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綠色節(jié)能建筑論文論文
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淺探綠色節(jié)能建筑設(shè)計(jì)
摘 要:我國(guó)是一個(gè)能源消耗大國(guó),發(fā)展綠色節(jié)能建筑,是降低建筑能耗的必由之路。隨著“綠色文化”的廣泛傳播,綠色建筑也相應(yīng)產(chǎn)生。綠色建筑,意在把綠色理念賦于建筑,使建筑富有生機(jī),富有活力,使建筑和可持續(xù)發(fā)展聯(lián)系在一起,使建筑和生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系在一起。大力發(fā)展綠色建筑,才能適應(yīng)現(xiàn)代城市生態(tài)建設(shè)發(fā)展的需要,才能實(shí)現(xiàn)人、建筑與自然的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
1.建筑規(guī)劃階段的節(jié)能設(shè)計(jì)
在建筑規(guī)劃階段,要慎重考慮建筑選址、建筑布局、建筑體型、間距、朝向、季風(fēng)風(fēng)向和綠化配置等因素對(duì)建筑節(jié)能的影響,改善熱環(huán)境。在規(guī)劃設(shè)計(jì)中,分析形成氣候的決定因素(輻射因素、大氣因素、環(huán)境因素、地理因素)的利弊,從改善城市環(huán)境和區(qū)域環(huán)境出發(fā),根據(jù)不同地區(qū)的地形及小氣候,合理布置建筑群,盡量避免不利因素的影響。另外還要考慮對(duì)太陽能、季風(fēng)風(fēng)向、地形等自然因素的利用,以達(dá)到節(jié)能之目的。
1.1 基于建筑選址、布局以及季風(fēng)風(fēng)向的節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑物盡量布置在向陽和避風(fēng)的地方,向陽有利于建筑物充分利用太陽能,避風(fēng)可盡量減少建筑物的熱損失。建筑布局時(shí).一方面要控制城市規(guī)模,并在規(guī)劃設(shè)計(jì)中,注意避免人口密度與建筑密度較高的功能區(qū)連片布置,控制區(qū)域密度。另一方面,在南方炎熱地區(qū),要考慮一定數(shù)量的街道與當(dāng)?shù)叵募局鲗?dǎo)風(fēng)向基本一致,這樣可以加強(qiáng)市區(qū)和郊區(qū)之間的熱交換,促使城市中心區(qū)多余的熱量迅速轉(zhuǎn)移到郊外。
1.2 基于建筑體型、朝向、間距的節(jié)能設(shè)計(jì)
1.2.1 建筑體型的節(jié)能
在建筑設(shè)計(jì)中,要適當(dāng)控制建筑體型系數(shù)。有研究表明,體型系數(shù)每增大0.叭,耗熱量指標(biāo)約增加2.5%。建筑體型系數(shù)一般宜控制在0.30以下。一般來說,控制或降低體型系數(shù)的方法有:減少建筑面寬,加大進(jìn)深或增加組合體,增加建筑物的層數(shù),選用長(zhǎng)條型建筑外形等,而形體復(fù)雜、凹凸面過多的塔式建筑對(duì)節(jié)能不利。建筑體型系數(shù)還與建筑物的體型是否規(guī)整及建筑的體量大小有關(guān)。在建筑設(shè)計(jì)中,應(yīng)注意最低耗能體型的選擇,即建筑的各方面尺寸與其有效傳熱系數(shù)相對(duì)應(yīng)的最佳節(jié)能體型。一般來講,當(dāng)各面的平均有效傳熱系數(shù)不同時(shí),傳熱系數(shù)相對(duì)較小的面具有相應(yīng)較大面積的體型是最佳體型:而當(dāng)各面的平均傳熱系數(shù)相同時(shí),體型系數(shù)最小的體型是最佳體型。
1.2.2 建筑朝向的節(jié)能
建筑物的朝向?qū)τ诮ㄖ?jié)能有很大的影響。當(dāng)建筑物為南北朝向時(shí),耗能較少。近年來,設(shè)計(jì)實(shí)踐中的一種現(xiàn)象是越來越多的出現(xiàn)偏軸方位的建筑朝向,這種做法,可在活躍建筑群體、節(jié)約用地、處理建筑外形等方面帶來一些益處,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看,我們還是要強(qiáng)調(diào)正南朝向(包括南偏東、偏西15°以內(nèi)朝向)的節(jié)能意義。因此,從節(jié)能的角度出發(fā),如總平面布置允許自由考慮建筑物的形狀和朝向, 則應(yīng)首先選長(zhǎng)方形體型,朝向盡可能大體朝南,避免東西向。在確定朝向時(shí),另一個(gè)必須注意的問題是要處理好建筑朝向與季風(fēng)風(fēng)向的關(guān)系。在南方炎熱地區(qū),建筑的朝向宜與夏季主導(dǎo)風(fēng)向入射角保持在30°一6O°的范圍內(nèi)。
