建筑環保節能設計探討的論文

關于建筑環保節能設計探討的論文

　　（一）

　　一、建筑環保節能設計措施

　　在本項目的設計中，建筑環保節能作為一個重要的設計要點進行考慮。主要包括建筑圍護結構環保節能設計、地面景觀環保節能設計兩個方面。力求在滿足室內環境舒適、衛生、健康的條件下，采取合理有效的建筑節能技術，提高能源效率，有效降低空調、通風、照明等的總能耗，從而實現建筑環保與節能共進的目標。主要環保節能措施如下：

　　1.1室內窗戶的環保節能設計

　　窗戶是重要的通風、采光設施。本工程設計中，以各功能房間盡量設置直接對外的門窗為原則，使空氣能形成良好對流，實現自然通風換氣。因此，窗戶合適的大小設計是保證建筑節能的重要措施。本體育中心設計時，首先，對建筑周圍的風向進行監測，根據監測的數據對建筑的風環境進行模擬分析，總結室外風場規律。然后，以此為依據，進行窗戶大小的設計。最后，綜合整體因素的分析，合理確定建筑不同立面所應設計的外窗形式，實現夏通風、冬保暖的環保節能設計效果。

　　1.2建筑圍護結構的環保節能設計

　　本項目按照甲類公共建筑外圍護結構的節能標準進行保溫處理。土建墻體材料為240mm厚蒸壓加氣混凝土砌塊（B07），采用在墻體外設置20mm厚的膠粉聚苯顆粒漿料，經計算墻體的傳熱系數為0.66W/(m2·K)，傳熱阻為1.51m2·K/W，符合現行公共建筑節能設計標準的要求。側墻上的外門窗均采用新型隔熱金屬斷面的鋁合金型材和高氣密性的門窗節點做法，同時采用雙層鍍膜中空玻璃材料（6中透光Low-E+12氬氣+6透明），整體門窗的傳熱系數為2.1。在2層平臺板上及2層局部看臺座位下統一鋪設55mm厚擠塑聚苯板。經計算，頂板的傳熱系數為0.49W/(m2·K),傳熱阻為2.04m2·K/W，符合現行公共建筑節能設計標準的要求。

　　1.3中央空調水系統的環保節能設計

　　該體育中心1層是車行觀眾的主要到達點，2層是看臺及廁所，上下人流都共享。因此，涉及到中央空調水系統的設計。根據節能設計理念，中央空調水系統的設計要點主要應把握以下幾個方面：

　　1）選擇帶熱回收功能的主機形式在空調系統制冷主機形式的選擇上，應以帶熱回收功能的主機為主。其主要作用是即滿足空調制冷的需求，也可將回收的廢熱用于熱水的供應上，實現廢熱重復利用的節能設計。在設計原理上，主要是根據空調制冷原理，將1個熱回收換熱器安置于制冷循環的冷卻水管路中，或將熱回收管束安置于冷凝器上，對高溫環境下制冷效果散發的廢熱利用廢熱回收技術進行回收，應用于生活熱水、空調水或風的預熱等環節中，從而實現節能的目的。同時，與空調設備直接連接的空調送、回風管，空調水管、供熱水管等應進行保溫，保溫材料應采用非燃型、并需經有關消防部門審查合格的材料。保溫厚度需滿足GB50189－2005《公共建筑節能設計標準》的有關規定。

　　2）設置全熱交換新風機組全熱交換新風機組能夠實現雙向換氣功能，室內外氣體等量置換，使室外進入的新風先吸收室內排風的能量后再接入空調系統。其能量回收效率達70%以上。冷熱負荷(室溫)不受新風影響，大幅度降低新風處理所需能量，實現高效節能。同時，該裝置具有過濾凈化功能，進入室內的空氣在機組中經專業級過濾器過濾，有效防止灰塵和有害物質進入室內，保持室內空氣新鮮。

　　3）降低管道漏風率本設計中空調送風管采用不燃、無甲醛的新型復合風管。該復合風管采用高密度復合板材，導熱系數低，有效減少風管管壁的能量損失，降低管道漏風率。同時，承插式連接及完善膠帶密封能有效阻止漏風，避免漏風造成的能量損耗。另外，復合風管具備優越的聲學性能，能充分吸收氣流中的各種噪音，可以消除空調通風設備的運轉噪音，還可以阻止聲音通過風管在各房間內傳遞。

