建筑规划和围护结构设计中融入节能思想

    在我国,在民用建筑中实行节能设计是指在对建筑的功能和室内热环境质量等都达到一定要求的同时,减少在保证这些条件满足时消耗的能源.节能建筑指的是在建筑规划分区时,根据气候来进行设计和节能.群体、单体,以及在朝向和间距等多种外部条件进行分析和研究,得到科学合理的调查结果来进行设计.

    1 在建筑设计中采用节能设计的重要性

    我国的经济稳步增长,人们的生活水平越来越高,为了满足日益增长的物质文化需要,建筑行业的发展步伐也逐渐加快.但资源的积累相对其消耗的速度要缓慢得多,在全球范围内,石油、煤炭等能源在逐渐枯竭,人们只能开发风能、太阳能、生物能等新型能源.我国在能源的开发和利用方面,存在着一些问题:第一,能源的利用率低,相对于发达国家还有一段距离,很多能源在使用的过程中被浪费掉了.第二,能源的分布不均.在我国的宏观调控下,虽然采取了西电东送等措施,但问题仍然存在.第三,能源结构不科学.我国的主要能源仍然是煤,消耗量非常巨大.第四,人均的拥有量低.我国的人口众多,虽然幅员辽阔,产量也大,但平均到每个人的资源数量就非常有限.而且,城市建设的速度不断加快,对能源的消耗量也逐渐升高.在我国,建筑消耗的资源已经占总消耗的三分之一左右.加上房屋的建筑材料等能耗,建筑消耗的资源已经占总消耗的一半.在我国,建筑对资源能源的消耗已经是一个长期的问题,很多的建筑都是高耗能的.因此,我国在建筑设计中采取适当的节能设计非常重要,不仅对于我国可持续发展有所影响,也制约着我国建筑及其相关行业的发展.

    2 建筑规划设计的改革

    2.1 选址、布局以及风向等因素的节能设计

     建筑的布置和设计应该考虑朝向和风向的问题.最好能在向阳、避风的地方.向阳能够充分利用太阳能.避风则能够降低热损失.并且,在建筑的布局等设计的时候,需要考虑两方面.第一,对城市的规模要合理设置.在规划中,需要控制好区域的密度.也就是说,人口密度高和建筑密度高的地区不应连成片.第二,在北方地区,应注意道路的走向与当地冬季季风风向的关系.两者应该平行,有利于减少积雪.

    而在南方地区,就需要让街道与夏季的季风方向一致.这样能够加强热交换,让市中心的热度降低.

    2.2 体型、朝向以及间距的节能设计

    2.2.1 体型节能设计:建筑的体型节能设计,指的是控制体型系数.经过研究可以知道,体型系数与耗热量成正比关系.而一般情况下,体型系数应该控制在 0.3 以下.总的来说,控制体型系数的方式有很多种,例如可以降低建筑的面宽,增加进深、组合体、层数等等.也可以在设计建筑的外形时选用长条形.因为体型结构复杂或者表面凹凸过多的建筑会减小在节能方面的效果.同时,体型系数也浅谈建筑设计中的节能设计跟体型的规整度以及体量有关系.在建筑设计中,应该选择低耗能的体型.也就是说,在建筑各项系数和尺寸等跟有效传热系数对应的节能体型.

    2.2.2 朝向节能设计:朝向跟节能有非常大的关系.因为,如果建筑物的朝向为南北朝向的时候,建筑的耗能就相对较少.根据多年的研究发现,偏轴方位的朝向出现频率逐渐增高.这种朝向的好处在于能够节约用地,也能够让建筑群体更加活跃.而且,在建筑的外形方面,也有一定的好处.但是,以长远的发展眼光来看,正南朝向的节能意义是非常大的.就节能的方面来说,如果可以任意选择建筑的外形和朝向等设计,应该选择长方形体型的朝南方向为最佳.而应该尽量避免选择东西向.在朝向的选择时,还应该考虑朝向与当地季风的关系.在北方,应该让朝向的选择与季风的风向错开,避免正面对着.

    2.2.3 间距节能设计:从居住等环境条件来说,建筑之间的间距越大越好,这样就可以充分地进行日照,保证日照的质量和时间.这样对于节能非常好.但是,从城市的实际情况来说,一方面城市的土地紧张,应该尽量地减少建筑的间距,来保证土地的最大利用率.这个矛盾在建筑的设计中影响非常大.要科学地解决这一问题,就需要在建筑设计阶段进行良好的布局,充分地考虑当地的环境和条件,将建筑物进行合理的设置.尽量保证在良好的日照条件的前提下,节约用地,提高经济性.

