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摘要:针对节能是目前建筑设计领域的核心的现状,分别对建筑墙体、门窗和屋面三大部分的节能设计进行深入分析,提出先进有效且经济合理的节能方法,以此实现预期的节能目标,推动建筑节能更好发展。
关键词:建筑设计;节能设计
建筑设计中的节能是指在满足功能与舒适性等要求的基础上,科学使用各种能源,使能源实际利用率达到尽可能高的水平。节能设计实质上是一个系统工程,作为人们日常生产生活重要领域,设计工作中应从节能实际角度出发,在不影响建筑设计与施工整体质量,以及人们正常使用的前提下,运用合理、经济、有效、新颖的方法进行总体规划和细节设计,从而提高建筑各部分节能水平,减少或从根本上避免能源浪费。
1、建筑墙体节能设计
墙体是建筑外围结构重要组成部分,其所用材料是否具有良好的保温性能将对建筑实际耗热水平造成直接影响。一般而言,在对建筑墙体进行设计时,多采用实心粘土砖,这种墙体材料的保温性能无法满足设计与规范的实际要求。现行规范指出,当建筑形体系数在0.3以内时,应将传热系数控制在1.16W/(m2·K)之内,其中,形体系数是指建筑和室外接触总面积与其包围面积之比[1]。然而,当前常用建筑墙体材料传热系数都比以上要求大。基于此,在遵循节能原则的基础上,应积极推广使用新材料或新技术,这对实现预期的节能目标有重要现实意义。
从建筑传热构成角度讲,外墙占比很大,其保温性能能否满足要求主要靠材料决定,而墙体材料质量还会对热量的流进与流出造成直接影响,在墙体保温层实际厚度达到要求时,继续增加墙厚是不会明显提高节能效果的,而且还会造成资源浪费,反而不节能。针对现有房屋,其外围护结构实际热损耗往往较大,同时墙体占据主导地位。基于此,墙体保温是建筑节能设计关键所在,節能目标需要依靠应用并发展外墙保温措施来实现。目前,常用的建筑外墙保温技术主要有以下三种:自保温、内保温与外保温。考虑未来建筑节能需要,切实加强外保温意义重大。实际工作中需要从以下三方面入手:
(1)对于自保温技术,它是指将墙体材料具有良好的节能与组热作用,最常用的就是加气混凝土,特别是砂加气砼砌块,此类砌块存在若干封闭孔洞,具有较好的保温性能,最典型即为“伊通自保温体系”,其通过对“伊通块”及“伊通板”的 合理应用,作为建筑屋面、建筑外墙或建筑内墙,以此达到理想保温效果。此外,它还能使围护与保温形成一个整体,无需使用其它保温材料,不仅达到建筑要求,而且还能提高保温节能水平。
(2)对于外墙内保温,其技术相对成熟,具有施工简单、操作容易和受气候因素影响小等优势,特别是在外墙面具有很大自由度时。内保温体系的保温层能使外墙和内墙处在不同的环境,由此起到保温作用。然而,内保温必然占用室内使用空间,这也是该方法推广应用的主要瓶颈。
(3)对于外墙外保温,它是效果最好的保温节能做法,可以有效保护建筑主体结构,而且不会占用室内空间,综合效益优于以上两种方法。然而,这种方法的操作难度往往较大,因为是在建筑立面直接施工,所以施工质量和安全都有着极高的要求,就当前的水平看,施工中经常出现一些问题。因此,仍需对其进行更深层次的探究,以解决施工难度大的问题。
2、建筑门窗节能设计
外门窗是建筑能耗损失主要部分,实际能耗占总量很大比重,传热损失与冷风渗透都达到1/3[2]。可见,在保证建筑采光、自然通风与环境景观等方面的要求基础上,应尽可能减小开洞面积,并提高门窗结构气密性,避免冷风大量渗透,使门窗本身就具有良好的保温性能,从而减小在门窗上发生的热传递与损失。现阶段,在建筑门窗中常采用的节能设计方法主要包括以下几种:
