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建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
各種節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的綜合，涉及到建筑行業(yè)的各方面，同時(shí)受資源、建筑結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)水平等客觀因素的影響。
摘要：建筑節(jié)能的迅猛發(fā)展以及現(xiàn)實(shí)所需，使得建筑各個(gè)領(lǐng)域的飛躍發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)在建筑節(jié)能發(fā)展的影響下表現(xiàn)出生機(jī)勃勃，新科技、新技術(shù)、新產(chǎn)品如雨后春筍般發(fā)展起來(lái)。本文就此敘述建筑節(jié)能措施在目前的現(xiàn)狀及對(duì)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的影響與發(fā)展。
關(guān)鍵詞：朝向;體形;日照間距;平面布置;外墻節(jié)能;門(mén)窗節(jié)能;屋頂節(jié)能
前言
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，中國(guó)從工業(yè)化中期步入了工業(yè)化后期，即中國(guó)經(jīng)濟(jì)走向新常態(tài)的過(guò)程，我國(guó)工業(yè)正步入增速減緩、結(jié)構(gòu)趨優(yōu)、動(dòng)力轉(zhuǎn)換的經(jīng)濟(jì)新常態(tài)，但是高消耗、高污染、低效率的粗放型擴(kuò)張的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式改變不大、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)能源需求大大提高。經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)又促進(jìn)了中國(guó)城市化的進(jìn)程發(fā)展，居民可支配收入的快速增長(zhǎng)，居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化及提高，房屋和汽車(chē)消費(fèi)高速增長(zhǎng)，房地產(chǎn)和汽車(chē)工業(yè)空前繁榮，中國(guó)能源的日益短缺，能源已成為中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)命脈。因此，節(jié)能減排必將是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的工作重點(diǎn)，建筑節(jié)能又是重中之重。提高建筑用能系統(tǒng)的能源利用效率，合理利用可再生能源，降低建筑的能耗水平，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的戰(zhàn)略，貫徹有關(guān)政策和法規(guī)做出貢獻(xiàn)。
1建筑節(jié)能的含義
建筑節(jié)能是建筑物自身所采取的節(jié)能措施和技術(shù)手段。建筑節(jié)能既對(duì)新建建筑要按照節(jié)能設(shè)計(jì)要求建成合符建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能建筑，也對(duì)擴(kuò)建和改建建筑的節(jié)能改造，即通過(guò)采取相應(yīng)的節(jié)能措施使建筑能耗下降，使之成為合符標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能建筑。建筑能耗，即建筑的運(yùn)行能耗，就是人們?nèi)粘Ｓ媚�，如采暖、空調(diào)、照明、炊事、洗衣等的能耗，它是建筑能耗中的主導(dǎo)部分。我國(guó)建筑用能約占全國(guó)能源消費(fèi)總量的27.5%，并將隨著人民生活水平的提高逐步增加到30%以上。從廣義的建筑節(jié)能角度看，這不僅涉及到建筑設(shè)計(jì)方案、能源等問(wèn)題，還考慮了整個(gè)建筑對(duì)資源、環(huán)境、氣候、地理?xiàng)l件、維護(hù)管理、經(jīng)濟(jì)等方面的影響。本文重點(diǎn)從建筑設(shè)計(jì)方面對(duì)建筑節(jié)能的影響進(jìn)行詳細(xì)介紹。
2規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)對(duì)節(jié)能的影響
2.1建筑物的朝向
