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Abstract: lists the current domestic and electric energy conservation related main standards and specifications. From the power supply system, electrical lighting and new technology, etc, to civil building electrical energy saving design of the main contents related, points for attention and method is discussed in this paper. This essay discusses our country building electric energy conservation of the original don't, the basic method and the corresponding measures, in response to the bureau is the energy crisis.
Keywords: civil building construction; Electrical energy saving; For distribution
中图分类号: TU24文献标识码:A 文章编号:
随着经济社会的发展,人口的不断增加以及人们对生活质量要求的不断提高,能源的消耗也就随之急剧增加,能源价格不断攀升,能源危机迫在眉睫,这对各行各业都提出了节能的要求,而建筑电气节能也就不可避免地成为节能的一个焦点。本文就建筑电气节能的原则、一些具体方法及配套措施进行有益的探讨。
1 建筑电气节能应坚持几个原则
1.1满足建筑物功能的原则
即要满足建筑物照明的照度、色温及显色指数;满足空调舒适性的温度及新风量,也就是舒适、卫生、健康的要求;满足上下左右运输通道的畅通无阻;满足特殊工艺的要求,如满足娱乐场所的一些电气设施用电,满足展厅的工艺照明及电力用电等。
1.2考虑经济效益的原则
节能应结合我国国情,充分考虑实际经济效益,不能为了节能而过高地增加投资,增加运营费用,而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内以通过节能减少运营费用的方式进行回收。
1.3减少能量无谓消耗的原则
节能的着眼点应是减少能量的无谓消耗,因此,先找出与发挥建筑物功能无关的能量消耗.再考虑应该采取的有效节能措施。如,变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗等都是无用的能量损耗;又如,针对量大面广的照明要求,应采用先进技术的产品以降低能耗。
1.4 选择低损耗的节能型变压器
变压器是电压变换设备,广泛应用于电力系统,特别是10kV和35kV电压等级的变压器在电力和配电系统中普遍使用且数量巨大。据估计,目前在电网上运行的10kV和35kV级变压器容量约有10亿kVA以上。由于使用量大,运行时间长,变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力,特别是量大面广的10kV和35kV级变压器。选择高效节能产品,不但对节约能源具有重要意义,同时还可以大大降低变压器的运营成本,是改善经济效益的重要途径。因此,选择变压器时,应选用低损耗节能型变压器,如S10系列、S11系列。SL7、S7型变压器及以前的高损耗变压器已由国家先后公布淘汰,停止其生产和销售,不再采用。
在变压器设计中,降低变压器的环境温度、平衡三相负荷、合理选择变压器接线方式等也是节约能源的有效途径。
1.5 降低线路的损耗
当电网输送电能时,在网络中就产生功率损耗,其与线路参数和负荷大小密切相关。提高电网的功率因数、减少电网的无功功率及导线中的电阻等均能降低电网中的线损。具体途径如下:
(1)合理选择线路路径。为减小导线长度,线路尽可能走直线,不走或少走回头线;
(2)合理确定电气功能用房的位置。变压器尽量接近负荷中心,以减少供电半径;在高层建筑中,低压配电室应靠近竖井,且低压配电室与竖井位置的布局上应使线路都分向前送,尽可能减少回头输送电能的支线;
(3)增大导线截面,利用季节性负荷线路。按满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面;将某些季节性负荷的线路,用作常年使用的供电线路,以减少线路和电阻。例如,将空调风机、风机盘管与照明、电开水器等计费相同的负荷,集中在一起,采用同一干线供电,可在春秋两季空调不用时,使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减小了线路损耗。
2 照明的节能设计
2.1充分利用自然光
在照明的节能设计中,应充分利用自然光,使之与室内人工照明有机结合;室外景观灯具可使用太阳能灯具;对能利用自然光的灯具或可变照度的照明,采用成组分片的自动控制开停方式等节能措施,可获得照明节能的效果。
2.2采用高效节能光源
在满足照明质量的前提下,应选用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯。对灯具悬挂位置较高的场所的一般照明,宜采用高压钠灯、金属卤化物灯或镇流高压荧光汞灯,其综合费用低、视觉质量高,同时也节约能源。除特殊情况外,不宜采用管形卤钨灯及大功率普通白炽灯,灯具悬挂位置较低的场所照明宜采用荧光灯。
2.3改进灯具控制方式
根据照明的使用特点,可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点,采用各种节能型开关或装置。
3电气节能新技术
供配电系统中的节能技术包括低损耗变压器S11、SC10;高效电机Y2;节能耐腐型电缆桥架QGQJ;消除高次谐波装置(采用有源、无源滤波装置);克服三相不平衡装置;稳定供电电压开关;浪涌吸收装置;无功补偿电容装置;各种调速节能装置(采用液力、斩波、变极、变频、电磁、晶闸管等)。
建筑设备监控系统监控对象包括冷冻水及冷却水系统;热交换系统;采暖通风及空调节系统。
给排水系统;供配电系统;公共照明系统;电梯和自动扶梯系统。
