住宅建筑節(jié)能設(shè)計要點(diǎn)分析

時間:2022-06-15 11:45:07

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住宅建筑節(jié)能設(shè)計要點(diǎn)分析

摘要:節(jié)能建筑是建筑工程行業(yè)發(fā)展的重要方向,文章先對住宅建筑節(jié)能設(shè)計的重要性作簡要概述,然后從建筑布局、通風(fēng)光照、墻體節(jié)能、新能源應(yīng)用等層面開展技能設(shè)計,并分析建筑節(jié)能設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。期望能為建筑節(jié)能設(shè)計提供指導(dǎo),促進(jìn)建筑工程行業(yè)的有序發(fā)展。

關(guān)鍵詞:住宅;節(jié)能設(shè)計;經(jīng)濟(jì)性

近年來,各行各業(yè)開始更加注重節(jié)能環(huán)保,這對可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有十分重要的意義。對于建筑行業(yè)而言,其施工也開始更加注重節(jié)能設(shè)計,尤其是通過選用綠色環(huán)保材料大大減少了對環(huán)境的污染,通過結(jié)合外墻門窗保溫設(shè)計、地板及屋頂?shù)谋卦O(shè)計、住宅建筑節(jié)能的規(guī)劃設(shè)計等相關(guān)性的設(shè)計工作,極大地提升了住宅建筑的經(jīng)濟(jì)節(jié)能性,對推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。

1住宅建筑節(jié)能設(shè)計的重要性

1.1解決傳統(tǒng)建筑能耗嚴(yán)重問題

針對日益減少的社會資源,進(jìn)一步提升資源利用率,開展資源科學(xué)化與合理性應(yīng)用變得十分重要。在傳統(tǒng)工程建設(shè)模式下,建筑工程屬于高能耗產(chǎn)業(yè),這些能耗不僅表現(xiàn)在建筑采暖、制冷、照明方面,而且在生活用水等方面也有集中表現(xiàn)。這造成了極為嚴(yán)重的能源短缺問題。綠色施工理念下,解決傳統(tǒng)建筑能耗嚴(yán)重問題是建筑工程行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。以建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計為例,傳統(tǒng)工程建設(shè)模式下的空調(diào)設(shè)計應(yīng)用需要消耗大量的電力資源,而在開展節(jié)能設(shè)計后,空調(diào)系統(tǒng)每年的高峰負(fù)荷可減少8000萬kW,有效地促進(jìn)了建筑節(jié)能化的發(fā)展。

1.2實(shí)現(xiàn)建筑工程可持續(xù)發(fā)展

新經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)下,我國重視經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。在建筑工程領(lǐng)域,綠色建筑設(shè)計理念的提出為整個行業(yè)的發(fā)展指明了方向。節(jié)能設(shè)計是建筑綠色設(shè)計的重要組成部分,在該理念的指導(dǎo)下,建筑行業(yè)通過門窗節(jié)能、外墻節(jié)能、屋頂節(jié)能等技術(shù)的變革優(yōu)化建筑材料的使用性能,促使材料重復(fù)性使用,減少資源浪費(fèi);同時整個行業(yè)開始重視太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕芰吭吹氖褂?,這不僅達(dá)到了建筑節(jié)能的效果,而且提升了建筑的美觀性和舒適性,有效地實(shí)現(xiàn)了建筑效益、生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一,促進(jìn)了整個建筑工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2住宅建筑節(jié)能設(shè)計的內(nèi)容要點(diǎn)

2.1建筑布局設(shè)計

基于建筑節(jié)能理念,在住宅建設(shè)設(shè)計中應(yīng)重視建筑整體的布局設(shè)計。建筑平面布局、建筑物形體系數(shù)是建筑布局設(shè)計的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在建筑平面布局中,實(shí)現(xiàn)建筑空間布局與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)適用是設(shè)計工作的基本要求。其一,當(dāng)住宅建筑建設(shè)區(qū)域的自然溫度較高時,則在開展電梯、樓梯和管道位置設(shè)計時,需將這些結(jié)構(gòu)單元設(shè)計在建筑的西側(cè)或者南側(cè),這樣能有效減少陽光直射時間,延緩這些構(gòu)筑物的老化損壞,節(jié)省維修材料和費(fèi)用。其二,建筑平面布局還需考慮建筑內(nèi)部氣流流向、流失問題,譬如,對于同一地理區(qū)域的建筑,與東西朝向建筑項(xiàng)目相比,南北朝建筑的能耗相對較少,這是因?yàn)槲覈蟛糠值貐^(qū)北回歸線以北,按照南北朝向開展建筑設(shè)計后,不僅能提升建筑通風(fēng)、散熱效果,而且能實(shí)現(xiàn)太陽能、風(fēng)能的最大限度的利用,提升建筑整體舒適和度。建筑物形體系數(shù)設(shè)計是建筑布局設(shè)計的重要內(nèi)容,其指的是建筑物和室外空氣接觸的外表面積。建筑工程研究表明,在一定限度內(nèi),建筑物能耗水平與當(dāng)建筑物形體系數(shù)值之間存在正相關(guān)關(guān)系,即一旦建筑物的形體系數(shù)增加1%,則其能耗的程度也會增加2.5%。由此可見,在開展建筑物節(jié)能設(shè)計中,應(yīng)盡可能地縮小建筑物的形體系數(shù)。目前,利用這一規(guī)律,設(shè)計人員會盡量設(shè)計造型簡潔的住宅建筑,這實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)外空氣熱交換頻率的有效控制,通過不必要能耗的控制提升了建筑的節(jié)能效果。

