻射。針對(duì)我國(guó)中南部地區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì),建筑物朝向的選擇需要結(jié)合南方地區(qū)的氣候條件、地理環(huán)境、歷史文化和城市規(guī)劃等進(jìn)行全面的考慮,對(duì)各個(gè)因素之間的利弊進(jìn)行權(quán)衡,最大限度地滿足節(jié)能和舒適的要求。2)建筑間距。較大的間距不僅僅能夠獲得充分的日照時(shí)間和日照質(zhì)量,而且還能夠增加建筑物的風(fēng)速和風(fēng)量。但是這與節(jié)能原則相矛盾,因此,在規(guī)劃時(shí)需要在節(jié)能和建筑物間距之間找到一個(gè)相對(duì)的平衡點(diǎn),對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,這樣才能達(dá)到節(jié)能的目的。
3.2門窗節(jié)能設(shè)計(jì)措施的應(yīng)用
對(duì)建筑物的門窗進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要采用節(jié)能玻璃。節(jié)能玻璃具有能夠有效地防止灰塵、防止噪音、隔熱、提高熱導(dǎo)率等特點(diǎn),將節(jié)能玻璃安裝在門窗中,不僅僅能夠有效提高建筑物室內(nèi)的能見度,而且還能夠降低門窗的能源消耗。此外,在進(jìn)行門窗設(shè)計(jì)時(shí),需要對(duì)門窗和墻體的比例進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì),門窗是確保建筑物室內(nèi)空氣流通的設(shè)備,因此,選擇科學(xué)、合理的比例才能對(duì)居住環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化,提高人們的舒適度。在進(jìn)行門窗設(shè)計(jì)時(shí),確保室內(nèi)采光和通風(fēng)良好,最大限度地縮小門窗的面積,從而起到節(jié)能環(huán)保的效果。另外,在進(jìn)行門窗設(shè)計(jì)時(shí),需要使用密封膏和彈性密封型材料,這樣可以提高門窗的氣密性。通過對(duì)建筑環(huán)境的考慮,設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)建筑物的朝向和南方地區(qū)的日照特點(diǎn)對(duì)建筑物進(jìn)行遮陽(yáng)設(shè)計(jì),減少陽(yáng)光對(duì)建筑物的直射。
3.3屋面節(jié)能設(shè)計(jì)措施的應(yīng)用
在對(duì)建筑物的屋面進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),需要對(duì)屋面面板和屋面防水層之間的物理特性進(jìn)行充分考慮,一般建議選擇密度低、具有較強(qiáng)的吸水性并且導(dǎo)熱系數(shù)小的節(jié)能材料,從而實(shí)現(xiàn)建筑物屋面保溫的效果,達(dá)到節(jié)能的目的。屋面保溫材料的種類較多,現(xiàn)場(chǎng)澆筑可以使用珍珠巖、陶瓷顆粒等;板塊可以使用瀝青或者水泥珍珠巖板、聚苯乙烯板或水泥聚苯板等[3]。在對(duì)建筑物進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),屋面保溫節(jié)能設(shè)計(jì)有兩種方式:1)反鋪法,將保溫材料放置于防水層的上方;2)發(fā)泡澆筑法,將水泥、粉煤灰和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料等材料混合而成的泡沫混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑。這兩種方式都能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的,提高了資源的利用率。
3.4墻體節(jié)能設(shè)計(jì)措施的應(yīng)用
一般情況下,墻體保溫技術(shù)可以分為兩大類:內(nèi)保溫技術(shù)和外保溫技術(shù)。其中外墻保溫技術(shù)在我國(guó)北方地區(qū)可以取得良好的應(yīng)用效果。但是對(duì)于南方地區(qū)來說,夏季時(shí)間長(zhǎng),太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大、降雨量比較大、季風(fēng)旺盛,居民主要依靠制冷設(shè)備來保持室內(nèi)濕度和溫度的舒適度。如果使用外墻保溫,每次啟動(dòng)空調(diào)設(shè)備時(shí)都需要先加熱或降低墻體溫度后才能保持室內(nèi)恒溫,導(dǎo)致能源被浪費(fèi)。此外,由于南方地區(qū)多雨,外墻保溫飾面容易出現(xiàn)開裂、漏水等問題,工程質(zhì)量難以保證。而使用外墻內(nèi)保溫施工技術(shù)則可以取得更好的節(jié)能效果,施工質(zhì)量則更容易得到保證,維護(hù)難度相對(duì)來說也比較低,外飾面的強(qiáng)度也更加容易得到保證,所以,南方地區(qū)墻體保溫更適宜選擇外墻內(nèi)保溫技術(shù)作為墻體節(jié)能方式。
3.5采暖空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)措施的應(yīng)用
根據(jù)采暖空調(diào)使用冷熱源種類的不同,可以將其分為三大類,即電力空調(diào)、地源熱泵空調(diào)和水煤空調(diào)。設(shè)計(jì)人員通過對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的初期投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行模擬量化,計(jì)算出初期投資所需要的費(fèi)用,每年資源的平均消耗量、能源使用費(fèi)用和設(shè)備維護(hù)費(fèi)等,在滿足節(jié)能環(huán)保的前提下,選擇合適的空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵空調(diào)屬于可再生能源,具有較高的安全性,節(jié)能環(huán)保,受到社會(huì)大眾的喜愛,并且國(guó)家已經(jīng)在住房建筑和城鄉(xiāng)建設(shè)部進(jìn)行大力地推廣使用。根據(jù)熱源類型的不同,可以將其分為土壤熱源泵空調(diào)、地表淡水源熱泵空調(diào)、海水源熱泵空調(diào)、污水源熱泵空調(diào)等。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)南方地區(qū)的自然氣候條件,將地源、水源和太陽(yáng)能等多種低位熱源進(jìn)行整合,形成熱量交換系統(tǒng),比如地埋管與冷卻塔復(fù)合的換熱系統(tǒng)、地表水、冷卻塔復(fù)合的換熱系統(tǒng)、地埋管與太陽(yáng)能集熱裝置復(fù)合的換熱系統(tǒng)等。將熱泵空調(diào)系統(tǒng)和其他類型的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行比較,在滿足用戶基本需求以外,使用單換熱系統(tǒng)能夠有效地降低成本10%以上,使用復(fù)合型換熱系統(tǒng)能夠有效地降低成本15%以上。將此新系統(tǒng)和建筑物結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行融合,能夠有效地節(jié)約能源65%以上[4]。
4結(jié)束語
綜上所述,在我國(guó)提倡建設(shè)節(jié)約型社會(huì),在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)大力推廣節(jié)能材料的應(yīng)用,采取先進(jìn)的節(jié)能措施,對(duì)于降低我國(guó)建筑耗能、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益意義重大??偠灾S著社會(huì)的不斷發(fā)展,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)也在快速的發(fā)展過程中,各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)充分意識(shí)到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性,并且已經(jīng)在居民住宅設(shè)計(jì)、建筑物建設(shè)過程中取得了很好的效果。建筑工程的技能設(shè)計(jì)不僅會(huì)促進(jìn)建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,而且還會(huì)推進(jìn)我國(guó)城市化建設(shè)的速度,滿足當(dāng)今社會(huì)節(jié)能發(fā)展的需求,從而推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)具有重大意義。
作者:凌軍勝 單位:廣東德晟建筑設(shè)計(jì)研究院
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