梅县建筑设计院有限公司
摘要:建筑物的能源消耗是比较大的,虽然在设计过程中采取了一定的节能措施,但依然严重。本文根据多年的工程实践,对住宅建筑节能设计进行分析,并结合工程案例加以研究。
关键词:住宅建筑;节能设计;实例分析
一、住宅建筑节能设计意义
如何降低住宅建筑能耗,合理利用能源,是每位建筑设计人员关注的问题之一。据了解,目前我国已实行了一系列的国家和地方节能标准,并出了不少相应节能标准构造术措施及建立了相应的监管制度。但是,在采取建筑节能措施时,并非主在于施工和监管,还需要在住宅建筑设计采用节能理念。而住宅建筑节能设计既能满足社会发展和环保节能的要求,又能为人们提供绿色的生活环境,实现人类的可持续发展。首先,节能设计能够为设计人员提供多元化选择。节能设计虽然对技术水准有一定的要求,但倘若设计人员可以善于利用风力、植物、地形、太阳光等自然环境因素,则可以降低该设计的技术水准,使设计可以更好开展。例如:不同地区人们对住宅建筑的需求具有差异性,设计人员可以根据人们的实际需求而改变节能设计,使其符合人们的需要。
二、住宅建筑节能设计要点
(一)建筑环境规划
1.优选住宅朝向。住宅朝向的合理性表现在住宅具有充足的阳光和良好的通风环境,这也是打造节能住宅环境的基础。由于我国大部分地区处于温带,因此经常会受到季风的影响。因此,在选择住宅建筑朝向时,我们需要选择南偏东、南偏西的朝向,这种朝向在冬季时有温暖的阳光,在夏季时有舒畅的空气,这样可以达到节能的目的。
2.加强绿化规划。大面积的住宅绿化不仅可以调节气候、增加湿度,而且可以美化环境。为此,在住宅建筑设计中,需要合理栽种绿色树种,以达到节能的效果。但值得注意的是,在选择住宅区内树种时,应结合当地的气候条件、土壤条件进行选择,莫为了追求美观需选择一些名贵树种和观赏花卉,要以保护环境为目的。
(二)外围结构节能设计
1.主墙体节能设计。近年来,实心砖墙在建筑中的应用较少,而轻质保温墙体的应用即较多。轻质保温墙体主要由外保温墙、中间层保温墙和内保温墙三层组成,外保温墙是在承重墙的外层粘合保温材料;中间层保温墙是在外墙和内墙之间设置保温材料;而内保温墙是在外墙的内测复合绝热材料,这种保温方式有利用抵抗恶劣的天气和温度变化,目前在北方得到广泛应用。
2.门窗节能设计。门窗节能的最大方式是导热,据不完全统计,单层玻璃窗的能耗量在整个建筑材料保暖能耗中比例较大。因此,在建筑节能设计过程中,我们需要对门窗的比例及位置进行合理控制。如在建筑东西墙面避免窗口过大,同时处理好高度平衡的光线和温度的关系。
(三)建筑光条件设计
在住宅建筑节能设计过程中,设计人员顼要结合当地的环境特点,充分考虑到建筑采光和遮阳方面的节能措施。
1.遵从因地制宜原则。不同地区具有不同的地理纬度和气候,且建筑的遮阳时间也不同。南方地区由于夏热冬冷,因此需要采取保温与夏季遮阳措施,并遵从冬季阳光不能受到夏季遮阳遮挡的原则。
2.合理布局建筑平面。在建筑平面布局过程中,为减少夏季强烈阳光辐射的影响,在建筑建筑房间设置时,尽量不能设置于东西向。在总体布局时,应采用建筑之间相互遮挡的设计方法,以减少遮阳配件的使用。
3.注重房间功能的差异性。房间的不同,其光线照射方向也有差异,因此需要选择合理的遮阳方式。在建筑内部空间设计时,要掌握好房间的尺度和面积,并尽量向南设计主要的居住空间,例如厨房、厨房等,这样房间的通风和采光效果会更好。
(四)合理开发和利用能源
