房屋建筑节能设计应注意的几个问题
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房屋建筑节能设计应注意的几个问题
发表时间:2017-03-20T15:53:33.287Z 来源:《基层建设》2016年第34期作者:黄澳
[导读] 摘要:随着人们环保意识的逐步提高,房屋建筑的能源消耗问题得到更为广泛的关注,节能设计成为房屋建筑工程设计不可或缺的重要环节。
随着世界各类能源、资源储备量的日益减少,能源的需求和使用形势也日益严峻,如何进行能源的开源节流成为社会各界普遍关注的问题。节能设计是减少房屋建筑的能源消耗的有效方法,本文即对房屋建筑的节能设计展开研究,以期通过优化方案设计提高房屋建筑节能效果。
一、房屋建筑节能设计的重要性
房屋建筑节能设计主要是利用各种节能措施,如建筑结构优化措施、使用先进节能材料等,加强房屋建筑的通风、保暖、采光等,以降低房屋建筑的能源消耗量。房屋建筑的节能设计是十分重要的,具体较为明显的经济效益、环境效益和社会效益。
(1)房屋建筑是人们工作和生活的主要场所,房屋建筑节能设计可以有效减少房屋建筑的能源消耗,降低人们工作、生活的人均能耗量,对缓解日益严峻的能源供应紧张问题具有重要作用,社会效益明显。
(2)能源主要包括石油、煤炭、天然气等,能源的开采、生产和消耗都会造成生态环境破坏、环境污染问题等,房屋能耗量的降低可以减少能源的开采和消耗,减少资源和环境的破坏,对保护自然资源和生态环境具有十分重要的意义,环境效益显著。
(3)用户使用有节能设计的房屋建筑中,可以减少室内照明灯具、冷暖空调的使用,节省了电量的消耗,节约了电费的支出,具有较为明显的经济效益。
二、房屋建筑节能设计应注意的问题
2.1 房屋建筑节能设计的整体规划
传统的房屋建筑节能设计强调节能材料的使用和节能技术的应用,而忽视了房屋建筑的整体规划。房屋建筑的节能设计应从整体规划开始,合理设计房屋建筑平面布局和内部结构,提高各类资源和能源的有效利用率,使用新型的节能材料和节能技术,达到节能设计的最终目的。空气流通和太阳辐射是影响房屋建筑能源消耗的主要因素,进行房屋建筑整体规划时应充分考察项目实施地点的自然环境特点,以降低太阳辐射、增加空气流通为目标进行房屋建筑的整体规划设计。在我国,房屋建筑应以南北朝向为宜,使室内夏季太阳辐射较少、冬季太阳辐射较多,促进室内空气流通。建筑与建筑之间应保持合理的间隔,过小会影响房屋之间的通风、换气,过大又会造成占地太大、资源浪费。建筑物的外立面应尽量简单、平整,以减少建筑材料的消耗和围护设施的使用。坡状屋面设计和阁楼屋顶设计可以有效隔离太阳辐射的热能。房屋建筑的内部结构设计则应以促进空气流通、室内采光、户内保暖等为目标,以提高室内的节能效果和舒适度。
2.2 房屋建筑用户节能需求的满足
房屋建筑进行节能设计时应注意用户的节能需求,对房屋建筑的使用目的、主要客户群体进行分析和研究,根据用户的背景、特征区分对待,以使房屋建筑更加宜居,实现设计目标,提高用户满意度。根据用户的背景,可以将房屋建筑的用户分为高端、中端、低端三个类别,不同类别的用户具有不同的背景,则会有不同的节能需求和设计要求,房屋建筑节能设计应根据他们的具体需求进行节能技术和建
筑材料的选用。房屋建筑不同用户的背景、需求特征和设计要求详见表1。
2.3 节能设计中新技术、新能源利用
房屋建筑设计时,应注意新技术、新能源的利用,在能源“节流”的同时也进行“开源”设计,将新的、清洁能源利用技术融入到房屋建筑设计中。在清洁能源中,太阳能在房屋建筑设计中的利用最为广泛,将太阳能利用贯穿于整个设计过程,包括房屋整体构造、室内平面布局、墙体里面设计和建筑材料选择等,使房屋建筑呈现冬暖夏凉的宜居状况。房屋建筑可以根据房屋朝向、室内结构,用玻璃打造封闭的阳光间,以“温室效应”的方式实现室内升温、保暖。在房屋建筑的顶面则可安置太阳能光伏板,有效吸收太阳辐射热量,达到隔热降温的作用,减少夏季太阳直射,遮阳避暑。太阳能光伏板还可以利用光伏效应将辐射热能转化为电能,供房屋建筑各类电器设备(照明、空调、电视等)使用,为房屋建筑提供新的能量来源,其发电原理见图1。以上海市某地块分布式太阳能光伏发电项目为例[1],占地20m2的分布式光伏板,年发电量达0.31万kw•h(具体数据见表2),年二氧化碳、二氧化硫、烟尘和氮氧化物的减排量分别为2.67t、0.02、1.54kg、
7.18kg,节能、降耗、减排效果明显。
2.4 其他辅助节能设计措施的运用
房屋建筑节能设计除了主体结(构墙体、屋顶、门窗等)节能设计之外,还可以采取其他辅助节能设计措施[2],以进一步加强房屋建筑的隔热、保暖、通风、采光等。以下介绍两种较为实用的辅助节能设计措施:(1)房屋色彩设计
不同的色彩对太阳辐射和热度的吸收能力各不相同,按吸收能力由大到小进行排序为:黑、紫、红、橙、绿、灰、蓝、黄、白。黑色吸收能力最强,可以吸收太阳辐射热量的85%,白色最弱,为20%。房屋建筑的外立面设计时可以根据需要进行选择,例如:在气候较为炎热的南方,应选用热量吸收能力较弱的颜色;在气候寒冷的北方,则以保暖为主,应选用热量吸收能力较强的颜色。
(2)墙体绿化设计
在房屋建筑的外立面上进行立体绿化,等距离种植绿色植物,间隔中部则种植攀爬类花草(如爬山虎、地锦、葡萄藤等),或用铁艺网为基础,在网上种植各种绿色植物,打造独具特色的“生态墙”,其设计效果图见图2。房屋建筑墙体绿化设计,不仅能增加绿化面积、美化房屋环境,让居住者和观赏者都能感受到清凉、舒畅,绿色植物还能为房屋建筑遮挡阳光、加强通风和热气蒸腾,降低房屋墙体温度。在选择绿化植物时,应尽量选择不易招惹蚊虫的植物,并定期开展修剪、清理、喷药等维护工作,以保持绿色墙体的美观和效果。
三、结语
房屋建筑节能设计可以降低能源消耗,减少环境污染,为用户节省费用支出,具有较为显著的经济效益、环境效益和社会效益。房屋建筑节能设计应注意从房屋的整体设计规划开始;应根据用户特征进行区分对待,注意满足房屋建筑用户的节能需求;应注意使用节能新技术、新能源,如太阳能技术的应用;除墙体、屋顶、门窗构造节能等常规的节能设计之外,还应注意运用其他辅助节能设计措施,如房屋色彩设计、墙体绿化设计等。
参考文献:
[1]王正浩.分布式太阳能光伏发电的设计与住宅项目的应用现状[J].智能建筑电气技术,2015,9(4):47-50.
[2]杨洋.基于能耗和投资的居住建筑节能设计策略研究[D].合肥工业大学,2014.