(1)严格控制窗墙比
窗墙比,即建筑门窗开洞面积和立面单元面积之比,现行《建筑节能设计标准》对各朝向建筑窗墙比给出了明确的规定:①北向窗墙比应控制在20%以内;②东向与西向窗墙比应控制在30%以内;③南向窗墙比应控制在35%以内[3]。设计中,必须严格按照以上要求对窗墙比予以有效控制。
(2)提高外门窗结构气密性,避免冷空气渗透
在设置安装外门窗时,必须严防外界冷空气渗入,即可增设密封条,也可从门窗材料方面选用对密封有利的新材料。门窗边框和墙体之间的缝隙应选用松散且具有弹性的材料,如聚乙烯泡沫、毛毡、密封膏和灰口等。而框和扇之间的密封可选用泡沫密封条、橡胶与橡塑等材料。除此之外,扇和扇之间的密封应选用缝外压条、密封条与高低缝;至于扇和玻璃的密封,一般以弹性压条为主。
(3)改善门窗系统保温性能
对于阳台门和户门,应在满足防盗和防火基本要求的同时,于门空腹当中嵌填岩棉板等保温材料,以此提高绝热能力;窗宜选用塑钢窗,直接避免冷桥的产生,同时设置双层或者是三层玻璃,推广使用镀膜或中空等新型玻璃,在条件允许时,还可使用低辐射玻璃;减小窗扇缝隙实际长度,增加大窗扇的数量,减少小窗扇和窗芯。
(4)设置温度阻尼区
温度阻尼区,是指在室内和室外设置中间层次,发挥如同热闸的作用防止室外冷空气进入,以减少热耗损[4]。对于住宅建筑,对阳台门窗进行封闭处理,外门采用防风门斗,以免冷风灌入,同样楼梯间也采用密封形式,这样能起到良好的节能作用。
3、建筑屋面节能设计
在对建筑外墙和外门窗进行保温改进后,还应做好屋面保温方面的分析探究,根据建筑实际情况,结合设计要求,采用以下方式进行屋面节能设计:
(1)建筑屋面上的保温层,应避免使用高导热系数和大密度的材料,否则将使屋面整体厚度与重量增大,造成不必要的影响和麻烦。
(2)建筑屋面上的保温层,应避免使用大吸水率材料,否则屋面湿作业过程中会由于材料本身大量吸水而对保温效果造成影响。当必须使用这种材料时,应增设排水孔,以及时排空水分。
就目前来看,新型高效保温材料已在建筑屋面节能保温设计中得到广泛应用,很多建筑屋面都采用膨胀珍珠岩保温板取代传统的沥青珍珠岩及水泥珍珠岩保温层,克服了传统保温方法的很多问题与弊端。这种新型保温板是典型的柔性制品,不仅施工简单、造价低廉,不会对环境造成污染,而且对屋面平面形状还有良好适应性,曲面屋面、平面屋面都能使用,且保温性能不会因屋面形状而有所降低[5]。可见,膨胀珍珠岩是一种导热系数很低,密度很小,且蒸汽渗透率与吸水率都较低的理想保温材料,这是拥有良好综合性能屋面保温材料必须具备的,实践表明,这种材料及其配套施工技术在经济和技术两方面都已经取得良好效果,值得更大范围的推广和应用。
4、结束语
综上所述,建筑节能是新时代建筑业快速发展的主体,有着重要的作用与现实意义,紧抓并做好节能设计是现阶段所有类型建筑工程重要内容,在科学合理的基础上提高所有能源的利用率,对社会经济发展有推动作用。因此,建筑节能总体规划与设计必须细致到位,积极做好墙体、门窗与屋面三大部分节能设计,以此加快节能技术发展速度,最后取得更好的社会效益与经济效益。
参考文献:
[1]赵鹤.建筑节能设计在高层建筑中的应用[J].四川水泥,2015(10):153.
[2]朱菊梅.建筑节能设计的几点思考[J].低碳世界,2015(01):219-220.
[3]祁会祥.谈绿色建筑和建筑节能设计[J].山西建筑,2014,40(32):198-200.
[4]鲁性旭.建筑节能设计的常见问题[J].建筑节能,2014,42(08):74-78.