考虑到投资、设备用房及管理人员综合技术水平等因素,一些设备供应商及专业公司根据客户要求,开发了单项节能技术,如照明总线控制技术、电能管理装置、空调系统节能自动控制装置、电梯群控装置等。
4电气配电线路设计中的节能措施
在电气耗能中,配电线路的耗能不可小觑。我们知道,配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流,与阻抗成正比、与电流的平方成正比;而线路的阻抗与导体的导电率、导体的长度、导体的截面积有关。因此,我们在电气配电线路中要紧紧抓住影响电气线路耗能的以上几个因素优化设计,从而达到节能的目的。
4.1配电线路设计中尽量多采用高导电率的导体在经济条件允许情况下,配电线路推荐选用高导电率的导体,即相比铝芯电缆(电线)而言,宜采用铜芯电缆(电线)。
4.2配电线路设计中尽量减少配电线路的长度在设计中尽量走直线,可减少供电线路长度,提高功率因数,不仅减低线路损耗,而且还可以减少线路压降,提高供电质量;各层配电间、层配电箱也应尽量设置在负荷中心,减少线路的长度。
4结语
改善公共建筑的使用环境、提高能源利用效率、建设环境友好型和资源节约型社会是我国政府乃至世界各国的基本国策。建筑电气节能具有重大的政治意义和深远的历史意义。节能法规的制订执行、节能技术的推广应用需要政府有关部门、勘察设计单位、施工安装单位、开发商及每个公民共同努力,政策实施过程中产生的矛盾和困难需要各方共同来完善、克服和解决,从而使节能法规更具有前瞻性和可操作性,节能技术更具有先进性和经济性。
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
智能化建筑是时展的产物,智能化建筑的发展为整个建筑行业带来了新的挑战,其中智能建筑节能技术的发展需要我们给予高度重视。目前智能建筑的节能问题依然存在,并没有达到理想的节能效果。针对这一问题,我们必须要做好与建筑节能相关的智能化系统的规划设计,解决施工中的资源浪费现象,不断提升节能技术水平,使智能建筑实现其最佳节能效果,从而有效降低智能建筑的能源消耗,坚持走可持续发展道路。
一、智能建筑的概述
智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境的建筑。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术、现代通讯技术和现代控制技术所组成。通过创造出一个高效、舒适、安全的建筑环境,降低日常使用过程中各个环节的费用,尽量节省能耗和日常管理的各项费用,保证人们的工作正常有序的进行,从而提高建筑管理和服务的水平,使投资能得到一个良好的回报。
智能建筑是通过对建筑物的四大基本要素,即结构、系统、服务和管理,以及它们之间内在联系的优化设计,提供给人一个投资合理同时拥有幽雅舒适、便利快捷、高度安全的高效环境空间。智能建筑物能够帮助建筑的拥有者,财产的管理者感受到在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报,这也是智能建筑设计的目的所在。
二、智能建筑节能技术发展现状
1、空调、照明等方面存在浪费现象
智能建筑大量采用了自动化设备,设备运转时间较长,这就使得智能建筑的电能消耗比起一般建筑来说要高很多。智能建筑一般采用的是中央空调,室内温度设置不合理、空调装机冷量过大或者设备散热等问题都会给空调带来不必要的负荷,这就造成了能源的大量消耗。另外,智能建筑在灯光照明方面也存在着一定的浪费现象。如在室外阳光充足的时候,室内也会存在灯火通明的情况。建筑的照明设计不够科学,人为的照明能量消耗,使得建筑电能的节能目达不到。
2、智能建筑技术本身存在一定的问题
虽然建筑智能化技术在不断的提高,在建筑设计、设备安装维护等方面也有一定的进步,但是建筑智能化仍然存在着部分工程技术问题,同时管理人员的水平也参差不齐,许多智能建筑管理人员无法有效的应用建筑智能化系统。目前来说,许多核心的智能化设备需要通过进口,国内管理人员不完全清楚智能化设备的运作,在操作过程中出现了一些问题,不能使设备达到最佳节能效果,从而造成了一些能源浪费现象。
3、智能建筑建设规划不到位,导致施工过程中出现了浪费现象
在智能建筑施工过程中,由于建筑规划不到位,也会使得施工过程中出现了浪费现象。如对施工人员在用电、用水无法形成有效的控制,会造成施工过程中水电的浪费。在购买建筑材料时,没有规划性,对市场了解不够,不能选择新型的节能建筑材料,从而造成了建筑材料的浪费。另外,对智能建筑施工过程中造成的垃圾处理不注重节约,有些处理方式非常简单,只是一味的填埋或搁置一旁,不能够对建筑垃圾做到循环利用,也造成了一定的浪费。
三、智能建筑节能新技术
1、无线传感器网络技术
应用无线传感器技术构建智能建筑网络具有得天独厚的技术优势和应用前景。结合智能建筑节能的特点和实际需求,运用切实可行的数据传输协议,能实现智能建筑节能无线传感器网络信息的优先级传输,保证节能系统稳定、可靠、高效的运行。
无线传感器网络的信息感知主要是用温湿度、照度、气体浓度等传感器对实际物理环境进行感知,实现数据采集的功能。为保证智能建筑节能系统的高效运行,准确的信息采集显得尤为重要。采用的传感器包括红外、温湿度、照度、二氧化碳浓度等传感器。
无线传感器网络具有易于部署、成本低等特点,已成为建筑节能改造领域不可或缺的技术之一。利用无线传感器网络对物理环境的感知,将环境信息数据通过自组织多跳的方式传送至服务器。一方面无线传感器网络可以通过先进算法对智能建筑的空调、灯光等设备进行控制;另一方面,服务器决策者可以通过主机控制器对某个设备直接控制。
2、楼宇照明节能新技术
在楼宇控制系统中,常用的控制策略是通过时间表的方式,不同时间触发照明的启停及调节,这种方式实现了照明控制的自动化。
为完善的控制和取得更好的节能效果,目前已发展出成熟的智能照明技术,采用分布式的系统结构,布线方式为总线式,具有较高的性价比和可靠性,而且易于扩展,有很高的灵活性。智能照明协调可以实现的主要功能为:启停控制、开关状态检测;室内外照度检测;调光控制;场景控制;人体感应控制;手动、遥控控制。典型的智能照明控制系统节能效果如下图。
3、门禁一卡通技术
传统的门禁系统属于安防的一个子系统,随着安防系统网络化技术的发展,视频监控、门禁和防盗报警功能已进一步融合,迈向高度集成化,体现了现代智能化节能管理的要求。