　　1.4電氣的節能設計

　　本工程中，電氣節能設計的主要原則是在保證體育中心建筑功能的基礎上，最大限度地使能源利用率得到提高，控制能源的消耗。電氣節能設計的關鍵點主要在以下幾個方面：

　　1）配電系統首先，在配電系統電壓等級的設計上，建筑的電能負荷中心應選擇較高的配電電壓，并在負荷中心設置變壓器，盡量使低壓側線路的長度減少，降低線路損耗。其次，變壓器的選擇以低耗變壓器為主，盡量將變壓器的實際負荷設計為最佳負荷，從降低變壓器能耗，提高經濟效益著眼。最后，在變壓器運行方式的設計上，對線路的路徑進行合理選擇，保證運行方式的最小損耗。

　　2）照明系統本工程筒燈光源主要采用節能燈，格柵燈光源采用T5燈管，并選用效率60%以上燈具。所有氣體放電燈均采用電子整流器，提高單燈功率因數，并在低壓側設置總功率因數補償，使總功率因數達到0.9以上。

　　1.5太陽能利用

　　本項目在地面建筑均進行了太陽能一體化設計：

　　1）擬在建筑物的屋頂及體育公園綠地周圍設置太陽能光電板以及聚風型風力發電技術，將太陽光能轉化為建筑使用的電能及室外泛光照明系統用電，構成風光互補的城市景觀能源系統，創作出獨特的景觀建筑造型。

　　2）太陽燈具設計擬在室外大量采用太陽能燈具。太陽能燈具具有普通燈具不能比擬的優點。其優勢主要有：節能：以太陽能光電轉換提供電能，取之不盡，用之不竭。環保：無污染、無噪音、無輻射。

　　1.6給排水環保設計

　　本項目在給水設計上，不設屋頂生活水箱，在市政進水管上設管道倒流防止器。管道倒流防止器由兩個止回閥及一個安全泄水閥構成，其中一個止回閥裝于管道靠近進口處，另一個止回閥裝于管道靠近出口處，安全泄水閥裝于管道的底部，與兩個止回閥在管道內形成閥腔。能將倒流的水排出管道系統外，有效防止回流污染，保證體育館中心生活用水的衛生與安全。在排水設計上，室內外雨污分流，室內污水經化糞池處理后排入市政污水管；多余雨水匯總后排入市政雨水管。有效避免污水對河道、地下水造成污染，明顯改善城市水環境。

　　二、總結

　　建筑節能是當今節約型社會背景下所倡導的重要理念。體育館中心建筑節能設計系統性強，復雜程度高，在具體設計實踐中應從圍護結構、采暖系統、電氣系統以及給排水系統等方面嚴格把握節能設計原則，在保證建筑功能的基礎上，優化設計，突出建筑環保節能特色。

　　（二）

　　一、建筑環保節能設計的原則

　　在建筑設計中要把節能和環保的思想進行有機結合，按照國家的節能標準進行設計，設計要遵循以下的原則：

　　1）對自然資源利用的效率要提高。由于建筑在建造和使用過程中，消耗大量資源，所以要對現有資源進行合理使用，對資源的使用率要提高，如水資源、土地資源、建筑材料以及能源等。

　　2）防止建筑物環境污染。建筑在施工過程中既會影響到環境，又會影響到人們的生活。因此，在建筑的施工過程中要防止對水和土壤造成污染；選擇可以重復使用的建筑材料，對建筑材料做到可以回收以及再次利用；在進行建筑設計過程中要做到以人為本的設計理念，既要滿足人的生活需求，又要保護好生態環境，對人類的未來居住環境進行考慮。

　　二、建筑環保節能設計的具體措施

　　2．1建筑物的布局設計

　　1）選址建筑物的選址應該設置在朝陽以及避風的位置，朝陽可以使建筑物對太陽能進行充分的利用，避風可以使建筑物減少熱的損失。

　　2）規模和區域密度在進行建筑物的布局設置時，要注意對城市的規模進行控制。進行規劃設計時，在人口密度以及建筑密度非常高的功能區，應該避免連片布置，控制好區域密度。

　　3）朝向要盡可能的選用南北朝向的布置，對日光進行充分利用，依據每個房間功能的不同，將建筑的輔助用房以及停留人員時間很短的房間設計在朝北的方向，樓梯和電梯設計為東西朝向。這種把房間進行南北朝向設計的優點是冬季可以得到更多的日照，使居住的環境更加舒適。

