住宅建筑的节能设计

点赞:3873 浏览:13400 近期更新时间:2024-01-02 作者:网友分享原创网站原创

【摘 要】本文主要从建筑平面规划设计、住宅空间空气对流设计、屋面保温隔热的节能设计、建筑围护结构墙体设计、门窗节能设计及新能源的利用等方面详细阐述住宅建筑节能设计要点,以供参考.

【关 键 词】住宅建筑;建筑节能;设计

1前言

建筑节能就是采取保温、隔热、密封等措施,让建筑在使用过程中减少对煤、电等能源的消耗.当前,严峻的能源问题迫使各行业都在寻找对策,建筑节能问题已列入重要国策之一.但根据相关数据显示,我国住宅能耗是同类气候地区发达国家的3倍左右,且现有的住宅建筑中,有95%达不到节能标准.因此,节能成为我国住宅建设的当务之急.如何在住宅建筑设计中,更好地利用自然能源,提高住宅建筑中能源利用效率,则是建筑师需要探讨的课题.

2住宅建筑节能设计要点

2.1建筑平面规划设计

2.1.1合理的朝向

尽量选择有良好采光和自然通风条件的地块,尽量争取使住宅建筑坐北朝南,充分利用太阳能和自然通风来调节室内外温差.在设计时,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境.

2.1.2合理的间距

建筑间距是指一年中太阳高度角最小的冬至日为其准点,满足北向底层房间获得日照时南北房之间的外墙间距.适当增加房屋的间距,有利于建筑物的通风,从而改善炎夏季节的居住条件.在建筑单体设计中,还可采用南高北低的退层设计或斜坡屋顶处理、降低层高等方法,以改善日照间距.

2.1.3适当的长宽比

建筑物的长度与宽度之比对节能亦有很大影响.对正南朝向来说,一般长宽比愈大冬季得热越多,而夏季得热越少.因此,在设计时应当确定每个功能空间的合理面积和开间进深.

2.1.4避免建筑物成排成群的布置,尽量采用错列式和斜列式,也可结合地形采用自由排列的方式,达到很好的空气对流的目的.

2.1.5少建或不建点式住宅,多建条式住宅,在住宅平面上尽量减少凹凸、进退,减少外维护结构面积.

2.1.6住宅绿化

住宅绿化对改善环境空气质量、降低室外温度、营造良好的室外热工环境等有重要意义.因此,在设计时应尽景减少硬地面,提高绿化覆盖率,同时尽可能结合实际情况布置垂直绿化和屋顶绿化,创造良好的居住环境.

2.1.7合理的体形系数

体形系数是建筑同护结构的外表面积与其所包围的建筑体积之比.体形系数越大,说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大,能耗就越多.因此,应尽可能地取量小的外表面积,以符合节能的要求.从节能的观点看,最好避免建2000以下的低层住宅.当建筑面积为3000―5000时,楼层数以5―6层为宜,建筑面积为5000―8000时,楼层数以6―8层为宜.

在《民用建筑节能设计标准》列出了体形系数≤0.3和>0.3的两种采暖住宅护结构传热系数限值标准.所以,在进行建筑设计应注意:1)建筑设计中建筑体形应简洁,减少体形系数,使体形系数控制在0.3以下;2)正确选择房屋最佳方位,充分利用太阳能,保持良好的自然通风;3)楼梯间要封闭;4)窗墙面积比不应过大;5)要注意门斗的设计,充分考虑建筑防寒,提高节能效率.

2.2住宅空间空气对流设计

自然通风能够改善人体热舒适,降低气温,相对于主动的热调节措施,具有明显的节能效益和生态作用.在住宅的平面布置设计时,门窗的位置、大小、户型的设计应充分考虑空气对流和穿堂风的组织,避免气流的转折和“缩颈”,使气流通畅均匀.

2.3屋面保温隔热的节能设计

2.3.1将屋面设计为倒置式屋面,即将传统的屋面构造中的保温层与防水层颠倒,将保温层放在防水层之上;

2.3.2种植绿化屋面,即在屋面防水层上铺以种植介质,并种植植物的屋面.目前,屋面绿化在大城市中大量应用,其可很好地降低噪音,提高建筑节能率和改善生态环境.