通过一卡通刷卡进行出入管理的同时,通过控制器实现对报警系统的撤防或布防。正常情况下,刷卡撤防只针对有权限的人员通过后自动实现撤销特定的防区:在人员离开房间时,通过刷卡加密码的方式,进行布防,同时联动关闭室内所有灯光、空调风机,以实现智能化节能管理。
另外一个重要的应用是一卡通和酒店客控系统融合。当客人离开房间时,客人顺手取走房门卡,节电开关延迟一定时间后自动断电,确保节能和安全。有的酒店还建立了重要客人数据库,客人登记时,客房空调自动开启,客人到达时,房间已达到该客人喜好的温湿度,在节能的同时,还提高了服务质量和水平。
4、综合布线系统“全光网”技术。
综合布线系统是智能建筑重要的通用传输系统。光纤的原料主要是石英,在地球上约占总矿藏的14%,可以说是取之不尽,用之不竭,且制造成本日益下降。光纤目前多被应用于网络主干,即垂直主干子系统和建筑群子系统的系统布线,随着光电转换设备、光纤端口价格下降,光纤在水平子系统中应用呈上升趋势。现代的第三方数据中心和智能建筑的综合布线正在向“全光网”靠拢。“全光网”具有节省资源、保护环境、高带宽、高可靠性和扩展性强的特点。
5、空调系统变风量技术
据统计,我国建筑物的能耗在国家总能耗结构中占30%~40%的比重,暖通空调系统设备耗电量占建筑物总耗电量的50%~60%。提高空调系统节能效能,是建筑节能研究的重要课题和方向。
变风量空调系统(VAV),是一种新型节能效果显著地空调系统,是通过送入各房间的风量来适应负荷变化的系统。当室内空调负荷改变导致室内空气参数变化时,空调系统自动调节进入房间内的风量,将被调节区域的温、湿度参数调整到设定值。送风量的自动调节可以很好的降低风机动力消耗,降低空调系统运行能耗。
空调通风系统其它一些新技术如冷热源群控技术、Lonworks技术、通透以太网技术近年来得到很快的发展,为现代建筑降低能耗、提高舒适度也发挥了重要作用。
四、加快智能建筑节能技术发展的探讨
1、加强智能建筑有关技术人员的培训工作,提高智能建筑节能技术水平
技术人员相关技能的培训非常重要,对建筑节能有重要的意义,因此我们需要加强对技术人员的培养,可以组织优秀专家讲座,对智能技术节能技术进行学习。另外,可以邀请智能设备商家对技术人员进行指导,使技术人员有实践的机会,还要注重后续人才队伍的培养,使我国的智能建筑节能技术得到进一步提高。
2、做好建设规划,减少施工过程中的资源浪费
在智能建筑施工过程中难免会用到水电,使用过程一定要得到控制,不可过度使用,出现浪费现象。在建筑材料中,许多是不可再生的资源,要慎重选择,我们尽量选用一些可再生资源,像是石膏、泡沫玻璃、废弃植物纤维等,根据研究表明石膏类的建材经过燃烧后能量消耗比起水泥、石灰要低很多,这样就可以做到能源的节约,石膏可以循环使用,利用石膏代替其它建材可以避免资源浪费,在建筑施工过程中尽量减少垃圾制造,保证建筑材料的利用率,不要浪费,从而进一步保证了未来资源的充足。
除此之外,还要有效的处理建筑垃圾,使垃圾得到充分的利用,因此在进行建筑垃圾处理时要慎重,不可一味的填埋及漏填搁置,要采取有效的处理方法,对于一些可以回收利用的就利用起来,像是一些石头、沙子等都可以用来铺路,在一些坑洼处用其进行填埋就很好,不仅有效的处理了垃圾还能节约了一部分用来修路的资金投入,可谓两全其美。
结束语
智能是手段,节能是目的,建筑节能已日趋成为建筑智能化的发展方向,作为人居住和活动场所的建筑物要适应信息化带来的变化,所以,在讲求节约社会的今天,节能要从每一个方面做起,对于建筑这个耗能大头,更应该做好榜样,从材料、结构,技术等方面的一点一滴做好节能。
参考文献
【关键词】建筑,玻璃幕墙,节能设计,探讨研究
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
改革开放以来,我国的建筑逐渐呈现高层次发展,越来越多的高层建筑拔地而起,施工规模的扩大,建筑行业的繁荣,也带动了各种类型的幕墙设计施工的发展,近年来,幕墙不仅广泛用于各种建筑物的外墙,还应用于各种功能的建筑内墙,如通信机房、电视演播室、航空港、大车站、体育馆、博物馆、文化中心、大酒店、大型商场等,既很大程度的满足了建筑内外的特殊需要,提高了建筑内外的环境,也产生了很好的装饰效果,但是,在现代幕墙广泛的采用并为居民创造了更为舒适的工作生活环境的同时,也造成了巨大的能源消耗,近年来,我国的幕墙能源消耗量逐渐增加,进一步加重了我国的能源压力,使得我国的经济发展和人们生活水平的提高缺乏强有力的支持。因此,加强幕墙的节能设计,已经势在必行。
二.节能型幕墙的设计原则
建筑幕墙是现代建筑最外层的围护结构,不仅仅可以增强建筑的审美价值,更可以创造出舒适的室内环境,但是,幕墙也是整个建筑体系中重要的能源消耗点之一,加强建筑幕墙的 节能设计,必须综合考虑到建筑物周边的气候自然条件,人文经济特征,科学分析周边的光线,温度等因素,在此基础上,要结合建筑整体的高度,结构特点,朝向等条件,通过科学合理的设计手段,对建筑室内的环境进行调整,使得建筑内部的温度,湿度,光线,遮阳,采光,通风,隔热等多方面的条件更适合人们的居住和工作,既满足了整个建筑的基本功能,也通过合理的设计大幅度降低了整个幕墙建筑的能源消耗。据笔者多年幕墙施工经验,幕墙的节能设计,要遵循以下几个方面的原则。
1.要严格遵守目前设计节能的各种法律法规
伴随着幕墙在建筑工程的广泛运用,我国也相继出台了一系列的法律法规,这些法律规范都是建筑幕墙节能设计必须严格遵守的标准之一。在进行建筑幕墙节能设计过程中,要从保温,隔热等多方面进行,严格遵守GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》、JGJfF151—2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》、GB/T21086—2007《建筑幕墙》等法律规范,并使得建筑幕墙的各项设计符合节能的基本要求。2.幕墙的节能设计要具有科学性
幕墙的节能设计是一项极其复杂的过程,必须综合考虑到建筑功能,性能等多方面的因素,从地理自然条件到人文经济因素,都做出全面分析,权衡。根据建筑的实际情况,科学选择幕墙的结构形式和窗墙面积比,使用节能材料,优化建筑构造,从而使得建筑主体和幕墙之间形成科学合理的统一体。
3.幕墙的节能设计要遵守适用性原则
