建筑设计节能

【摘 要】本文主要分析了当前建筑节能设计的必要性,并分析了建筑节能设计时主要考虑的相关因素,还探讨了新型建筑节能材料在建筑节能设计中的应用现状与前景展望.

【关 键 词】建筑；节能设计；节能材料

引言

全球能源供应紧张问题日益突出,我国也在探寻走节约型经济建设的路线.随着全球现代科技进步,资源需求达到史无前例的规模,而地球资源是有限的,全球各国都面临着能源供应紧张的问题.而由于能源发展的速度赶不上经济建设的速度,我国的国民经济建设过程中,能源供应的增长速度只有经济增长的3成,面对这个残酷的现实,我国必须在各个建设领域推行节能技术,既有效建设能源消耗、缓解能源供应紧张,也为能源用户降低使用费用.而众所周知,按照发达国家的经验,建筑能耗通常在国内能源总消耗量的三成至四成的水平.建筑节能设计方案的确定涉及到不同的影响因素,本文着重分析影响建筑节能设计的一些因素,并提出如何做好建筑节能设计的思考.

1.建筑节能设计时影响因素分析

由于建筑节能的理念于近年来方兴未艾,有关技术标准及监督机制还未完善.为了使得建筑物建设项目参建方对于建筑节能设计及施工能有依据,住建部等有关部门编制了相关的技术标准,并强制执行.比如在建筑物设计时,需要结合建筑节能设计理念,包括有关的建筑材料的选择,施工工艺的选用,将建筑节能技术与建筑设计进行综合考虑.本文的建筑节能更多地关注夏热冬暖地区的建筑节能设计.

1.1被动式节能与主动式节能建筑的区别

所谓的被动式建筑节能技术方法主要指的是通过非机械设备等手段来减小建筑物能源消耗量的节能技术,通常是通过建筑设计的手段达到节能目的,如合理设置建筑朝向、阳台位置、遮阳设置,采用建筑围护结构或自然通风口设计等手段来实现建筑物的自然采暖通风等,从而达到降低能耗的目标.主动式建筑节能技术是相对被动式节能技术而言的,一言以概之,主动式技术则是借助机械电气设备等为建筑物提高采暖、通风、空调等环境控制的工程技术,而主动式建筑节能技术就是通过优化主动式建筑技术的能源使用方式、提高能源使用率的方式来降低建筑能耗.

1.2室内热环境技术标准的选择

《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》对夏季空调室内设计计算指标取居住空间室内设计计温为26℃.按照此标准规定,夏热冬暖地区居住建筑有相当长一段时间都处于需降温的时间,要保证室内热舒适度必须使用空调等主动调节手段.但是通过对热舒适的全面考虑,舒适的热环境使人们正常学习生活得以保障.综合考虑建筑设计节能的热环境质量的效益,建筑热环境质量分成两个等级：一级标准为舒适标准,二级标准为可居住标准.在更多的时间都可以使用被动式建筑节能设计方法进行建筑设计节能,按少使用空调甚至不使用空调考虑,极大的促进建筑节能的发展.

1.3窗墙比的合理设计

建筑和建筑热工节能设计中常用到的一种指标.单一朝向外窗（门）面积和墙面积（含窗面积）的比值一般称窗墙面积比.计算时以建筑的立面图为标准,窗墙比中的墙指一层室内地坪线至屋面高度线之间的墙体（不包括女儿墙高度和踢脚高度）.窗户节能在建筑节能的重要性远比其他围护构件墙体和屋顶多得多,窗户节能涉及的内容主要包括温差导热、太阳辐射得热、空气渗透、通风、采光等功能方面.基于对窗户在使用空调等主动式节能调节手段时能量交流过大的问题,《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》规定：居住建筑的外窗（包括阳台门的透明部分）的面积不应过大.同时对各朝向房间不同窗墙比的窗户传热系数作了规定,再根据传热系数选取符合规定的窗户类型.由此标准可以得出,为了建筑节能,大部分的新建节能建筑会选择单框双层中空玻璃窗,构造相对复杂的窗户形式；北向窗墙比不应超过0.45；东、西向窗墙比不应超过0.30；南向窗墙比不应0.50.

1.4护材料与构造的节能设计

非采光护结构主要包括外墙和屋顶,外墙和屋顶的室内外温差传热对建筑设计节能影响较大.护结构的热工性能如何,主要与以下两个数据有关：热阻（R）与蓄热系数（S）.一般来说,提高热阻,即降低传热系数（K）,可以降低室内外热传递速度,当室内热环境优于室外时,可以减少由于使用空调等主动式节能调节手段所消耗的能源.但是当室内环境舒适度不如室外环境时,这样就会延长室内通过能量交换获得较好热环境所需时间,一定程度会增加建筑能耗.虽然这些节能措施的初衷符合夏热冬暖地区居住建筑的实际情况的,但是在当今居住建筑市场,立面效果往往是居住建筑销售情况的主要决定性因素,如果建筑均以浅色饰面作为外立面颜色,势必导致居住建筑立面特点不够突出；至于其他的屋顶及外墙的节能措施,会一定程度上增加居住建筑造价,给开发商增加经济压力,同时影响消费者的购写.

2.新型建筑节能材料的应用分析

建筑物的设计过程更多的是创新思维的结果,而建筑物最终形式则是借助不同建筑材料的特性体现出来的,因此实现建筑节能技术的发展也需要通过新型建筑节能材料来实现.在建筑物的建设过程中,需要综合考虑建筑材料投资成本与建筑物使用时的建筑能耗的成本.而考虑建筑物使用时的能源消耗则需要更多的关注各方面性能尤其是节能性好的新型建筑材料.当前新型建筑节能材料种类繁多,包括行星的化学建材、建筑装饰材料、墙体保温隔热型材料和各种新型的保温隔热材料的门窗等.很显然,从我国快速发展的经济建设过程可以看出,新型建筑节能材料在我国具有广阔的市场,但由于我国自身技术水平落后,新型建筑节能材料大多是国外进口的,由此带来巨大的投资成本,因此新型建筑节能材料面临较大的困难.新型建筑节能材料在能源消耗、使用寿命、科技含量和对环境的污染方面具有较大的优势,从长远来看,新型建筑材料的使用成本相对更低,而由于市场再短期内较高,其投资成本不具有市场竞争优势.因此,需要有关研究机构加大科研力度,创新地研究出节能性好、污染少、成本低的新型建筑节能材料,可以契合我国的国情及建筑市场的发展规律,从而为建筑节能技术的发展提供有力的支持.

3.结语

建筑节能的概念已经面世就广受人们的关注,并很快得到了世人的广泛应用,从应用效果来看,建筑节能技术为降低建筑能耗、节约能源作出了重大的支持,创造了极大的社会效益和经济效益.现代社会人们的面临能源供应压力越来越大,需要通过降低建筑能耗来降低社会能源总消耗量,降低人们的生活成本.发展建筑节能技术还需要关注新型建筑节能材料的应用,加强新型建筑节能材料的研究,为建筑节能技术的不断发展提供动力,也为人们创造更好的家居环境作出贡献.