建筑设计角度建筑节能

摘 要：本文从建筑的外壳设计、建筑物绿化设计和新能源开发三个方面分析了实现建筑节能的途径.

关 键 词：建筑能耗建筑节能新能源

在建筑节能领域,我国与发达国家差距较大,根据我国的国情、国力,研究开发对建筑节能影响较大,节能投资较少的关键性技术应成为攻关的重点,在建筑设计实践中常会遇到建筑节能与建筑设计中各项因素,如城市规划要求、使用功能、建筑造型与立面要求的矛盾,下文从建筑的外壳设计、城市绿地建设和新能源开发三个方面分析了实现建筑节能的途径.

1建筑外壳的节能设计

建筑外壳由窗、墙、屋面和门等构成,是控制建筑能耗的最重要因素.建筑外壳的节能设计可从以下几方面考虑：

1.1建筑体形

在其他条件相同时,体型系数（建筑物护面积与其所包围体积之比）越大,单位面积散热量也越大,对节能越不利.建筑节能标准规定：居住建筑条式建筑物体形系数不应超过0.35,点式不应超过0.40；因此,正确处理建筑形式多样化和节能的关系,是建筑设计中应当引起重视的问题.

1.2建筑物的朝向

建筑布局应考虑朝向与节能的因素.坐北朝南的建筑物能够避免太阳的东照西晒,降低日射影响,若同时配合以遮阳隔热,效果将更加显著,如建筑物的南立面设阳台加深遮阳.南北走向的干道上的临街建筑做不到坐北朝南的应尽量少做居住建筑,并尽量利用建筑的体形变化做到多利用天然能源.

1.3建筑物的平面布置

建筑平面的巧妙布局常能获得较好的节能效果.如将电梯、楼梯、管道井、机房等布置在建筑物的南侧或西侧,可以有效阻挡日射；挑空中庭形成2次隔热区,这种布置方式较之常见,更有利于节能；恰当的平面布置有助于形成理想的通风作用,通过建筑物门窗的合理设置,形成通风口,组织并诱导自然通风,既起到节能作用又克服了空调室内空气品质差的弱点.

1.4建筑物的门窗

建筑物的外门和外窗是冬季冷风侵入、夏季阳光入射的主要通道.因此,将开窗率控制在适当的水平,并尽量避免在东、西向开窗,是节能设计中应遵循的原则,节能标准中对每个方向的开窗率作了严格的规定.据载伦敦大学的科学家发明了一种具有双重特性的玻璃,这种玻璃既具有金属特性――能良好地反射红外线,又具有半导体特性――能通过热辐射.这就为大玻璃窗乃至玻璃幕墙的节能提出一种很好的方法,当然这种双重特性玻璃的利用也在建筑工程造价考虑之列.

1.5建筑物的墙体

墙体是护结构的主体,可以采用保温性能好、蓄热能力及强度较低的砌块墙体,如加气混凝土砌块.也可以采用复合墙体的形式,如内保温复合墙体、外保温复合墙体、夹芯复合墙体等.而且从长远来看,外墙外保温的效果明显高于内保温.从随着外墙外保温形式的不断完善与发展,目前主要流行有聚苯板薄抹灰外墙保温形式、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种外保温操作方法.

1.6建筑物的屋顶

受阳光照射的建筑物屋顶,表面温度比其他围护结构高得多,如：在夏季,长江以南地区用沥青材料的平屋顶表面温度可达60～70℃,对室内温度影响很大,顶层住房冬冷夏热现象十分明显.其中我们河南地区最常用的节能屋面是倒置式屋面,倒置式屋面是与传统屋面相对而言的.倒置式屋面的定义中,特别强调了“憎水性”保温材料,工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、水泥蛭石、矿棉岩棉等都是非憎水性的,其性质决定了在倒置屋面中无法应用,而硬质聚氨酯泡沫塑料是我们在设计中应用到这种屋面中保温隔热节能的理想材料.

2建筑设计对新能源的开发和利用

德国建筑师塞多特霍尔斯设计并建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋.房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮.它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1％,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍.德国还有一个零能量住房,所需能量100％靠太阳能.房屋白天通过窗户由太阳来加热,夜间则通过隔热材料和灰砂砖墙来加热.

在设计中采用生态节能技术的实例很多,像张家港生态农宅设计、清华大学建筑设计中心大楼设计、济南高等交通专科学校图书馆等.在北京工业大学高技术能源实验楼的设计中就采用了多项节能和新能源利用技术.

3建筑绿化设计与节能

近年来由于城市绿地不断减少,加之空调的大量使用,导致“热岛效应”,空气环境日益恶化,给建筑节能带来负效应.据研究表明：相同时刻水泥地表面的温度大于草坪地表面的温度,该差值在下午16：00时达到最大值,约为10℃,两者之差的最小值出现在4：00左右,差值也在2℃以上.裸地与草坪两者温度分布的差别与水泥地和草坪的分布差别类似.相同时刻裸地地表的温度明显高于草坪地表温度,在下午2：00相差最多,约为12℃,夜间有所降低.因此,在城市规划和建设的同时,大力发展庭院绿化、创造优美小区是造福人类的大事.

我国各个城市规划部门都对绿化率做了严格规定,新乡市规划局规定居住小区和厂区的绿化率不小于30％,同时设计单位作为首步的实施者更是义不容辞的要保证自己规划的小区的绿地率,在做小区整体规划时通常会在保证达到建设单位要求的建筑面积和做好道路、停车位、休息场地还有其他一些辅助设施的设置同时尽量增加绿化率.

同时也可以采用建筑物本身的绿化来节约能源.建筑物绿化是指对建筑物外立面、屋面的绿化.与环境绿化相比,建筑物绿化对建筑节能的作用更直接.冬季,绿化主要起屏蔽作用,减小风压对建筑物的作用,从而减小冷风渗透和外表面对流换热损失,降低供热负荷,达到节能目的.

4结束语

随着越来越清楚认识能源危机对生存环境的负面影响,世界各国提出了提高用能效率,开发新能源和可再生能源,保护环境的目标.可以预见,随着建筑节能工作的开展,以及人们对改善建筑热环境的迫切要求,建筑节能技术必将得到迅速发展.