在设计过程中,要从当地的环境因素与项目的具体实际出发,设计符合地方规定标准和国家法律规定,严格落实节能政策,严格处理好提高建筑舒适度和降低幕墙能源消耗的关系。
4.要遵守经济性原则
在建筑幕墙设计过程中,要处理好局部和整体的关系,相对于整个建筑项目而言,建筑幕墙只是其中一个部分,也是整体建筑节能设计的一个关键环节,因此,要结合整体建筑的节能设计,将幕墙的节能设计和建筑主体的节能设计统一起来,综合考虑,实现二者的统一协调。实现建筑设计的节能性能和经济成本的优化。
三.现代幕墙建筑设计中的节能设计分析
1. 建筑幕墙节能的窗墙比设计
自从GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》出台以来,建筑幕墙的窗墙比设计显得非常重要,该标准对于窗墙比小于0.7的建筑,各项节能参数可直接从该标准的表格中选取,从而对建筑的各项节能指标予以控制。如果窗墙比大于0.7,则要求按该标准4.3节的规定进行权衡判断。窗墙比是指建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)的面积与整个外墙面积的比值。窗墙比小于0.7,通俗的说就是要求建筑外墙能够采光的面积不大于外墙总面积的70%。在该标准的使用过程中,存在一些误解,有的人认为按这条标准,建筑就不能全部采用玻璃幕墙。注意,玻璃幕墙可以加内衬板和保温层,做成非透明幕墙,只要性能满足非透明幕墙的要求即可。反言之,只要非透明幕墙的面积与整个外墙面积的比值大于0.3,也就满足了窗墙比小于0.7的要求。
2.建筑幕墙节能的遮阳设计
(一)科学选择遮阳的玻璃
在遮阳节能设计过程中,遮阳玻璃的选择是其中很重要的环节,在进行遮阳玻璃的选择时候,可以综合考虑到各种遮阳系数,建筑施工点的自然气候条件,人文经济因素等多方面的条件,进行综合分析,科学选择,一般而言,镀膜玻璃、反射玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等玻璃类型都是节能设计过程中广泛运用的类型。目前广泛应用的玻璃主要是低辐射中空玻璃,其传热系数低,遮阳效果好,在不采用遮阳构件的情况下其遮阳系数也可以满足节能设计规范的要求。还有他最大的优点是通透性好,在白天可尽量减少室内照明的使用,也可以很大程度的节能能源。反射率低,对相邻建筑和行人影响小,不会造成光污染。
(二)优化遮阳构件设计
遮阳构件的设计按位置可分为外遮阳和内遮阳,外遮阳的形式可分为水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳和挡板式遮阳、幕墙遮阳板常见形式。其中水平遮阳板设计时要注意对玻璃外侧热空气散逸的处理,即遮阳板与玻璃墙面应有一定距离,遮阳板本身也应做通风处理,比如设计成倾斜百页状。垂直遮阳板最好设置可调节,可以根据太阳位置改变方向。内遮阳就是在幕墙内侧设置遮阳帘、软百页、竹帘等。
3.幕墙节能的热工设计
(一)建筑幕墙热工节能设计的发展趋向
在幕墙节能设计过程中,如果幕墙的主要用于采暖供热(适用于北方地区),那么,在设计时候要注意保温性能,力求实现温室效益,双层通风幕墙就是一种比较科学合理的发展方向。但是,如果是为了达到制冷效果(适用于南方地区),,在综合考虑到这些性能特征的同时,就要充分考虑幕墙的遮阳性能,减少太阳直射产生的热量。
(二)幕墙热工节能设计中的传热优化
进行幕墙热工设计时,必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径:一是玻璃和铝合金金属框格的传热:通过单层玻璃的热流传热,通过金属框格传热,通过玻璃的镀膜层减少辐射换热;二是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热:内表面与室内空气间的对流换热,内表面与室内环境间的辐射换热;三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热;外表面与周围空气间的对流换热,外表面与外界环境间的辐射换热,外表面与空间的各种长波辐射换热。对于明框幕墙,设计时采用断桥隔热设计,形成“断桥”,可增大热阻,减少热传导,提高幕墙的节能性能。
4.幕墙结构粘接材料的选择和使用
《公共建筑节能设计标准》4.2.10条和4.2.11条对外窗和幕墙的气密性作了较高的要求的要求。硅酮结构密封胶将建筑幕墙玻璃粘结到支撑结构上。结构硅酮密封胶既起结构粘结作用,又起幕墙密封胶作用。因此在幕墙设计中如何选用合适的结构硅酮胶产品和打胶方式对确保幕墙的气密性、安全性和耐久性是至关重要的。幕墙所用各种胶料均必须进行相容试验和性能检测,并出具试验检测报告。
四.结束语
节能环保是我国建筑行业发展的重要趋势之一,在能源危机日渐严重的今天,幕墙的能源消耗大大的增加了我国的能源负担,不利于我国社会主义和谐社会的进程,随着建筑行业的飞速发展,现代幕墙将会得到更广泛的运用,幕墙能源消耗势必会进一步增加,为了缓解我国的能源压力,在幕墙设计过程中,不断提高设计人员的综合能力和专业素质,在综合考虑到施工地点的自然环境,人文经济等多方面的因素的基础上,从整个建筑构件的设计,连接和建筑的热工,保温等各个方面做出科学是设计,使得现代幕墙既可以满足节能需要,又可以创造出独特的建筑风格,实现实用价值和美学价值的统一,为国家经济的发展和人们生活质量的改善注入新的活力。
参考文献:
[1] 傅春林 现代幕墙建筑设计中的节能设计探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年3期
[2] 刘定嘉 建筑设计中的幕墙节能设计 [期刊论文] 《科技风》 -2009年17期
[3] 林锡护 浅析现代建筑玻璃幕墙中的节能设计 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年5期
[4] 张艳平 幕墙设计当中的节能设计 [期刊论文] 《中国科技纵横》 -2010年8期
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
能源是提高人民生活水平和社会经济发展的重要物质基础,人类社会的发展更是离不开先进能源技术的使用和高效能源的出现。如今,随着各种能源的逐渐减少,节能的措施都是全世界共同关注的话题,同时也是我国社会经济发展的重要问题。由于我国人口众多,人均资源使用率比较少,在能源利用上存在利用率低的问题,随之带来的是节能要求的出现。同时由于环境和天气气候的影响,环保节能技术也一并被使用到现代建筑技术中。在2010年上海世博会中,中国国家馆巧夺天工的融入了节能环保技术,本文对现代建筑设计中节能环保技术的设计理念进行分析与讨论。