2.3.3蓄水屋面,即在刚性防水屋面上蓄一层水,以改善屋面热工性能.在设计时,蓄水屋面的蓄水深度是一个关键因素.一般,蓄水屋面分为普通蓄水和深蓄水屋面,普通蓄水的水深宜为150-400mm,深蓄水屋面的水深宜为400mm.

2.3.4浅色坡屋面,即将传统的平屋面改为坡屋面,并在屋面上做保温隔热材料,以提高屋面的热工性能.

2.3.5架空板隔热屋面,即在已经做好防水层的屋面上,架设平板通风隔热层,并设置通风屋脊,设置进风口等,以达到隔热和节能的效果.在设计时应注意:1)屋面坡底不宜大于5%;2)当屋面宽度大于10m时,应设置通风屋脊;3)架空隔热层的高度应按照屋面宽度和坡度大小的变化确定,一般以100-300mm为宜;4)进风口宜设置在当地炎热季节最大频率风向的正压区,相应处分口宜设置在负压区.


2.4建筑围护结构墙体设计

2.4.1外墙内保温通常是指在外墙的内侧粘贴保温板材或粉刷保温砂浆2.5~3cm厚.外墙外保温通常是指在外墙的外侧贴聚苯乙烯挤塑板,外侧再刷一层防裂砂浆后贴面砖或做外墙涂料.

2.4.2应选用节能墙体建材,如混凝土空心砌块、多孔粘土砖、加气混凝土等,可大大减少建筑材料及提高节能效果.

2.4.3复合外墙技术,即除主体结构外,再加一个保温结构.一般,保温层所用的材料有岩绵、矿渣棉、玻璃棉、泡沫聚苯乙烯、泡沫聚氨酯、膨胀珍珠岩等.

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2.4.4外墙自保温技术,即采用墙体自身材料保温,适合应用在框架结构建筑中.例如:蒸压加气混凝土墙及条板外墙.

2.4.5遮阳防风处理,即根据住宅的建筑风格和特点在阳光的主照射面和主迎风面进行遮阳、防风处理.如设置水平、垂直、方格、花格或挡板式遮阳、防风板,其材料可选择金属、硬质塑料及轻质混凝土加花岗岩贴面等.

2.5门窗节能设计

2.5.1在设计中应严格控制外墙的窗墙比,在满足使用功能情况下窗洞尽量小.窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅里面单元面积的比值.在《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》中不同朝向的住宅窗墙比做了规定:“北向、东向和西向、南向的窗墙比不应超过0.25、0.30、0.35”.因此,在具体设计时,应从地区、朝向和房间功能出发,选择适宜的窗面积.

一般来讲,墙上玻璃面积占15%最理想,占15%-35%良好,占35%-70%很差.

2.5.2尽量少采用凸窗、飘窗、落地窗,不用玻璃幕墙,以减少窗户的散热面积.

2.5.3应使用新型、密封性能良好的门窗材料;

2.5.4选用节能型门窗,窗户可采用钢塑复合窗和塑料窗,并可采用中空玻璃、镀膜玻璃等,以增加窗的热阻.

2.6新能源的利用

2.6.1太阳能的应用

太阳能作为一种天然的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一,在设计时应广泛推广.一般,其应用形式有:1)将太阳的辐射能转换为热能的光热应用;2)将太阳辐射光子的光能转换为电能的光电应用.在建筑设计时,可利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层.

2.6.2地热能的应用

地热是一种可再生的能源,其在住宅建筑的应用主要是地源热泵技术,其可实现采暖、制冷、供生活热水等,从而替代传统的采暖、供热模式,是改善城市大气环境、节约能源的一种有效途径.

2.6.3风能的应用

当前,根据我国现有的技术力量,地面50~100m高度的风力资源都可以开发利用,其主要的应用是创造清洁的电力.

3结束语

综上所述,当前建筑节能工作已在全国启动,节能住宅也是一项正在兴起的崭新事业,体现了建筑节能的前进方向.在本文中主要从建筑平面规划设计、住宅空间空气对流设计、屋面保温隔热的节能设计、建筑围护结构墙体设计、门窗节能设计及新能源的利用等方面详细阐述住宅建筑节能设计要点,以期能有效降低住宅建筑的能耗,从而缓解我国能源紧张的状况.