2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)分析
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要由墻、屋頂和門窗構(gòu)成。建筑物的能耗主要取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)和冷風(fēng)滲透,住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱量要占采暖熱耗的1/3以上。顯然,如果建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的保溫隔熱性能,便可減少室內(nèi)、室外的熱量交換, 從而減少所需要提供的采暖和制冷能量。在選擇維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能材料時(shí),應(yīng)考慮材料的使用壽命,如屋頂或外墻采用泡沫玻璃、無機(jī)保溫砂漿等無機(jī)類保溫隔熱材料。外墻直接使用自保溫砌塊,可與建筑物同生命周期。炎熱地區(qū)使用淺色飾面,減少太陽輻射吸收熱量。
2. 1 墻體節(jié)能設(shè)計(jì)
外墻的面積是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體,因而外墻體的保溫設(shè)計(jì)相當(dāng)重要,必須改變以往的外墻設(shè)計(jì),采用新的節(jié)能墻體材料。在禁止使用黏土磚以后,應(yīng)該把外墻的節(jié)能構(gòu)造列為重要課題。墻體節(jié)能是采用高效保溫隔熱材料附著或填入墻體內(nèi),以提高墻體的熱阻。復(fù)合墻體越來越成為當(dāng)代節(jié)能墻體的主流,其一般做法是用磚或鋼筋混凝土作承重墻并與絕熱材料復(fù)合。某些單一材料墻體也可以起減少能耗的作用。
墻體改革推動(dòng)了新型墻體材料的發(fā)展,多種節(jié)能型墻體應(yīng)運(yùn)而生,主要有加氣混凝土外墻、頁巖多孔磚、內(nèi)保溫復(fù)合外墻、夾心復(fù)合外墻和外保溫復(fù)合外墻等。
2.2 窗節(jié)能設(shè)計(jì)
窗在建筑中的主要作用是采光、通風(fēng),同時(shí)也起圍護(hù)作用。有資料表明,窗既是耗熱構(gòu)件,設(shè)計(jì)合理也可成為得熱構(gòu)件。因此,沒法減少窗耗熱和提高窗得熱是建筑節(jié)能的重點(diǎn)工作之一。影響窗的熱損失的因素有以下幾種:
2.2.1 窗體大小
窗大小與空調(diào)負(fù)荷關(guān)系甚大,窗墻比宜適當(dāng)控制。在窗墻比的選擇上,應(yīng)區(qū)別不同的朝向。對(duì)南向窗,在選擇合適玻璃層數(shù)及采取有效措施減少熱耗的前提下可適當(dāng)增加窗面積,充分利用太陽輻射熱:而對(duì)其他朝向的窗,應(yīng)在滿足居室采光環(huán)境質(zhì)量要求的條件下適當(dāng)減少開窗面積以降低熱耗。
2.2.2 窗體材料
(1)窗框:對(duì)金屬窗框進(jìn)行斷熱處理,用高效保溫材料鑲嵌于金屬窗框之間,加大窗框的熱阻,或利用空腹金屬窗內(nèi)的空氣間層達(dá)到增加窗框熱阻的目的。同時(shí),選用導(dǎo)熱系數(shù)較小的塑料窗框以減少通過窗框部分的熱耗。(2)玻璃:選用合適的玻璃品種,適當(dāng)選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃或中空玻璃?稍谄胀úA腺N隔熱膜代替節(jié)能玻璃。(3)加強(qiáng)窗的氣密性,采用氣密條,提高外窗氣密水平,提高窗用型材的規(guī)格尺寸、準(zhǔn)確度、尺寸穩(wěn)定性和組裝的精確度以增加開啟縫隙部位的搭接量,減少開啟縫的寬度達(dá)到減少空氣滲透的目的。