一、我国建筑节能环保设计的必要性。
在我国社会主义经济建设中,由于存在能源缺乏的原因,建筑产业可使用的能源率比较低,资源浪费较为严重。在建筑工程施工过程中,高耗能建筑工程比例较大,加剧了能源消耗的危机。2006年以来,国务院了促进节能减排等一系列措施,对节约能源及减少对环境污染等工作做出了工作部署。当前,建筑工程的节能环保目标面临十分严峻的形势。据统计,我国的建筑能源消耗总量在总能源消耗量中的比例占据到27.45%,通过采取建筑工程的节能环保设计,缓解建筑能源消耗已是必然趋势。
二、建筑节能环保的设计原则
1、在建筑节能环保设计中,力求对环境影响最小。要达到对环境影响最小,要注意以下几个方面;一是防止建筑工程对空气、土壤和水的污染;二是尽量使用建筑工程本地建材。这也是对环境影响最小的一项措施,因为这样可以减少建筑材料在运输的过程中对环境的影响,而且可以支持当地经济的发展;三是重复利用建筑材料。在建筑工程施工选材时,要考虑建筑材料的可循环利用,这是鼓励利用建筑材料的回收利用;四是要尽可能利用已有建筑,提高建筑物的寿命,避免在新建工程时造成能源的消耗。
2、在建筑节能环保设计中,资源利用效率要达到最高。建筑工程设计的资源利用效率要达到最高的原则,指的是对各种建筑工程所使用的资源,包括土地、能源、水、各种建筑材料等,都要高效率地利用,尽可能的节约能源。
3、在建筑节能环保设计中,对生态环境最好。建筑工程施工对生态环境最好指的是对人以及其他生物的健康和生存最为有利,所以在建筑工程施工时更应该使其与生态环境保持应有的平衡关系,需重点考虑到未来能源消耗的可持续发展。
三、现阶段的建筑节能设计理念
建筑工程的节能设计是可持续的、长期发展的过程,不是一次建筑节能设计就可以达到最理想节能的状态。针对我国建筑工程节能工作发展状况,就现阶段的建筑工程节能设计提出以下设计理念:
(一)在建筑节能环保设计中,重视当地气候环境因素,争取有利条件,避免不利因素,使建筑工程施工尽可能顺应当地的自然环境,满足人们对建筑室内环境的需求,应制定有效的节能方案为建筑工程今后施工过程中的节能创造条件。根据不同地区的环境及气候特点决定建筑工程的节能设计,要重视采光和通风,对建筑工程的的热稳性设计要兼顾气候因素和建筑工程空调和采暖系统的运行特点。2010年上海世博会日本馆的设计向我们展示了通过利用太阳能发电、可呼吸性表皮等相关可持续能源技术节约了石化类产品这种高碳排放的使用,也正是反映了设计师的节能设计理念,我们一直在节能、节水、节材、可再生能源和保护环境等各方面探索更优化设计,所以在建筑工程设计中,根据当地的气候环境等,融入节能的设计理念。
(二)在建筑节能环保设计中,针对现有建筑工程的常规设计、常规材料及工程构造在消耗能源上的薄弱环节进行创新与改进,使建筑工程施工在经济条件许可的条件下适度提前。在建筑工程施工整个生命周期中,建筑工程施工节能材料在建筑设计过程中主要体现在两个方面,即建筑工程在施工过程中资源消耗的节约型与资源投入的节约型。而需要做好建筑工程设计节能,必定需要性能优越的新型节能建筑材料,同时需要建筑工程设计者对节能建材的性能有充分认识与了解。建筑工程新型节能建材,现阶段主要包括新型墙体材料、新型保温隔热材料、化学建材和建筑装饰装修材料等。建筑工程新型节能建材具有科技含量高、使用寿命长、资源消耗低、环境污染少等多方面的优势。从长远和综合情况来看,使用建筑工程新型节能建材相比较一般建筑工程材料的成本并不高,但是从当前的建筑工程材料市场价格上来讲,由于建筑工程新型节能建材生产成本较高,使得这些建筑工程新产品的售价在短时期内很难降低。建筑工程新型节能建材市场价格相对较高,因此建筑工程新型节能建材在现阶段价格并不具有竞争优势,不为当前消费者普遍接受,造成建筑工程建材市场对新型节能材料的需求欲望不强,所以,在建筑工程施工中,使用建筑工程新型节能建材是建筑工程减少消耗能源的关键。
(三)在建筑节能环保设计现阶段,我国多数建筑工程新型建材企业的竞争主要集中在中低端节能建材上,技术含量较高的节能建材比较少,高端节能建材领域竞争并不激烈。最明显的就是建筑工程塑料管材,国产管件及塑料水管以通用型产品居多,使用要求不高,而附加值高的管件、管材生产较少,大大限制了高端建筑工程建材的市场应用。其中主要原因是建筑工程建材行业在节约能源、资源方面缺乏科技技术的投入,技术改进与创新有严重的缺陷,影响了整个建筑工程行业整体水平的提升。面对这样的建筑工程节能材料市场,必定给建筑工程设计节能带来约束,让建筑工程设计者只能局限的选择现阶段大范围推广的建筑新型节能建材,而对性能更优越的建筑工程新型节能材料只能望而却步。
(四)在建筑节能环保设计中,建筑工程设计实践中贯彻节能设计思想理念,关注节能新技术发展,循序渐进地向超低能耗、无污染的建筑工程发展,只有使建筑工程节能设计理念贯穿于设计者的事项中,才有可能达到建筑工程施工节能的目的。
结束语
总而言之,我国建筑行业的发展规模正在不断的扩大,但建筑的能源消耗也在不断的提高。有具体数据显示,建筑工程施工所产生的能源消耗超过了城市总消耗能源的三成,给我国现阶段社会经济的发展带来了不利影响。因此,建筑工程的设计中必须充分考虑其节能的理念,将节能理念贯穿于建筑工程设计者的思想中,从而使建筑工程施工节能发挥出巨大环境效益与经济效益。这样做,可以充分认清我国建筑工程的发展水平,提高人们的居住与工作环境,实现各方面能源的节约。相信在建筑工程设计及施工阶段的不断努力之下,建筑工程节能工作一定会取得更好的发展。
参考文献:
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随着国民经济持续稳定地增长,建筑业作为国民经济支柱产业得到了迅速发展。国家墙体材料改革与建筑节能政策和措施的落实,以及经济可持续发展的需要,为新型墙体材料的发展提供前所未有的发展机遇。我国的新型墙体材料在工艺技术上呈现了多元化、工业化发展的新趋势。