　　4）氣流對氣流進行合理的控制，降低建筑物的熱損失，更好的實現自然通風。建筑物群不能設計為周邊布局模式。低層建筑安置在夏季主導風向的迎風面，多層建筑安置在中間部分，高層建筑安置在建筑群的最后面，并且要讓走廊兩側的門面對面，以便于夏季通風。

　　2．2建筑物的體型、朝向以及間距設計

　　1）建筑物的體型在進行節能的設計中，建筑物的體型系數（建筑物外表面面積與建筑物體積之比）影響著建筑物的節能效果。建筑物要進行保暖時，相同體積條件下，建筑物外表面積要盡量小，或相同外表面積條件下，建筑物體積要盡量大。對建筑物的體型系數應控制在節能設計的標準范圍之內。研究發現，建筑物的體型系數每增加1％，耗熱量就會增加2．5％，因此要控制建筑物的體型系數在0．30以下。合理改變建筑物的形狀是減小體型系數的一種方法。建筑物的形狀盡量設計為簡單的幾何圖形，減小外形的凹凸變化，在不對平面的功能布置產生影響以及在地形不受限制的條件下使用簡單常規的外型，是一種對建筑體型系數進行減小的可行方式。將建筑物外形設計為圓形或是正方形是種較為理想的節能形式。夏季建筑物的受熱量非常大，因此建筑物的長寬比要合理設計。建筑物的進深由8ｍ增加為14ｍ，建筑物的耗熱量就會降低11％～33％。此外，對建筑物的外墻的凸面以及架空樓板的設計要盡量減少，在外墻的洞口處不能設置沒有窗戶的凸窗，坡屋頂部要設置結構平頂棚或者降低坡度，且要使用封閉式的樓梯間。當建筑物的體型系數超過標準時，對保護結構的熱工性能進行加強，且要控制建筑物采暖空調的能耗不能超過規定標準。

　　2）建筑物的間距如果建筑物的間距比較大，日照時間很充分，建筑物的受到的日照質量就會很好，有利于建筑物的節能。但目前城市用地非常的緊張，為節約土地，建筑物間距設計得非常小，因此要在設計中處理好這一問題：建筑物的布置要合理，從既要有良好的日照，又要有較小的間距兩方面考慮，采用最優設計。

　　2．3建筑物墻體設計

　　墻體是建筑物維護建筑結構中的主要部分，其主要功能有建筑物的承重、防水、防潮、隔熱以及保溫。建筑物承重結構的布局影響著節能工程的造價，所以進行建筑節能設計的關鍵是對建筑物的承重結構進行合理的設計。我國傳統建筑中使用實心粘土磚作為墻體的材料，常常為了滿足保溫的要求增加墻體的砌筑厚度，這對材料以及土地資源造成了極大的浪費，單一的墻體材料不能滿足保溫和隔熱的要求，因此要推行使用空心磚墻以及復合墻體的技術，這是現代節能墻主流的模式。

　　1）復合墻體

　　用磚或者鋼筋混凝土作為承重墻，與絕熱的材料進行復合，絕熱的材料包括巖棉材料、礦棉材料、玻璃棉材料、聚苯乙烯材料以及加氣的混凝土等。復合墻的制作有：①內保溫。在外墻的內側復合絕熱的材料，施工簡單，應用廣泛。②外保溫。在承重墻的外側復合絕熱的材料，熱穩定性非常好，避免了冷橋現象，居住環境非常舒適。外保溫墻能夠消除日曬雨淋以及冰凍的影響，中間保溫，外墻中間設置絕熱的材料，這樣可以起到保溫的作用。填充要非常的密實，避免出現內部的空氣對流，內外墻體之間的拉結要做好。此外，一些單一材料的墻體也可以起到對能耗進行減小的作用。如加氣的混凝土的外墻和傳統的粘土的磚墻進行對比，前者導熱的系數是粘土磚砌體的29％，是一種保溫性能很好的墻體材料。