[5]郑远.建筑节能设计相关问题的思考和研究[J].中国住宅设施,2015(04):52-54.
关键词:建筑设计;节能设计
建筑设计中的节能是指在满足功能与舒适性等要求的基础上,科学使用各种能源,使能源实际利用率达到尽可能高的水平。节能设计实质上是一个系统工程,作为人们日常生产生活重要领域,设计工作中应从节能实际角度出发,在不影响建筑设计与施工整体质量,以及人们正常使用的前提下,运用合理、经济、有效、新颖的方法进行总体规划和细节设计,从而提高建筑各部分节能水平,减少或从根本上避免能源浪费。
1、建筑墙体节能设计
墙体是建筑外围结构重要组成部分,其所用材料是否具有良好的保温性能将对建筑实际耗热水平造成直接影响。一般而言,在对建筑墙体进行设计时,多采用实心粘土砖,这种墙体材料的保温性能无法满足设计与规范的实际要求。现行规范指出,当建筑形体系数在0.3以内时,应将传热系数控制在1.16W/(m2·K)之内,其中,形体系数是指建筑和室外接触总面积与其包围面积之比[1]。然而,当前常用建筑墙体材料传热系数都比以上要求大。基于此,在遵循节能原则的基础上,应积极推广使用新材料或新技术,这对实现预期的节能目标有重要现实意义。
从建筑传热构成角度讲,外墙占比很大,其保温性能能否满足要求主要靠材料决定,而墙体材料质量还会对热量的流进与流出造成直接影响,在墙体保温层实际厚度达到要求时,继续增加墙厚是不会明显提高节能效果的,而且还会造成资源浪费,反而不节能。针对现有房屋,其外围护结构实际热损耗往往较大,同时墙体占据主导地位。基于此,墙体保温是建筑节能设计关键所在,節能目标需要依靠应用并发展外墙保温措施来实现。目前,常用的建筑外墙保温技术主要有以下三种:自保温、内保温与外保温。考虑未来建筑节能需要,切实加强外保温意义重大。实际工作中需要从以下三方面入手:
(1)对于自保温技术,它是指将墙体材料具有良好的节能与组热作用,最常用的就是加气混凝土,特别是砂加气砼砌块,此类砌块存在若干封闭孔洞,具有较好的保温性能,最典型即为“伊通自保温体系”,其通过对“伊通块”及“伊通板”的 合理应用,作为建筑屋面、建筑外墙或建筑内墙,以此达到理想保温效果。此外,它还能使围护与保温形成一个整体,无需使用其它保温材料,不仅达到建筑要求,而且还能提高保温节能水平。
(2)对于外墙内保温,其技术相对成熟,具有施工简单、操作容易和受气候因素影响小等优势,特别是在外墙面具有很大自由度时。内保温体系的保温层能使外墙和内墙处在不同的环境,由此起到保温作用。然而,内保温必然占用室内使用空间,这也是该方法推广应用的主要瓶颈。
(3)对于外墙外保温,它是效果最好的保温节能做法,可以有效保护建筑主体结构,而且不会占用室内空间,综合效益优于以上两种方法。然而,这种方法的操作难度往往较大,因为是在建筑立面直接施工,所以施工质量和安全都有着极高的要求,就当前的水平看,施工中经常出现一些问题。因此,仍需对其进行更深层次的探究,以解决施工难度大的问题。
2、建筑门窗节能设计
外门窗是建筑能耗损失主要部分,实际能耗占总量很大比重,传热损失与冷风渗透都达到1/3[2]。可见,在保证建筑采光、自然通风与环境景观等方面的要求基础上,应尽可能减小开洞面积,并提高门窗结构气密性,避免冷风大量渗透,使门窗本身就具有良好的保温性能,从而减小在门窗上发生的热传递与损失。现阶段,在建筑门窗中常采用的节能设计方法主要包括以下几种:
(1)严格控制窗墙比
