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1、浅谈关于建筑设计与建筑节能的探讨 论文关键词:建筑 能耗 节能设计 论文摘要:我国是世界上每年新建建筑量最大的国家,每年20亿平方米新建面积,相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材,同时每年产生数以亿计的建筑垃圾,给中国乃至世界带来巨大的环境威胁。因此,本文针对目前节能热不断升温,建筑节能源潮正在以现代新技术为基础兴起,提出了怎样通过建筑设计达成建筑节能。 住宅的总体规划应与单体建筑相协调,充分考虑各种宏观因素(如地区、朝向、方位、建筑布局、地形地势等)对单体布局的影响,充分利用所在地区的天然热源、风源等来实现每一栋住宅建筑单体夏季都有充足的迎风面,冬季都有充足的日照,以满足
2、采暖、通风与采光的要求。单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响,特别是高层建筑群内部易受到回旋涡流的作用,容易出现死角,不利于室内的自然通风,从而形成不利的小区微气候。因此,为了营造绿色舒适的小区微环境,应调整好单体之间的组合,使每栋建筑物处于周围建筑物的气流旋涡区之外,避免出现滞流区。另外,绿化和水体可以改善小区的微气候。设计时,应结合居住区规划布置绿化和水体,以此进一步改善室内外的物理环境(声、光、热),减少热岛效应,改善局部气候,保证小区内的空气温度、空气湿度、气流速度和热岛强度等各项指标符合健康舒适和节能要求。 1住宅平面的建筑节能设计 住宅平面设计中首要问题是确定适当
3、的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。 由于我国地处北半球,太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向,此朝向夏季可减少太阳辐射得热,冬季可增加太阳辐射得热,而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系,容易形成穿堂风,而又避开了冬季盛行的西北风。因此,将住户长时间活动的居住空间(如厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置,利用自然环境使室内达到最大的舒适度,为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间
4、,所以建筑平面谊设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等,以挡住日照直接照射主要房间,避免冬季西北风灌入。经调查,在其他条件相同的情况下,南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。 2住宅外墙的节能设计 墙体是住宅的主体部分,是建筑室内外热交换的主要介质,建筑节能50%,其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达4～10度,所以墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,还应考虑选
5、用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。 目前,常用的几种外墙材料中,保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温是连续外包的,有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等,而产生“断桥”3作用,达到预期的节能降耗效果。此外,减少建筑物体型系数,也就是减少建筑物外表面积,减少外围护结构面积,减少建筑形体的凹凸,也是节能的有效措施之一。体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。因此,体形系数
6、越小对建筑节能越有利,也就是说,在其他条件相同的情况下,宽的建筑比窄的好,高的比矮的好,外表整齐的比外表凸凹变化的好。为得到合理的有利节能的建筑体形,体形系数一般应控制在0.3以内,住宅进深应扩大到10m以上,而长度则以55m为宜。从热传递方面分析,通常建筑物实墙的阳角内侧气流较通风口处差且散热面相对比较大,所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在此处,所以一般交角处是建筑物耗能量较大的部位。如果建筑物设计成圆柱形,则外墙棱角少,外表面积也小,有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。从接收太阳辐射热能考虑,
7、应使建筑物南向墙面的面积尽量的大,其他墙面的外表面积尽可能的小,也就是说南向墙面与其他各方位墙面的面积比应是越大越好。另外,也可以利用植物来调节气温,在日照强烈的墙面,种植植物来吸收太阳热量,减少传入室内的热源。据报导,建筑西墙种植爬墙虎,在植被遮蔽90%状况下,外墙表面温度可降低8.2℃,并有利于吸尘和消音,减少温室效应。 3住宅屋面的节能设计 在建筑物受太阳辐射的各个外表面中,屋面是接受太阳直射时间最长的部位,因此受辐射得热也是最多的,相当于东西向