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容,随着国家一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的出台,我国住宅建设的节能工作不断深入,节能标准不断提高,引进开发了许多新型的节能技术和材料,在住宅建筑中大力推广使用。但我国目前的建筑节能水平,还远低于发达国家,我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3-5倍。分析研究新型建筑墙体材料及节能建筑保温技术对我国经济的可持续发展有重要的意义。
1 新型建筑墙体材料概述
新型建筑墙体材料是指不以消耗耕地、破坏生态和污染环境为代价,适应建筑产品工业化、施工机械化、减少施工现场湿作业、改善建筑功能等现代建筑业发展要求而生产的墙体材料,就我国现阶段而言是指除黏土实心砖以外的所有建筑墙体材料。
《新型建筑墙体材料专项基金征收和使用管理办法》中将新型建筑墙体材料共分六类:1)非粘土砖,包括:孔洞率大于25%非粘土烧结多孔砖和空心砖,混凝土空心砖和空心砌块,烧结页岩砖。2)建筑砌块,包括:普通混凝土小型空心砌块,轻集料混凝土小型空心砌块,蒸压加气混凝土砌块和石膏砌块。3)建筑板材,包括:玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板,纤维增强低碱度水泥建筑平板,蒸压加气混凝土板,轻集料混凝土条板,钢丝网架水泥夹芯板。石膏墙板,金属面央芯板,复合轻质夹芯隔墙板、条板。4)原料中掺有不少于30%的工业废渣、农作物秸秆、垃圾、江河淤泥的墙体材料产品。5)预制及现浇混凝土墙体。6)钢结构和玻璃幕墙。
2 新型建筑墙体材料存在的问题
目前我国新型建筑材料主要存在以下几点问题:产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够,缺乏具体措施保护土地资源,以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低,使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。其次新型墙体材料应新型建筑材料科技含量高,往往价格高于目前使用的一般材料,对市场推广起制约作用; 材料的施工工艺、技术、检测手段等目前尚无规范限制,部分产品质量不稳定;个体利益驱动影响了新型墙体材料的开发应用和推广等。
3 新型建筑墙体材料简介及节能建筑保温技术应用
我国是人均资源短缺的国家,能源紧缺是制约我国经济发展的主要矛盾,因此,建筑节能就成为缓解我国能源紧缺矛盾、改善人民生活环境质量、减轻环境污染、实行可持续发展战略目标的关键一环。推广建筑节能将是我国发展住宅建设的一项长期国策。目前,在建筑中常使用的墙体保温主要有内保温、外保温等方法,下面就两种保温方法进行
论述。
3.1 建筑中常使用的外墙内保温材料及技术
外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。在2001年外墙保温施工中约有90%以上的工程应用内保温技术。被大面积推广的内保温技术有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。
但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度,影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性,决定了其必然要被外保温所替代。
3.2 建筑中常使用的外墙外保温材料及技术
外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高;外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。
节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要有:聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、岩(矿)棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部都有大量的封闭孔,它们的表观密度都较小,这也是作为保温隔热材料所必备的。岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,它们都属于无机材料。岩棉不燃烧,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差。
总之,用各种新型建筑墙体材料建造房屋,要看最终产品商品房的造价能否被市场所接受。正是由于节能材料的不断革新,外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。只有全面的进行综合经济分析,认真地选择建筑体系,实事求是的宣传,新型建材房屋才能在更多的地方推广。新型建筑墙体材料的开发应用需要社会长期而持久的关注,应根据具体情况来确定近期和今后发展的品种和产量,分别满足不同地区各类建筑墙体工程的要求,真正实现建筑行业节能工作的有效落实。
参考文献
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前言:节能降耗为全社会所面临的非常重要的任务。就建筑产业来说,其占用大量的土地,消耗大量的能源,自然资源以及使用中的长期耗费竟然达到国家总能耗40%到50%。到2020年中国的城镇将会新建40到50亿平方米的建筑,但是新建的建筑将会严格的执行节能的标准。国家鼓励新型的建筑材料研发以及生产,还要建设出具有一定地域特色节能环保的建筑。
一、建筑材料在建筑节能上的作用
1.建筑在节能方面的重要性
能源以及环境问题逐渐的成为了关系着民生重要的课题,能源消耗将会对环境造成污染,在以前的建筑当中,设计者以及建设者都是注重于建筑的外观以及性能,然而在能源消耗方面没有引起足够的关注,造成了当前能源消耗非常大,环境严重污染等一些问题。在节能方面,现有建筑中94%属于高能耗建筑,新建建筑仅20%达到节能标准,特别是普通住宅单位面积能耗为发达国家的3倍。为此当前无论是从政府的导向到建设方方面的设计建设都务必将建筑的节能减排规划到重点关注的对象当中,建筑节能将会是未来在建筑行业发展的一个新的方向。
2.建筑节能的使用