窗墙比,即建筑门窗开洞面积和立面单元面积之比,现行《建筑节能设计标准》对各朝向建筑窗墙比给出了明确的规定:①北向窗墙比应控制在20%以内;②东向与西向窗墙比应控制在30%以内;③南向窗墙比应控制在35%以内[3]。设计中,必须严格按照以上要求对窗墙比予以有效控制。
(2)提高外门窗结构气密性,避免冷空气渗透
在设置安装外门窗时,必须严防外界冷空气渗入,即可增设密封条,也可从门窗材料方面选用对密封有利的新材料。门窗边框和墙体之间的缝隙应选用松散且具有弹性的材料,如聚乙烯泡沫、毛毡、密封膏和灰口等。而框和扇之间的密封可选用泡沫密封条、橡胶与橡塑等材料。除此之外,扇和扇之间的密封应选用缝外压条、密封条与高低缝;至于扇和玻璃的密封,一般以弹性压条为主。
(3)改善门窗系统保温性能
对于阳台门和户门,应在满足防盗和防火基本要求的同时,于门空腹当中嵌填岩棉板等保温材料,以此提高绝热能力;窗宜选用塑钢窗,直接避免冷桥的产生,同时设置双层或者是三层玻璃,推广使用镀膜或中空等新型玻璃,在条件允许时,还可使用低辐射玻璃;减小窗扇缝隙实际长度,增加大窗扇的数量,减少小窗扇和窗芯。
(4)设置温度阻尼区
温度阻尼区,是指在室内和室外设置中间层次,发挥如同热闸的作用防止室外冷空气进入,以减少热耗损[4]。对于住宅建筑,对阳台门窗进行封闭处理,外门采用防风门斗,以免冷风灌入,同样楼梯间也采用密封形式,这样能起到良好的节能作用。
3、建筑屋面节能设计
在对建筑外墙和外门窗进行保温改进后,还应做好屋面保温方面的分析探究,根据建筑实际情况,结合设计要求,采用以下方式进行屋面节能设计:
(1)建筑屋面上的保温层,应避免使用高导热系数和大密度的材料,否则将使屋面整体厚度与重量增大,造成不必要的影响和麻烦。
(2)建筑屋面上的保温层,应避免使用大吸水率材料,否则屋面湿作业过程中会由于材料本身大量吸水而对保温效果造成影响。当必须使用这种材料时,应增设排水孔,以及时排空水分。
就目前来看,新型高效保温材料已在建筑屋面节能保温设计中得到广泛应用,很多建筑屋面都采用膨胀珍珠岩保温板取代传统的沥青珍珠岩及水泥珍珠岩保温层,克服了传统保温方法的很多问题与弊端。这种新型保温板是典型的柔性制品,不仅施工简单、造价低廉,不会对环境造成污染,而且对屋面平面形状还有良好适应性,曲面屋面、平面屋面都能使用,且保温性能不会因屋面形状而有所降低[5]。可见,膨胀珍珠岩是一种导热系数很低,密度很小,且蒸汽渗透率与吸水率都较低的理想保温材料,这是拥有良好综合性能屋面保温材料必须具备的,实践表明,这种材料及其配套施工技术在经济和技术两方面都已经取得良好效果,值得更大范围的推广和应用。
4、结束语
综上所述,建筑节能是新时代建筑业快速发展的主体,有着重要的作用与现实意义,紧抓并做好节能设计是现阶段所有类型建筑工程重要内容,在科学合理的基础上提高所有能源的利用率,对社会经济发展有推动作用。因此,建筑节能总体规划与设计必须细致到位,积极做好墙体、门窗与屋面三大部分节能设计,以此加快节能技术发展速度,最后取得更好的社会效益与经济效益。
参考文献:
[1]赵鹤.建筑节能设计在高层建筑中的应用[J].四川水泥,2015(10):153.
[2]朱菊梅.建筑节能设计的几点思考[J].低碳世界,2015(01):219-220.
[3]祁会祥.谈绿色建筑和建筑节能设计[J].山西建筑,2014,40(32):198-200.
[4]鲁性旭.建筑节能设计的常见问题[J].建筑节能,2014,42(08):74-78.
[5]郑远.建筑节能设计相关问题的思考和研究[J].中国住宅设施,2015(04):52-54.