浅议商务建筑节能设计
所属栏目:建筑设计论文
发布时间:2011-02-26 14:45:21 更新时间:2022-04-12 13:20:53
摘要:建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题。在我国现阶段,主要是运用与经济发展水平相适应的简单节能技术为主。本文以商务室建筑为研究对象对建筑节能设计进行分析研究,提出一套完善、科学、系统的节能措施,用以改善建筑的室内环境,提高能源的利用效率。
关键词:建筑节能,设计,研究
我国人口众多,建设量巨大,建筑能耗在社会总能耗中占有相当大的比重.目前,我国建筑能耗已接近社会总能耗的1/3。目前大部分的建筑节能措施主要是针对建筑的围护结构,而建筑选址、规划布局、建筑体型、自然通风和采光及新能源利用等一系列手段所产生的节能效应,及由此产生的指导原则和要求,长期以来却被人们忽视。围护结构的节能设计固然重要,但是建筑的节能不仅仅是围护结构的节能,单一的方式并不能够全面的解决节能问题。随着新材料、新技术的发展,现有的节能技术和方法已不能满足新的要求。并且,在商务建筑中,随着人们对商务环境舒适度要求的提高,现有的节能措施已明显不足。故需要研究一套符合时代要求的理论来支持新时代的建筑节能设计。
一、建筑能耗特点
商务建筑作为收集和处理信息的主要场所之一,在信息时代的今天,正日益成为社会的主要建筑类型。我国政府机关、事业单位的大多数人员和企业大约一半的人员都是从事商务室工作的。可以说除了住宅,商务建筑是与人们生活联系最为密切的建筑类型了。在我国如火如荼的建筑建设行业中,商务楼的建设量占了很大的比例。并且再加上其它各种原因,商务建筑成为能耗大户。因此,对商务建筑进行能耗分析是非常必要的,以便能在以后的节能工作中对症下药。
1.1能源消耗影响因素
随着社会的发展,人们对商务环境舒适度的要求越来越高,这必然会增加商务建筑的能源消耗。人们对商务环境的要求在不断上升,相应的能耗也在增加。
在目前的节能设计中,往往只注重围护结构的节能,而缺乏整体的节能构思。据资料,现代建筑尤其是商务建筑,影响其能耗的因素主要有三个方面:建筑设计、服务设计(即建筑设备)、人员活动。围护结构只是建筑设计中的一部分,其中建筑的选址、体形系数、平面功能、自然通风和采光等对建筑能耗有较大的影响,另外就是设备性能和人员活动对建筑的能耗也有很大影响。现在的节能方法往往容易忽略对这些因素的综合考虑。
建筑的能耗在狭义上是指在建筑物建成以后,在使用过程中每年消耗能源的总和,主要包括在采暖、空调、通风、照明、电器、热水供应等方面所消耗的能源,即建筑的使用能耗;在广义上是指包括建筑材料、构配件、设备的生产和运输,以及建筑建造、使用和拆除四个环节中能耗的总和。在建筑材料、零部件和体系生产中消耗的能源,称为“潜在能源”;在建筑材料和零配件的装配和运输到建筑地点的过程中消耗的能源,称为“灰色能源”;在建筑物的建造过程中消耗的能源,称为“导出能源”;在建筑物的运转与其使用者的设施与装修中消耗的能源,称为“运行能源”;建筑物在其维修、改建与最终的解体过程中也会消耗能源。
1.2建筑特点决定的能耗特点
商务建筑自身的建筑特点决定了其独特的能耗特点。与住宅建筑相比,商务建筑有以下几个特点:造型丰富,形体复杂,因此体形系数一般较大;随着商务理念的转变,大空间商务越来越多;经常会出现中庭空间;由于立面效果的要求,常出现大面积的玻璃,甚至是玻璃幕墙,窗墙比较大;人口进出量较大,大厅热环境不理想;大量商务建筑,尤其是新建商务建筑,进深较大,不能进行自然通风和采光。商务建筑的以上特点,使其与住宅建筑相比,能耗增加。
二、节能设计
建筑的是建筑节能设计的一个重要方面,它决定了建筑与周边环境的关系。大自然为我们提供了阳光、水、风、土地等丰富的自然资源,能否有效利用这些自然资源,从而减少对传统能源的消耗,在很大程度上取决于建筑的总体规划设计。其设计原则是使建筑冬季能够获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。
2.1外墙体的隔热保温
墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心黏土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。新型复合墙体自保温系统和外隔热保温技术的优点:建筑室内温度受室外温度波动影响小,有利于主体结构的保护和避免热(冷)桥的产生。市场新出现的聚氨酯现场发泡喷涂保温材料具有良好的保温性和憎水性,方便施工,适用于各种设计复杂外墙体保温和无接缝施工。外墙体遮阳,主要用于热工性能要求更高的墙面,在保温层外侧设计钢结构支撑体系,干挂板材(如陶土板),可以遮挡夏季阳光直接辐射到墙体,同时后侧流动的空气层能迅速带走热量,起到很好的遮阳隔热效果。
2.2玻璃门窗的隔热保温
外墙玻璃门窗是阻挡夏季太阳辐射热进入室内和冬季室内热量散失的最薄弱环节,其能耗是同面积墙体的4倍,屋顶的5倍,对建筑能耗影响较大。其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小室内窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。
其节能措施有:
1)控制住宅窗墙比;
2)提高外窗的气密性以减少冷空气渗透(如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料);
3)改善门窗的保温性能,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃;
4)合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积;
5)增加外墙玻璃门窗遮阳设计,防止夏季太阳辐射热透过玻璃门窗直接进入室内而耗能。
2.3屋面隔热保温与遮阳
直到50多年前,自然采光还是建筑物采光的主要形式。但是,随着城市用地的日益紧张、技术的不断进步及建筑功能的复杂化,建筑平面越来越大,进深也越来越深,以至使人们在不知不觉中放弃了自然采光。但是,近来随着能源危机的日趋严重,天然采光又重新被人们认识。它不仅能节约能源,降低建筑能耗,还能创造丰富多变的室内环境,并为人们提供健康、舒适的工作空间。
做屋面节能时应注意:1)屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;2)屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料,以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始应用于屋面,一些建筑的屋面保温采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规做法的诸多缺点。
四、结束语
商务建筑节能设计要选择合理的基地和朝向。对建筑基地和朝向的选择原则是使建筑冬季能够获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射;进行合理的体型设计;尽量采用自然通风和采光;设计合理的平面布局;改善中庭热环境;改善玻璃幕墙的热工性能。;采取遮阳措施;利用新能源;对围护结构进行优化设计。
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