2.2通風(fēng)光照設(shè)計

從通風(fēng)、光照層面開展節(jié)能設(shè)計是實(shí)現(xiàn)住宅建筑節(jié)能化發(fā)展的有效途徑。通風(fēng)設(shè)計中,一旦通風(fēng)設(shè)計不當(dāng),則室內(nèi)的空氣質(zhì)量會直接下降,并且在房屋使用中,其會造成一定的能量損耗。目前,空調(diào)在建筑通風(fēng)設(shè)計及室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)中應(yīng)用廣泛,但空調(diào)設(shè)備的使用會造成較大能量損害,有研究指出,空調(diào)的能耗占到建筑總能耗的1/2左右。對此,在新時期建筑設(shè)計中,要利用空調(diào)達(dá)到通風(fēng)節(jié)能的效果,還應(yīng)注重風(fēng)機(jī)、風(fēng)道的規(guī)范選擇,如采用離心式通風(fēng)機(jī)、設(shè)計混凝土風(fēng)道或復(fù)合材料風(fēng)道;同時應(yīng)注意封口位置、大小的調(diào)整,減小通風(fēng)阻力。此外,注意熱力管道控制,避免熱源散發(fā)等。合理的光照設(shè)計能減少對于電力照明的需求。一方面,在住宅光照設(shè)計中,應(yīng)確保房屋光照充足,房屋整體舒適、溫馨;另一方面,在光照設(shè)計中,協(xié)調(diào)光照與室內(nèi)溫度因素,避免光照過度造成室內(nèi)溫度上升,產(chǎn)生散熱能耗。此外,在室內(nèi)電力照明設(shè)計中,合理控制照明設(shè)備的光源、照度情況,并對照明設(shè)備進(jìn)行自動化控制,減少非必要能耗。

2.3使用新型墻體材料

建筑節(jié)能設(shè)計的廣泛推行為新型墻體材料帶來新的發(fā)展機(jī)遇,越來越多的新型墻體材料開始應(yīng)用于建筑節(jié)能設(shè)計中,有較為顯著的優(yōu)勢。在我國北方地區(qū),受室外環(huán)境寒冷因素的影響,在外墻設(shè)計中應(yīng)重視保溫材料的應(yīng)用,能實(shí)現(xiàn)冬季取暖消耗的控制。在實(shí)際材料選擇中,可選擇保溫裝飾復(fù)合一體板材料,常見的材料類型不僅包含XPS板、EPS板,而且涉及聚氨酯板、巖棉板材,這些材料防火性、耐火、含水率、干縮率性能突出,能有效滿足墻體保溫需求。在南方地區(qū),為減少外界高溫對室內(nèi)的影響,應(yīng)重視擠塑板、聚苯板、聚氨酯等隔熱材料設(shè)計應(yīng)用,所使用的新型墻體材料不僅可以節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境,而且可以為室內(nèi)營造舒適的生活環(huán)境,提升保溫性能和裝飾性。

2.4太陽能與建筑設(shè)計結(jié)合

太陽能是一種新型的可持續(xù)利用能源,其應(yīng)用可以減少能源消耗,降低對生態(tài)環(huán)境的污染。目前所使用的太陽能光電技術(shù)是在白天將太陽能收集起來并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,而后儲存在特定的裝置中,待晚上時即可通過控制裝置釋放電能,滿足室內(nèi)室外用電需求。目前來看,太陽能技術(shù)與建筑設(shè)計之間的聯(lián)系已經(jīng)十分緊密,很多的建筑設(shè)計師在設(shè)計時可以基于建筑物的整體造型和裝飾的美觀程度來合理設(shè)置太陽能設(shè)備,可以很好地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計的要求。從長遠(yuǎn)發(fā)展來看,太陽能明顯優(yōu)于電器或燃?xì)?,有價格低廉和潔凈的優(yōu)勢,即便是在建筑設(shè)計中增設(shè)相應(yīng)的太陽能節(jié)能設(shè)備,也不會增加過多的建設(shè)成本,能夠獲得較好的節(jié)能效果,有較好的經(jīng)濟(jì)適用性。因此,在后續(xù)所開展的住宅建筑節(jié)能設(shè)計工作過程中,可以大力發(fā)展太陽能技術(shù),開發(fā)更多的節(jié)能設(shè)備。