建筑朝向是規(guī)劃設(shè)計(jì)中首要考慮的問(wèn)題，會(huì)對(duì)建筑物內(nèi)部采光、得熱、通風(fēng)產(chǎn)生很大的影響。因此好的朝向可以充分利用冬季日照、避開(kāi)冬季寒風(fēng)的侵襲，使夏季可以獲得良好的自然通風(fēng)條件，這樣才能保證室內(nèi)冬暖夏涼的效果，并且可以保證居室衛(wèi)生調(diào)節(jié)、改善居室小氣候、提高居室的舒適度。廣東省《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》廣東省實(shí)施細(xì)則DBJ15-50-2006規(guī)定，本省適宜南北朝向或接近南北向，對(duì)不同地區(qū)應(yīng)以當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字為依據(jù)。
2.2建筑體形
在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)建筑的平面以及建筑群體組合進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以適應(yīng)不同的氣候類(lèi)型�？刂企w形系數(shù)主要還是要控制平面形狀。同樣建筑面積，外墻長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱面積就越大。從中可以看出，體型系數(shù)就越大，則體型就越復(fù)雜，，就越不節(jié)能。一般單元式、通廊式住宅的體形系數(shù)不宜超過(guò)0.35，塔式住宅的體形不宜超過(guò)0.4。若在幾何平面中來(lái)做比較，相同面積前提下的外墻長(zhǎng)度，圓形最短，其次是方形，第三是長(zhǎng)方形。而長(zhǎng)方形建筑卻是平常設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的形狀，那么長(zhǎng)邊與短邊的比例越大，外墻就越長(zhǎng)，就越耗能。因此，設(shè)計(jì)大進(jìn)深的長(zhǎng)方形平面布局要比狹長(zhǎng)形長(zhǎng)方形平面布局更節(jié)能。若建筑的體型系數(shù)不滿(mǎn)足規(guī)范要求，則應(yīng)對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合判斷，提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
2.3建筑的日照間距
在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中，我們常常還需要考慮日照間距對(duì)建筑節(jié)能的影響。我國(guó)大部分地區(qū)日照間距約為1.0~2.0H，愈往南日照間距愈小(如上海為0.9~1.1)，愈往北日照間距愈大(如齊齊哈爾為1.8~2.0)。在滿(mǎn)足大寒日和冬至日的要求下，日照間距越小，對(duì)于南方的建筑越有利，建筑之間可以產(chǎn)生互相遮擋，減少太陽(yáng)直射，從而減少建筑室內(nèi)能耗，反之則不利。而對(duì)于北方建筑，日照間距越大，冬季可以吸收的太陽(yáng)輻射越多，越有利于建筑的保溫保暖。
2.4建筑物的平面布置
建筑平面的巧妙布局常能獲得較好的節(jié)能效果。在建筑平面構(gòu)思中就應(yīng)盡量避免不必要的，小尺度的凹凸不平的體型，這樣可以有效的控制不必要的外墻面積。尤其在住宅平面設(shè)計(jì)中，在滿(mǎn)足消防景觀等的前提下，對(duì)住宅進(jìn)行有序的組合并注意西墻面積的有效控制，以減少夏季的西曬。在平面布置中考慮引入自然風(fēng)，也會(huì)對(duì)室內(nèi)環(huán)境起到很大的降溫作用。這就像我們平常在住宅設(shè)計(jì)當(dāng)中常說(shuō)的“一字樓”———通過(guò)建筑物前后門(mén)窗的合理設(shè)置，形成穿堂風(fēng)，這樣既起到節(jié)能作用又克服了空調(diào)室內(nèi)空氣品質(zhì)差的缺點(diǎn)。
3圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)節(jié)能的影響
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成包含屋頂、墻、柱(剪力墻)、隔熱材料、門(mén)和窗、遮陽(yáng)設(shè)施(陽(yáng)臺(tái))等部件，這些部件的設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗、和熱舒適環(huán)境有著根本的影響。通過(guò)改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。然后根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂�、建筑的地理位置、建筑�?gòu)件遮陽(yáng)和朝向，以建筑能耗軟件天正建筑節(jié)能分析軟件TBEC的計(jì)算結(jié)果為指導(dǎo)，選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)組合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
3.1外墻節(jié)能技術(shù)
