我国建筑节能标准发展迅速, 《民用建筑节能设计标准》的施行及2005年7月1日实施的《公共建筑节能设计标准》为建筑节能设计提供了依据。1996年颁布了《民用建筑节能设计标注 (采暖居住建筑部分) 》, 2001年颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》, 这些规范的颁布, 也反应了我国建筑节能的发展轨迹:由北向南, 由居住建筑到公共建筑。但由于种种原因, 这些规范的条款未列入国家强制性条文范围内, 各地也未发布政府令加以强调, 所以执行力度也未达到应有的效果。但2005年7月1日颁布实施的《公共建筑节能设计标准》中有许多条款被列入国家的强制性条文内, 对于建筑设计单位, 建筑的节能设计已经进入了一个全新的时期!
近年来我国建筑业得到了快速的发展, 需要大量的建造和运行使用能源, 尤其是建筑的采暖和空调耗能。我国节能工作与发达国家相比起步较晚, 能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍, 屋顶为2.5~5.5倍, 外窗为1.5~2.2倍;门窗透气性为3~6倍;总耗能是3~4倍。
如果听任高耗能建筑大行其道, 建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度, 国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求, 从而不得不组织大规模的旧房节能改造, 将耗费更多的人力、物力。另外, 每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料, 造成森林的过度砍伐, 材料资源的大量开采, 带来土地的破坏, 植被的退化, 物种的减少和自然环境的恶化。
在我国, 建筑能耗目前占国民经济总能耗的28%左右, 且呈递增趋势, 建筑能耗不仅影响国家能源供应, 而且能源使用效率的高低还影响环境, 因此开展建筑节能工作有巨大潜力。
造成此现状的原因:
过去, 人们对居住条件没有过高的奢求, 而且受建筑科技的制约, 住宅节能效果较差。这些建筑的节能改造已成为今后节能工作的一个重要课题, 而这又必须以经济为后盾。
以前建筑不注重材料的选择。墙体中大量采用的实心粘土砖不仅生产能耗高, 自重大, 而且热工作能差;采用传统的铝合金窗气密性, 水密性均较差, 而且大多选用单层平板玻璃, 其保温隔热性能相当差。
建筑节能是建筑规划、设计、创造、构造、材料的综合体, 只有这样才能更好地利用能源, 减少能耗。
建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一。要对建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、太阳辐射、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析, 使得建筑物在冬季最大限度地利用太阳辐射的能量, 降低采暖负荷;夏季最大限度地减少太阳辐射的热并利用自然通风降温冷却, 降低空调制冷负荷。因此, 在尽可能的情况下, 建筑物应优先采用南北向或接近南北向。
对土地的综合利用, 不仅技术上可行, 而且经济效益明显, 既能有效地提高土地利用率, 改善景观, 优化环境, 也能有效降低工程费用。
水泥化建材吸收大量的太阳辐射热, 在夏季的阳光下, 混凝土平台的温度可比气温高8℃。如夏天里, 草坪温度32℃, 水泥地面温度可达到57℃, 规划要求新建建筑绿化率要达到30%以上。有研究表明:绿化覆盖率达到30%以上, 绿地才有缓解热岛效应的作用;绿化覆盖率达到40%以上, 热岛面积可减少3/4;绿化覆盖率达到60%以上, 热岛效应才能基本被控制。
合理的建筑体形能够减少建筑物与外界的热量交换, 在其他条件相同时, 体型系数 (建筑物外围护面积与其所包围体积之比) 越大, 单位面积散热量也越大, 对节能不利。因此, 正确处理建筑形式多样化和节能的关系, 是建筑设计中应当引起重视的问题。另外, 建筑物的外形越简单, 其外壳的表面积越小, 热交换量亦越少。因此, 建筑物的造型宜简洁、完整, 尽量避免复杂的轮廓线。
充分考虑室内空间的合理性, 尽可能让每个居室都有穿堂风, 夏季利用自然通风进行降温。保证主要居室有朝南的充分日照, 使住宅在冬季有充足的阳光, 基本满足白天的自然取暖要求。
立面设计讲究实用原则, 尽可能减少外墙的凹凸面, 改善住宅体形, 使住宅建筑体形系数达标, 以减少热量散逸, 在满足日照、采光的前提下, 要根据不同朝向控制窗墙比, 目前广为流行的凸窗、转角窗、大面积幕墙窗、落地窗对节能是不利的。
在外墙立面选材方面, 为了使建筑节能系统更合理并发挥节能投资效益, 选择浅色饰面外墙, 以反射太阳辐射, 降低建筑能耗。
在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后, 还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点, 其一是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;其二是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, 采用复合泡沫板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法, 就克服了常规作法的诸多缺点。这种复合泡沫板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品, 不仅适用于具有平面的屋面, 也可用于带有曲面的屋面, 其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标, 表观密度为110~150kg/m3;导热系数为0.04~0.06W/m·K;蓄热系数为0.90~0.11m2·K。抗压强度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽渗透系数为2.18×10-7g/m.n.Pa。这些指标充分体现了复合泡沫板密度较小, 导热系数较低, 而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。
太阳能是绿色能源中最重要的能源, 是取之不尽, 用之不竭的天然能源。我国具有丰富的太阳能资源, 年日照时数在2200h以上地区约占国土面积的2/3以上。据预测, 在正常发展和生态驱动发展两种模式下, 2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达4.7%和10%。到2010年后, 利用太阳能光伏发电和太阳能建筑等措施对C02减排开始有较明显作用, 2020年以后效果更为显著。所以, 太阳能的开发利用有巨大的潜力。
建筑节能在降低建筑耗能的同时为广大消费者提供更健康舒适的居住和工作环境, 建筑节能是缓冲能源紧缺矛盾减轻环境污染促进经济持续发展的一项最直接最廉价的根本措施, 也是我国可持续发展战略的重要组成, 是一项复杂的系统工程。
摘要：当前, 我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段。工业的增长、居民消费结构的升级, 特别是中国城镇化进程的快速发展, 对能源、经济资源的需要将更加迫切。我国现正面临一场真正的能源危机, 因而作为能耗高的建筑产业, 建筑节能迫在眉睫, 我们必须从可持续发展的战略出发, 使建筑尽可能少地消耗不可再生资源, 降低对外界环境的污染, 并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。
关键词：建筑,节能设计,节能措施
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