　　2）空心磚墻

　　空心磚以及空心的砌塊外墻既可以減少粘土的用量，使重量減輕，又具有很高的熱阻特性，使用工業的廢料所制作的更加具有環保的作用。在進行節能的具體設計中，不管墻體的朝向位置如何，每面墻都使用相同的傳熱系數，因此要在每一面墻上添加相同厚度的保溫層，雖然這樣能耗可以降低，但從經濟方面來看，因為建筑物各面受到太陽輻射量的差別非常大，主要是南面墻冬季獲得的熱非常多，西面的墻如果增加保溫的話不如對北面的墻進行保溫獲得的經濟效益更大，因此最好將保溫材料設置在北面以及東面墻上，這樣不僅減少了保溫措施的費用，在構造方面也很更加簡單。外墻的保溫應該根據墻體朝向的不同，使用不同深淺的顏色裝飾表面，這樣會獲得更好的節能效果。

　　2．4窗戶設計

　　建筑物中的窗戶是同時具有保溫作用、隔熱作用、隔音作用以及防火作用和觀察作用的維護結構。窗戶是薄壁輕質結構，屬于建筑耗熱的主要部分。一般普通的單層玻璃占到建筑物在冬季保溫以及夏季的降溫中能耗的50％以上，因此要對窗戶的絕熱效能進行改善。在不同的朝向，控制不同的窗墻面積比，避免在東西方向設置大窗戶，同時在夏季要對窗戶的遮陽性能進行提高。依據空調設備的價格以及制冷采暖的費用選擇合適的玻璃品種，從玻璃對太陽的阻隔特性和導熱特性進行節能效果比較來看，選擇可以吸熱的玻璃、熱反射的玻璃和低輻射的玻璃來降溫，以及用中空的玻璃等提高建筑的氣密性。另外，窗戶上貼上透明的聚酯膜，也具有節能的效果。此外，這些年出現了很多具有節能效果的門窗，其保溫特性及氣密性都很好。值得注意的是，在保證空氣質量達到基本衛生要求后，要對窗戶的氣密性進行加強，以減少空氣滲透的耗熱量。

　　2．5屋頂設計

　　除了對建筑外墻以及外窗進行保溫設計外，也要特別注意屋面的保溫和隔熱問題。屋面的節能方面的措施主要有以下2點：①屋面的保溫層不能使用密度非常大以及導熱系數很高的保溫的材料，避免屋面的重量以及厚度過大；②屋面的保溫層還不能選擇吸水率特別大的保溫的材料，防止屋面進行濕的作業時出現保溫層大量吸水而降低保溫的效果。如果還是選用了吸水率很高的保溫材料，在屋面上應該設置排氣孔，對保溫層內不容易排出的水分進行排除。目前許多建筑在屋面的保溫措施中，使用了巖棉板的保溫層，替代了瀝青的珍珠巖和水泥的珍珠巖，克服傳統屋面保溫的一些缺點。

　　2．6建筑的采暖系統以及空調系統方面

　　建筑的采暖以及空調的節能設計要與建筑維護結構的節能設計同步進行。人們的居住的要求一般是可以晝夜連續使用，所以室溫以及空氣的質量要滿足很高的要求，因此對建筑物節能的重點工作就是對采暖系統進行節能以及減少用來降溫的能耗。在設計之前，要進行合理的規劃以及選擇合適的采暖設備，對采暖的供熱系統進行合理設計，對其運行進行管理，使鍋爐的運行效率得到提高；對管道的保溫進行加強，提高室外的管道的輸送效率。并且為了提高采暖系統的發熱效率，要提倡集中供熱的方式，最大程度上節省燃料的消耗。為了盡最大可能的對制冷設備的能耗進行降低，最佳的方式就是不使用制冷而是用通風的方式來對室內的溫度進行降低。如可以對室內產生的熱進行抑制，對室內的熱吸收進行促進，避免熱量進入室內；對熱量進行引導，使熱量向室外進行散發。如果使用降溫設備，要使用高效、節能的空調設備，并進行合理的運行，使空調設備在運行過程中有很高的效率。

　　三、結語

　　隨著人們的環保節能的觀念不斷的增強，必須對建筑的節能設計進行相關的研究和分析，降低建筑的能源消耗水平，對家居的生活成本進行控制，充分發揮建筑的功能，提供給人們一個健康而舒適的生活的環境，提高建筑節能的效率，使我國的經濟發展符合可持續發展的戰略。

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