1.节约常规能源。建筑住宅的能耗不仅包括水电、热能和燃气的能耗,而且包括居住和使用中所产生的能耗,因此,在设计中需要采用能耗减排的措施,以节约能源。1)在用电上,需要合理规划建筑的电气系统,以降低配电系统的线损和能损,提升用电效率。2)在供暖方面,要采取集中供暖、供热方式,这样有利于降低额外的能源消耗。
2.合理利用新能源。太阳能和风能作为一种能源节约中的新型能源,目前受到人们的广泛关注。近年来,随着我国能源消耗量越来越大,能源供应较为紧张,而太阳能的利用能够有效缓解能源紧张的局面,有利于提高人们的生产和生活质量。目前广泛使用太阳能热水器、太阳能电池等,同时,要将太阳能与供电和供暖结合起来,从最大限度地实现建筑节能。
(五)屋顶的节能设计
建筑屋顶作为建筑建设中重要组成部分,经常会受到太阳直射和大气辐射,夏季可以吸收大量辐射量,导致室内气温过高,而冬季热量分散较大、保温性较差。在建筑屋顶节能设计过程中,要遵循夏季通风隔热、冬季保温原则,找采取以下措施:1)尽量采用蓄水屋面、种植屋面和浅色屋面,这几种屋面可以减少阳光的辐射;2)屋面材料要选用高效保温隔热材料,以减少热量传递;3)在进行屋面保温层材料选择时,尽量避免选择密度较大、导热系数较高的材料,以提升屋面的保温效果等。
三、工程实例分析
(一)工程概况
某大型住宅建筑主要由7栋小高层、8栋多层和11栋高层组成,总建筑面积9万m2,地下3层,建筑高度不能超过40m,容积率为1.0。应用节能设计理念,打造“现代、高效、节能”的住宅小区。
(二)节能设计
该建筑项目在节能设计上主要采取了屋面、外墙和外窗的节能措施,以满足建筑节能设计的要求,而在能源利用方面,使用了太阳能光热和地热资源,节能设计效果较明显。
(三)节能措施
1.建筑通风
结合本项目风速高的气候特点,决定采用自然通风措施,并与分体式空调进行配合,以最大程度的实现节能效果,这也体现了南方地区建筑自然通风的优势。另外,由于本项目所处地区的风力等级较高,因此给门窗开启带来了难度,不能满足开窗通风的要求,因此选用了门窗通风器以改善室内通风效果。
2.隔热涂料应用
隔热涂料主要作用是通过太阳辐射的反射作用,将太阳阻挡在室外,以降低夏季房间的空调负荷。与普通涂料不同的是,隔热涂料太阳光反射远远大于普通涂料,最高的反射率达到80%。夏季水平面太阳辐射强度为1131W/m2,而垂直面太阳总辐射强度为613W/m2,因此,通过隔热涂料的选用,在夏季时可以大大降低空调负荷。
3.建筑遮阳
活动遮阳是夏季用来阻挡太阳光进人室内的构件,而在冬季时要打开遮阳装置,让太阳辐射到室内。本项目中,由于小高层楼层风力较大,如果选用遮阳卷帘,当窗户开启后,由于风压的作用,卷帘扇动幅度较大,因此存在一些安全隐患。因此,笔者认为,可以选用中置百叶式铝合金窗作为遮阳措施。这种窗具有操作方便、抗风压强、夏季隔热和冬季可以受到太阳辐射等优点。
4.太阳能和空气源热泵系统的利用
本项目通过采用太阳能热水系统和空气源热泵系统,其节能效果较为明显。太阳能热水系统主要是通过太阳能集热器,吸收太阳辐射,而加热循环水。而空气源热泵热水系统主要是通过热泵机组从空气中取热,并进行压缩以提高取热热量。太阳能和空气源热泵系统作为建筑的辅助热源,可以联合制取热水。
四、结束语
综上所述,在住宅建筑节能设计中,不仅要考虑到居住环境的舒适度,确保建筑环境质量。而且要从住宅建筑整体布局,绿化节能设计,建筑外围结构、门窗及过渡空间等方面实施节能措施,以达到节能降耗的目的。
参考文献:
[1]吴燕国,霍保全.太阳能集中供热水系统在高层住宅的应用探讨.中国房地产业,2011(5).
[2]郭井亮.高层住宅建筑节能控制方法与技术策略研究.城市建设理论研究,2012(6).