3建筑節(jié)能設(shè)計經(jīng)濟(jì)性的把控

3.1典型平面經(jīng)濟(jì)性

在板式住宅設(shè)計中基本上是以一梯兩戶為主,起居室和主臥室均設(shè)置在南向,次臥室均設(shè)置在北向,廚房和衛(wèi)生間均設(shè)置在北向樓梯間。因?yàn)槊恳惶拙悄媳彪p側(cè)采光,所以使用空間內(nèi)均可以直接采光,且南北雙側(cè)開窗有利于夏季穿堂風(fēng)。另外,有實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn),板式住宅特別適用于一梯兩戶的住宅,在居住空間的開間尺寸和合適比例的前提下,板式住宅平面可以有效緩解自身平面形式所帶來的不良影響。除此之外,點(diǎn)式住宅可以獲得更好的通風(fēng)條件,其中一些平面形式還可以有效減少兩側(cè)開窗,也可以形成連排住宅的格局。

3.2剖面設(shè)計、住宅層數(shù)經(jīng)濟(jì)性

就節(jié)地住宅的坡屋面設(shè)計而言,要想實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)性目標(biāo),需要把控兩點(diǎn)要素:一是結(jié)合當(dāng)?shù)氐娜照諚l件,尤其是當(dāng)?shù)囟寥仗栒绺叨冉堑臄?shù)值;二是要合理把控坡面頂下部空間,既不能讓過陡屋頂遮擋陽光,也不能讓過緩屋頂空間太小。對于低層、多層和高層住宅的節(jié)能性與經(jīng)濟(jì)性而言,近年來廣泛應(yīng)用的建筑概念包括低層高密度、多層高密度、中高層住宅,均有其廣泛的應(yīng)用空間。目前來看,增加住宅層數(shù)是實(shí)現(xiàn)節(jié)約建筑用地的有效途徑,但高層住宅的使用必然會增加建筑物的整體剛度,材料用量也會增加,造價成本由此大大增加。因此,在實(shí)際開展建筑設(shè)計過程中,要依據(jù)建筑需求和特點(diǎn)合理確定建筑層數(shù),以此提升住宅層數(shù)的經(jīng)濟(jì)性。

3.3住宅層高經(jīng)濟(jì)性

適當(dāng)降低住宅層高對住宅節(jié)地有十分重要的意義,可以提升建筑物本身的經(jīng)濟(jì)性。相比于坡面設(shè)計,降低層高不會增加建筑面積,容積率變化也不會過于明顯。目前來看,降低住宅的層高已經(jīng)成為建筑設(shè)計的一種可取方式,得到了廣泛的推廣,其節(jié)地規(guī)模與效益十分可觀,比如通過降低住宅層高可以減少垂直結(jié)構(gòu)數(shù)量、降低造價,通過降低層高可以在很大程度上減輕結(jié)構(gòu)自重、節(jié)省基礎(chǔ)造價。若是需要應(yīng)用板式單元開展平面設(shè)計,則可以通過套型面積來合理配比,靈活布置套型,以此實(shí)現(xiàn)縮小開間和加大進(jìn)深的節(jié)地目標(biāo)。在實(shí)際開展建筑節(jié)能設(shè)計過程中,可將住宅層高控制為2.65~2.8m。除此之外,隨著近年來節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境意識的不斷提升,在建筑節(jié)能設(shè)計中可以考慮多加入一些節(jié)能體系的設(shè)計理念,大力應(yīng)用加氣混凝土外墻、外保溫復(fù)合外墻、夾心復(fù)合外墻、內(nèi)保溫復(fù)合外墻。

4結(jié)束語

節(jié)能環(huán)保設(shè)計理念在近年來的住宅建筑設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用,通過科學(xué)應(yīng)用節(jié)能環(huán)保材料和工藝能夠極大地提升整個建筑的節(jié)能效益,更好地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益,應(yīng)用效果顯著。因此,建筑行業(yè)在后續(xù)的發(fā)展過程中應(yīng)進(jìn)一步把控好住宅建筑節(jié)能設(shè)計的要點(diǎn)與策略,推動住宅建筑節(jié)能發(fā)展。

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作者:陸繼松 單位:膠州市城建熱力有限責(zé)任公司