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住宅建築節能設計分析論文

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摘要:我國城鎮化進程越來越快,住宅建設的發展也是日新月異,這樣就造成了在夏季製冷、冬季供暖的耗能十分嚴重,因此在住宅項目中,建築保溫節能設計是非常重要的,本文着重從建築設計的角度來分析住宅節能保溫設計的影響因素和處理措施,實現住宅建築節能設計的可持續發展。

住宅建築節能設計分析論文

關鍵詞:住宅;節能設計;建築節能

近年來,隨着我國城鎮化建設的加快,特別是在住宅建設方面,雖然在設計及建設過程中採取了一定的保溫隔熱措施,但建築物能耗依然十分嚴重;此外,由於霧霾氣候越來越頻繁,造成廣大人羣的呼吸系統疾病發生頻繁,霧霾氣候的形成因素較爲複雜,但可以確定的是,其中供暖季排放的大量碳氫化合物、二氧化碳等粒子是造成霧霾產生的元兇之一。因此建築節能設計在當今社會顯得越來越重要,是實現建築行業節能減排,促進社會可持續發展的重要戰略[1]。

1建築體型設計

建築物在進行總體規劃及設計時,應按照場地條件,綜合考慮建築的選址、朝向、間距、主導風向、戶型佈局、建築體型等各諸多因素[2]。透過結合建築物所在地區的特殊氣候條件以及住宅的功能格局,一般按照使建築能夠實現冬季避開西北風風向,夏季實現東南風影響建築;住宅小區內應確保小區樓棟間距和綠化率;此外,從建築物能耗的方面看,建築物的建築面積一定時,建築物表面積越小,則建築耗能越少。因此不僅要加強屋面和圍護結構保溫節能措施,而且需要在確保外立面造型的同時,儘可能的減小住宅建築體形係數,根據建築設計經驗和性能分析可知,建築物透過減小長寬比、減小外表面積尺寸等措施,能有效的控制建築體形係數。選擇正確的建築物坐落朝向是一項重要的建築節能措施。在其他的條件不變的情況下,傳統的東西向板式住宅建築的耗能量要比南北向的朝向的住宅建築高大概5%左右。在現階段的住宅設計中,建築的朝向應根據當地的氣候條件、主導風向、日照範圍、住宅內部不同的使用功能、建築周圍的相鄰場地條件以及各地區的其他條件,透過大量的市場調查、科學研究、系統分析來最終確定。較好的建築物朝向不僅能滿足住戶的生活要求,日照要求,而且能避免由於氣候、周邊環境等帶來的對居住感受的不適,同時能大量降低建築能耗,實現建築節能目的。一般來說,我國大部分地區的住宅最適宜的朝向位置爲南略偏東或西,即爲傳統所說的坐北朝南。

2住宅建築各部位保溫節能設計

2.1維護結構保溫節能措施

圍護結構是建築物保溫的重要組成部分,其節能設計措施一般分爲以下幾個方面:(1)外牆內保溫:施工工藝成熟,總體造價低,溫度升降速度較快,適用於我國間歇採暖地區,但是存在對室內空間及環境的影響,使用範圍效果受到一定的限制;(2)外牆外保溫:採用節能保溫材料,節能保溫常用建築做法,能夠有效減小牆體的溫度應力及收縮變形,減少保溫材料中無法消除的揮發性有害氣體對屋內居住人員的影響,但是由於近年來,由外牆保溫而造成的火災,造成了較大的經濟損失和人員傷害,所以該保溫措施對防火性能有較高的要求,對不同的建築物安全等級,採用不同耐火等級的外牆保溫材料,確保外牆保溫材料能夠滿足消防要求;(3)夾心保溫牆體:該種保溫牆體的建築整體性較好,且同樣可以實現較高的保溫效果;(4)城市窯洞技術:作爲目前積極探索和研究的新型節能方法,該技術不僅對建築外牆,而且對建築物內部也可以進行有效的保溫隔熱設計,避免了其他幾種節能措施的不利方面,是我國建築節能設計未來發展的方向和研究的重點。此外,新型建築保溫材料的研究和應用,對未來建築節能設計會產生深遠影響。隨着建築節能設計的深入,新型的複合牆體已經開始取代原有的單一牆體。複合牆體主要是透過在牆體原有主體結構的基礎上,增加幾層複合的高新科技絕熱保溫材料,來改善整個建築牆體的熱工性能。按照我國要實現節能65%的遠景目標,除採用加厚原有的單一牆體這一途徑外,使用複合牆體將是未來的發展方向[3]。