建筑围护结构在建筑节能中起重要的作用,在建筑节能设计标准中规定的节能50%的目标,其分配方式是建筑物承担30%,系统承担20%。为此,使用节能型的建筑材料便是房屋建筑进行节能减排的关键所在,使用节能建材不仅能够达到保护环境,降低能耗的作用,同时还可提高建筑自身的噪音、性能、隔热保温性能,改善人们工作生活的环境。
二、建筑材料在建筑节能上的应用
1.用于复合形式墙体的墙体材料
(1)内保温复合外墙
内保温复合墙体即在外墙内侧(室内)粘贴保温材料。内保温复合外墙包括:增强水泥聚苯板内保温、增强石膏板复合聚苯板内保温、纸面石膏板复合聚苯板内保温、充气石膏板内保温、水泥聚苯板内保温、钢丝网架聚苯板内保温、保温砂浆内保温等几种形式。内保温具有投资少、施工简便、构造相对简单等优点。
(2)夹芯保温复合外墙
夹心保温复合墙体把保温材料(聚苯板)放在墙体中间形成夹心墙,这样有利于发挥墙体材料本身对外界环境的防护作用,从而降低造价。例如在砖砌体、砌块或钢筋混凝土墙体中间安设岩棉、矿棉板、聚苯板、玻璃棉板或植入散状膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等,又或不填材料做成空气层,则都具有良好的保温效果。
(3)外保温复合外墙
外墙外保温的构造是在主体墙结构外侧用粘接材料固定一层保温材料,并在保温材料的外侧抹砂浆或作其他保护装饰。目前主要有聚苯板保温砂浆外墙保温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种外保温形式。外保温复合外墙包括:纤维增强聚苯板外保温、引进美国专威特体系外保温、钢丝网架聚苯板外保温(外挂的、现浇的)、喷涂聚氨酯外保温、聚苯颗粒浆料外保温、坚壳珍珠岩块外保温、建筑模网混凝土结构外保温等几种形式。实践证明,采用外墙内保温技术,建筑节能率达到15%~25%;采用一般的外墙外保温隔热技术,建筑节能率可达到45%~55%;采用完善的建筑外墙外保温节能体系,建筑节能率可到达55%~65%。
2.相变材料
相变材料(简称为PCM)指的是随着温度的变化而改变自己形态且可以提供潜热的物质,相变材料在改变温度的这一过程称之为相变过程,这个过程便是相变材料从固态转变为液态或者是由液态转变为固态的过程,在这个过程当中就会吸收以及释放热能。相变材料是在20世纪80年代得到了应用,建筑方面主要是利用它来吸释放和吸收热能的功能。科学技术不断的发展,PCM的材料技术同样也得到非常大的发展,同普通的建筑材料如砂石混凝土、水泥板等通过了一定的技术手段以及施工工艺所复合到一起,它所具有热能储存的作用在建筑结构当中得到广泛的应用。在早期相变的材料研究当中,主要是对于无机水合盐方面的研究,由于这种材料较为便宜,且非常容易生产出来,但是这种材料它本身所表现出来的严重过冷与析出的特性,让其储能性能不能满足人们的需求,且在相变的过程当中温度在很大的范围内波动,这边就不适合在人类居住环境中来使用。尽管通过了科研人员不断的努力,过冷以及析出的问题得到了一定程度的改善,且解决一些较为关键的问题,但是在建筑材料的领域还是没能得到广泛的应用,较大的降低了相变材料的利用率。为了可以体现相变材料在建筑节能上的作用,科研人员也找到了一种拥有低挥发性的无机材料,它在价格方面较高于其他的材料,单位储能上面表现也很一般,但这种材料具有较为稳定的物理及化学性能,在热行为上面也表现较好,在相变温度上面的可调性让相变材料在建筑行业内占有非常重要的地位,并且得到了广泛的使用。
3.节能玻璃
(1)中空/真空玻璃
中空玻璃由于在两片玻璃之间形成了一定厚度并被限制了流动的空气或其它气体层,从而减少了玻璃的对流传热和传导传热,因此具有相对较好的隔热能力。同时中空玻璃的单片可以采用镀膜玻璃和其他节能玻璃,这样就将这些玻璃的优点都集中到中空玻璃上,也就是说中空玻璃可以集本身和其他节能玻璃的优点于一身,从而发挥更好的节能作用。
真空玻璃是目前节能效果最好的玻璃,它是将密封的两片玻璃之间抽成真空,从而使玻璃与玻璃之间的传导热接近于零,同时真空玻璃的单片一般至少有一片是低辐射玻璃。低辐射玻璃可以减少辐射传热,这样通过真空玻璃的对流传热、辐射传热和传导传热都很少,节能效果非常好。
(2)热反射玻璃
热反射玻璃是对太阳光具有较高的反射比和较低的总透射比,可较好地隔绝太阳辐射能,并对可见光具有较高透射比的一种节能玻璃。热反射玻璃的较高反射比是通过磁控真空溅射、电浮法、真空离子镀膜、溶胶凝胶等在玻璃表面镀敷或离子交换形成一层极薄的金、银、铝、铜、铬、镍、铁等金属或金属氧化物膜来实现的,因此也称为镀膜玻璃。镀膜玻璃是更为广泛的概念,因为改变膜层的组成和结构,既可制成热反射玻璃,也可形成吸热玻璃和其他品种的玻璃(如低辐射玻璃、减反射玻璃等)。
(3)吸热玻璃
吸热玻璃指既能吸收大量红外线辐射,又能保持良好可见透光率的一类平板玻璃。
(4)双层玻璃
在原有的玻璃上面再加一层较为普通玻璃同样也能够起到节能的效果。
结语
综上所述,建筑材料为建筑节能的关键所在,在随着人们对于建筑节能环保方面的重视,节能建筑材料在房屋的建设以及改造当中将会得到大力的推广及普及,这将会为我们的工作以及生活带来非常大的影响,为能源的节约以及环保做出重要的贡献。
参考文献:
Abstract: the building construction noise control is the energy consumption and the universal attention all over the world at present, and the world developed countries, we still have quite a big gap. This paper tries to jiangsu province as an example, talk about in hot summer and cold winter zone in the architectural design of building energy saving and building the comprehensive consideration of the noise techniques, take this of building energy and construction of noise control to practice the operation produce positive realistic meaning and practical value.