2. 3 屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)
由于太陽輻射強(qiáng)烈而引起頂層房間過熱是一個(gè)十分普遍的問題,必須認(rèn)真對(duì)待。應(yīng)加強(qiáng)隔熱層,可以設(shè)架通風(fēng)層,還可設(shè)倒置式屋面;采用種植隔熱屋頂. 改善生態(tài)環(huán)境: 另外還可采用坡屋頂.利用閣樓通風(fēng)散熱。
2.3.1 隔熱屋頂
屋頂構(gòu)造中設(shè)置的隔熱層阻擋了屋面吸收的太陽輻射熱向室內(nèi)傳導(dǎo),迫使屋面溫度升高以增大屋面與環(huán)境和空氣的溫差,使其有利于屋面將吸收的太陽輻射熱向環(huán)境和空氣散發(fā) 屋面內(nèi)部可以設(shè)置貼鋁箔的封閉空氣層,采用含水多孔材料做屋面面層。高效保溫材料的應(yīng)用,提高了屋頂?shù)母魺嵝阅堋?/p>
2.3.2 倒置式屋頂
采用倒鋪法,保溫材料設(shè)在防水層以上,使防水層不直接接受日光暴曬,保護(hù)防水層以延緩其老化,使之耐久。
2.3.3 架空型保溫屋頂
屋頂最外層是遮陽板,下帶通風(fēng)空氣間層,遮陽板攔截了直接照射到屋頂?shù)奶栞椛錈,并通過遮陽板與空氣接觸的上下兩個(gè)表面把所吸收的太陽輻射熱轉(zhuǎn)移到空氣隨風(fēng)帶走,風(fēng)速越大,帶走的熱量越多,隔熱效果也越好。
2.3.4 種植隔熱屋頂、蓄水屋面
在屋頂上種一些植物,在遮擋太陽輻射熱的同時(shí)還吸收這些熱量用于植物的光合作用、蒸騰作用和呼吸作用,把照射到屋頂?shù)奶栞椛錈徂D(zhuǎn)化為植物的生物能量和空氣的有益成分,實(shí)現(xiàn)太陽輻射熱的資源性轉(zhuǎn)化,因此屋面溫度變化比較小。種植隔熱屋頂?shù)闹餐敛荒芴,植物扎根遠(yuǎn)不如地面,因此只適用于弱風(fēng)環(huán)境不適用于強(qiáng)風(fēng)環(huán)境。
3.新能源的利用
3. 1 太陽能
太陽能是可再生能源,它資源豐富,既可免費(fèi)使用,又無需運(yùn)輸,對(duì)環(huán)境無任何污染。太陽能與建筑結(jié)合為我們有效利用可再生能源提供了一個(gè)理想途徑。建筑物利用太陽能的方式有被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。被動(dòng)式利用太陽能足指建筑物直接利用太陽輻射的能量使其室內(nèi)冬季最低溫度升高、夏季最高溫度降低。主動(dòng)式利用太陽能是指通過一定的裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為人們?nèi)粘I钏璧臒崮芎碗娔。目前,已有很多利用太陽能的建筑?shí)例,值得進(jìn)一步推廣。太陽能在建筑上的應(yīng)用不僅可以節(jié)省能源,更重要的是有利于保護(hù)環(huán)境。
3.2 地源熱泵
地源熱泵—是目前效率最高、對(duì)環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng)。地球表面吸收了太陽能的47% 相當(dāng)于人類一年所需能量的500多倍,地球深處熱流或較深層的地?zé)崮軐?duì)地表淺層也起到了加熱作用。
冬天代替鍋爐從土壤中取熱,向建筑物供暖,夏天代替普通空調(diào)向土壤排熱,給建筑物制冷。地源熱泵高效節(jié)能,不破壞建筑的外觀,使用壽命長(zhǎng)達(dá)50年以上,一套系統(tǒng)可以替換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水家人的三套裝置或系統(tǒng),設(shè)備的運(yùn)行沒有燃油、燃煤污染。不抽取地下水,沒有地下水位下降、地面沉降和開鑿回灌井等問題,是真正的綠色環(huán)保能源利用方式。
4.結(jié)語
綠色建筑的觀念已經(jīng)受到各個(gè)階層人員的重視。綠色建筑的本質(zhì)在于尊重自然生態(tài),循環(huán)利用資源,保護(hù)自然環(huán)境和地球環(huán)境。綠色建筑強(qiáng)調(diào)的不僅僅是對(duì)建筑建設(shè)過程的管理,建筑的全壽命周期都應(yīng)該貫穿”綠色”的理念;貧w建筑的本源,我們需要用創(chuàng)意迎接挑戰(zhàn),創(chuàng)造豐富而有內(nèi)涵的新型綠色建筑。
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