2.2住宅外門窗節能設計

一般外窗的能耗主要包括透過窗框、玻璃的傳熱,窗縫間的空氣流通,以及夏天太陽大量的輻射熱這三個方面。普通的外窗能耗遠大於同一位置的外牆能耗。一般的解決辦法有:提高門窗的製作質量,採用斷橋鋁構件、設定密封條,採用中空玻璃等措施;控制窗牆比(窗戶面積與窗戶面積加外牆面積之比值),目前我國的設計規範中對建築物的窗牆比有嚴格的規定,爲的就是提高建築的節能保溫效果。規範中對不同地區、不同朝向的住宅窗牆比作了嚴格的規定,指出了在北向、東西向、南向的窗牆面積比分別不應超過0保玻怠ⅲ藹保場ⅲ藹保常怠R虼耍可以根據建築物不同的朝向,選擇相對應的窗面積,同時應強調建築開窗方向的因素,是透過減少建築物北側開窗的面積來減少能耗。此外,由於傳統門窗的保溫隔熱性能較差,門縫隙是冷風流通及滲透的主要通道。提高門窗的氣密性,是減少室內外空氣對流交換的一個重要措施。一般採用熱阻大、傳熱效果較低的材料製造的新型門窗可實現其熱工性能的較大提高。同時還要特別注意窗戶玻璃的選材,普通的單層玻璃本身由於熱阻較小,在我國廣大的寒冷地區可採用雙層或三層夾心玻璃。目前市場上中高檔的住宅小區,一般採用隔熱玻璃、中空玻璃、反熱玻璃等新型玻璃材質,而且隨着建築節能技術的研究發展,低輻射鍍膜玻璃等節能玻璃如雨後春筍,在各種建築中的應用也逐步在得到加強。

2.3屋面保溫節能設計

建築物屋面的散熱較爲明顯,一般住宅建築屋面的節能設計常用方法和措施與建築圍護結構類似,主要的方法就是透過改善屋面建築材料的熱工性能來阻止能量在室內和室外進行傳遞,一般採用方式有架空通風屋面、內保溫、外保溫、綠化屋面、坡屋面。目前經常採用的架空通風屋面不僅節約建築材料、結構構造簡單、施工及維修難度較低、具有較好的經濟性能,而且還具有防雨、防漏等的作用,建築的隔熱保溫效果較爲明顯。架空屋面實現節能保溫的方式主要有以下兩方面:一是利用隔層的'外表面來遮擋陽光照射,這樣使得在屋頂處的結構傳熱進行兩次交換,從而避免了屋面結構直接暴露在太陽光的照射下;二是利用流動風壓的效用,透過坡屋面特有的氣流佈局,消散了坡屋面和和建築屋面之間的熱量,使得建築的自然通風效果理想,改善了熱空氣對住宅室內的熱效應作用。而且在屋面內增加屋頂的空氣層有利於屋面結構實現保溫效果,同時也有利於屋面在夏季實現隔熱的效果。架空層目前常見施工做法爲:以2~3塊實心黏土磚砌的磚墩爲肋,上鋪鋼筋混凝土板,架空層內鋪輕質保溫材料。綠化屋面作爲新興的屋面節能及美化方法,其主要作用有:增加建築綠化、改善建築小氣候、避免形成熱島現象、淨化空氣和美化環境、減少屋面排水,改善屋面節能效果,同時還具有對所建建築的保溫隔熱作用,不僅適用於住宅建築,而且在工業建築及商業綜合體中大量的採用,爲實現立體建築,空中城市以及節能高效等建築理念上發揮着重要作用。綠化屋面的主要特點有以下方面:(1)施工過程中應做好建築屋面防水措施,防止種植面層和屋面主體結構滲水;(2)根據上部覆土厚度選擇合適的種植物,設定耐根穿刺建築做法,防止種植物根部穿透屋面防水保溫層;(3)種植植物需要根據不同地域的氣候及條件採用,植物要有足夠的承受較大風荷載的能力;(4)屋面排水措施應完善建立,排水坡度需滿足規範要求,確保不形成屋面積水。

3結語

本文透過對建築節能保溫設計過程中各環節的細緻把控,透過建築技術及材料的不斷創新,從而實現住宅建築節能的設計目標。住宅建築的節能是一項包括較多學科和領域的系統工程,它不但與建築物規劃與設計相關聯,而且還涉及其他諸多方面,如所在地區氣候特點、新型建築材料的使用、新型施工及建造工藝的應用,再生能源及新材料的開發和利用,建築節能設備的設計、管理等方面,只有透過對它們進行綜合分析,全面把握,才能實現我國制定的對建築節能的各項要求和目標。

參考文獻

[1]謝塘開等.從建築設計談建築節能設計.建築知識,2001(3).

[2]盧求.德國生態節能建築資助政策與措施[J].建築學報,2008(9):89-91.

[3]顧天舒,謝連玉,陳革.建築節能與牆體保溫[J].工程力學,2006(12)∶167-184.