就外墻墻體節(jié)能而言，傳統(tǒng)的用重質(zhì)單一材料來(lái)達(dá)到保溫的做法已不能適應(yīng)節(jié)能和時(shí)代的要求，而復(fù)合墻體的出現(xiàn)則越來(lái)越成為現(xiàn)代墻體的主流。復(fù)合墻體一般用塊體材料或鋼筋混凝土作為載體，與保溫隔熱材料復(fù)合。目前建筑用保溫、隔熱材料主要有玻璃棉、巖棉、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、聚苯乙烯泡沫、加氣混凝土及膨脹�；⒅楸厣皾{等。這些材料的生產(chǎn)、制作都需要采用特殊的工藝、特殊的設(shè)備，而不是傳統(tǒng)技術(shù)所能及的。值得一提的是膨脹玻化微珠保溫砂漿(如圖1)，它是將膨脹�；⒅�、無(wú)機(jī)膠結(jié)料和聚合物改性劑混合生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)加水拌制而成的一種單組分干粉保溫砂漿料。抹于墻體外表面，形成無(wú)空腔保溫層，具有優(yōu)良的隔熱性能，不空鼓開(kāi)裂，粘結(jié)強(qiáng)度高，抗流掛性能好，防蟲(chóng)蟻噬蝕，可直接施工于干狀墻體。常用的墻體的復(fù)合技術(shù)有內(nèi)附保溫層、外附保溫層和夾心保溫層三種，而在實(shí)際工程中內(nèi)附保溫層較為常用。
3.2門(mén)窗節(jié)能技術(shù)
門(mén)窗具有采光、通風(fēng)和保溫隔熱作用，而且在建筑藝術(shù)設(shè)計(jì)上起到舉足輕重的作用。但是門(mén)窗構(gòu)件又是建筑能耗最薄弱的部位。有時(shí)為了增大采光通風(fēng)面積或追求現(xiàn)代主義建筑的明快簡(jiǎn)潔風(fēng)格，建筑物的窗墻比越做越大，甚至有全玻璃幕墻建筑的出現(xiàn)，這就對(duì)外維護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能提出了更高的要求。目前，對(duì)門(mén)窗的節(jié)能處理主要是改善材料的保溫隔熱性能和提高門(mén)窗的密閉性能。從門(mén)窗框材來(lái)看，保溫效果主要取決于窗框材料的導(dǎo)熱性能，鋼材和鋁材導(dǎo)熱系數(shù)高，傳遞熱能迅速，而近些年出現(xiàn)了鋁合金斷熱型材、鋼塑整體擠出型材以及UPVC塑料型材等一些技術(shù)含量較高的節(jié)能產(chǎn)品，從而有效改良鋼窗和鋁窗的保溫效能。而玻璃又是門(mén)窗節(jié)能的重中之重，節(jié)能玻璃常用的有吸熱玻璃、熱反射玻璃、單片Low-E玻璃和中空玻璃等。一般來(lái)說(shuō)，雙層中空玻璃的傳熱系數(shù)比單層玻璃的傳熱系數(shù)降低將近1/2。通過(guò)節(jié)能計(jì)算根據(jù)實(shí)際需要，不同的工程選擇不同形式的隔熱玻璃，達(dá)到性能優(yōu)化和外立面美觀的效果。
3.3屋頂節(jié)能技術(shù)
屋頂?shù)谋睾透魺崾菄o(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點(diǎn)考慮部位，其在整個(gè)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，表面接受的太陽(yáng)輻射最大，對(duì)室內(nèi)溫度的影響最顯著。在寒冷的地區(qū)屋頂設(shè)保溫層，是為了阻止室內(nèi)的熱量散失;而在炎熱的地區(qū)屋頂設(shè)置隔熱降溫層是為了阻止太陽(yáng)的輻射熱傳至室內(nèi)，影響室內(nèi)的舒適度。保溫常用的技術(shù)措施是在屋頂防水層下設(shè)置導(dǎo)熱系數(shù)小的輕質(zhì)材料作為保溫層，如膨脹珍珠巖、玻璃棉等(此為正置式屋面);也可在屋面防水層以上設(shè)置擠塑聚苯板、加氣混凝土等(此為倒置式屋面)。根據(jù)南北方的氣候差異，北方多用正置式屋面，而南方多用倒置式屋面。除此之外，屋頂隔熱降溫的方法有：架空通風(fēng)、屋頂蓄水或定時(shí)噴水、種植屋面(如圖2)等。以上方法都可以不同程度地減低屋頂能耗，減少供熱和空調(diào)的制冷。
4結(jié)語(yǔ)
總之，建筑節(jié)能可以通過(guò)技術(shù)和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)控。各種節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的綜合，涉及到建筑行業(yè)的各方面，同時(shí)受資源、建筑結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)水平等客觀因素的影響。因此，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，積極開(kāi)發(fā)節(jié)能技術(shù)，以適應(yīng)建筑業(yè)節(jié)能發(fā)展的趨勢(shì)，使建筑設(shè)計(jì)處處體現(xiàn)出節(jié)能的原則，同時(shí)使建筑逐漸實(shí)現(xiàn)低能耗、零能耗。
參考文獻(xiàn)
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