    2.3 水面、绿化的节能设计 在城市的规划中,不仅需要考虑建筑的设置,还应该将水面和绿化进行合理的设计.

    因为,水面的设置,能够起到降温的作用.而绿化,能够改善居住环境,通过植物的光合作用,来降低周围环境的温度.这样,应该在不同地区和气候环境的情况下合理设置植被.最好能够达到在夏季,建筑物能够被植被遮挡降温并且通风的效果.在冬季,则能够防风和避免减少光照.一般来说,应该多种花草树木,改善土质.在低层多房屋的墙壁,应该种植爬山虎等植物,能够让墙面得到绿化.而在屋顶,则可以进行种植其他类型的植物,形成花园的结构.这样不仅能够避免阳光对墙体的暴晒,以及暴雨对墙体的冲刷,也能够降低墙体的温差.就能够达到减少热辐射进入室内的效果.大幅度地改善建筑物周围及其内部的环境.

    3 建筑围护结构的节能设计

    3.1 围护结构中墙体的节能设计

    外墙是围护结构中非常重要的部分.所以,外墙的节能保温设计非常重要.在外墙的设计中,应该使用新型节能的材料.黏土砖已经被禁止使用,要达到良好的节能效果,就应该在外墙的构造设计上进行节能设计.一般是采用高效保温隔热材料附着的方法.另外一种是填入的方式.这样能够让外墙的热阻得到提高.复合墙体已经被逐渐广泛地运用.这种方法是将砖或者钢筋混凝土作承重墙与绝热的材料进行复合.

    3.2 窗体的节能设计

    3.2.1 窗体的尺寸.尺寸与空调负荷有一定的关系.窗体比应该合理的设置,不同的朝向窗体比也有所不同.在朝南的窗体,应该选用适当的玻璃层以及相应的措施来减少耗热.在这个基础上,应该增加窗体的尺寸,这样能够保证充足的光照.

    3.2.2 窗体的材料.①窗框.应该进行断热处理.让高效保温的材料镶嵌在窗框之间.这样能够有效地增加热阻.而且,应该选用导热系数小的材料,这样能够减小耗热.②玻璃.在玻璃的众多种类中,应该选择吸热、热反射、低辐射的玻璃.或者可以在普通的玻璃上贴一层隔热膜,这样也有节能的效果.③增强窗体的气密性.可以用气密条等来增强窗体的气密性.

    3.3 屋顶的节能设计

    3.3.1 隔热屋顶.在屋顶中进行隔热层的设置.这样能够减少热辐射向室内的传导.同时,结合高效保温材料的运用,能够让屋顶的隔热效果更好.

    3.3.2 倒置式屋顶.将保温的材料在防水层上进行设置.这样能够避免防水层直接受阳光暴晒.从而延长防水层的使用寿命,减缓老化.

    4 可再生能源的利用

    可再生能源的利用通常是指太阳能.因为其资源丰富,不需交费、运输等特点,让太阳能在建筑中的用途非常广泛.主要有主动式和被动式两种利用途径.主动式是指通过一些转换装置的设置,将太阳能转换为人们生活中使用的电能等.被动式是指让建筑利用太阳能来进行室内温度的控制和调节.

    太阳能的利用,应该与太阳能装置和建筑相结合.例如,太阳能热水系统的利用.建筑师通过对太阳能热水系统的了解,在建筑上进行合理设置,让系统的效果与建筑的效果得到叠加,得到最好的节能设计.

    5 结语

    在我国,煤炭、石油等资源的储存量跟很多国家相比并不多.而且,受到科技等多方面因素的影响,我国对煤炭、石油等资源的利用率还很低.因此,我国建筑在节能方面的设计跟很多发达国家相比还有很大的差距.但是,我们根据对屋顶、外墙、门窗等多方面的节能设计,结合对新型能源的开发和利用,能够让建筑的耗能降低.并且能够提高建筑的智能化程度.这能够让人们对健康、舒适的生活、工作环境的要求得到满足,也能够让建筑的技术得到推动和发展.合理地对资源和能源进行利用,是每一个建筑设计师的目的.太阳能作为新型能源,有很大的使用开发空间,可以预见,太阳能在建筑节能设计中的运用将会更加的广泛和深入.

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