Keywords: building energy conservation construction noise control building green energy consumption
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
江苏属于夏热冬冷地区,不论从冬季保温还是夏季隔热方面,建筑能耗构成主要是通过围护结构(墙、屋顶、楼板、门和窗)的传热及空气渗透。关于围护结构的传热,与围护结构的传热系数(K[W/m2•K])紧密相关,而解决空气渗透在于增强建筑的密闭性,密闭主要是在门窗这一块,门窗要有很好的气密性。噪声控制方面,主要考虑建筑围护结构的隔声,为使所设计建筑达到允许的噪声标准,必须使围护结构具有足够的隔声性能,以防止来自外界的噪声干扰。同时,建筑的密闭性对建筑隔声也有明显的影响,墙体等围护结构上的孔洞(例如门窗缝隙等)会使其隔声性能明显下降。同时,建筑绿化可起改善局部热气候;调节空气湿度;降低城市噪声污染;防止灰尘侵袭等作用。因此,在建筑设计中采取某些综合考虑建筑节能与建筑噪声控制的技术手段具有可行性及现实意义。
一、综合考虑节能和隔声的围护结构
可综合考虑节能和隔声的围护结构主要有外墙,外门、窗等,下面谈谈在这些围护结构的构造和材料的选取上具体如何兼顾节能和隔声。
1、外墙。现阶段江苏地区建筑外墙以240厚粘土空心砖为主,分层增加约20~60厚膨胀聚苯板或聚苯颗粒保温砂浆等材料形成外墙保温构造以满足整个建筑节能设计要求。而砖墙本身面密度大,隔声较好,240厚砖墙双面抹灰的计权隔声量达到54.5dB,完全能满足建筑隔声要求。但建筑外墙有提倡使用加气混凝土砌块的趋势,这种材料虽导热系数较低,约0.2~0.3,可很大程度上降低墙体传热系数。但其隔声性能不如砖墙,200厚加气混凝土墙双面抹灰的计权隔声量为44.5dB,这与其面密度有关(质量定律)。此时,若只采用200或240厚加气混凝土砌块外墙自保温则可能在某些情况下难以达到隔声要求,须采取增加其他材料或设空气层等构造措施来提高隔声量。在设计中应注意此类情况。
2、门窗
(1)外窗
一是窗墙比:不同朝向的窗墙比的大小对能耗有很大影响(由于外窗的传热系数一般来说比外墙小很多,影响护结构的综合传热)。随着窗墙面积比的增大,外窗的传热系数要求更小,以达到相近的节能效果。不同朝向、不同平均窗墙面积比的外窗传热系数KW/(m2.K)不同。同样,窗墙比对护结构的综合隔声能力也是有很大影响的。窗户的隔声性能不好,如果窗户的面积不大,隔声性能与窗面积大、隔声性能非常好的窗几乎差不多。
二是窗体材料:节能方面,湖南地区窗框材料木、塑料、断热铝合金优于钢、铝合金。但木、塑料非现代建筑所青睐,断热铝合金由于造价较高,使得铝合金成为应用最为广泛的窗框材料,同时采用复合层玻璃(如中空玻璃窗)等方法提高窗的节能效果。
隔声方面,铝合金窗框与塑钢窗框在1KHz以下,两者隔声量基本接近,但铝合金窗框在中高频隔声性能优于塑钢窗。而关于玻璃,实际应用中,往往使用复合层玻璃来替代,在玻璃+空气层+玻璃的复合层中,单层玻璃的厚度宜控制在4~6mm,空气层厚度约在10mm左右。经过对比,若节能设计时的采取相近的中空玻璃参数,可以取得节能和隔声两方面的效果。
三是双层窗:双层窗对节能和隔声都有利,双窗的间距受到建筑物外墙厚度的限制,可供采用的间距一般为10cm左右。实验测量表明,双窗间隔10cm的计权隔声量为33dB。在双窗间隔作吸声处理后,其隔声量达36dB。隔声效果较好,而双层普通玻璃窗的节能效果可见表3,而从造价来说,双层窗的工程造价约为复合玻璃窗的50%。
(2)住宅外门及阳台门
江苏地区住宅外门及阳台门在节能设计中可采用多功能户门(具有保温、隔声、防盗等功能)及夹板门等。夹板门一般中间填充玻璃棉或矿棉等作为保温材料,而玻璃棉或矿棉等同时也是吸声材料,节能设计中应用较多的如:双层金属门板,中间填充15mm厚玻璃棉板,可考虑适当增加填充厚度来提高隔声量。而门的密缝处理对于门的隔声也有很大影响,在防止空气渗透上也能起一定作用。
二、加强建筑绿化
1、节能方面,绿化可以调节温度,尤其是降低夏季温度,树木枝叶形成浓荫可以遮挡太阳辐射和地面、墙面和相邻物的反射热。经过测试,夏季林地及草坪的气温与普通场地气温比较,平均降温值约为2.5~3℃。而西墙外有绿化的房间的室温低于无绿化的房间约3℃,同时在11~16时段内的升温速率有绿化房间也明显优于无绿化房间。不同的建筑绿化布置方法对节能均能起到一定效果。如:临街绿化,楼间绿化,楼旁绿化,建筑本体绿化等。
2、减噪方面,在噪声源与建筑之间的大片草坪或是种植由高大树木组成的足够宽度且浓密的绿化带,是减弱噪声干扰的措施之一。一般来说,绿化对于低频噪声的隔声能力优于高频;混植林带的隔声能力优于纯植林带;而植物本身的吸声能力,一般以叶面粗糙、面积大、树冠浓密的为强。在建筑绿化布置方法上,临街绿化对减噪的作用较大。在道路边设置1.8~2.4m宽的灌木绿带+6m宽的大乔木绿带,其隔声量可达8~10 dB。在节能与减噪方面均能产生效果和作用。
三、抓好推动建筑节能的几个环节
(一)抓住建造环节
1、最大限度降低建筑基础能耗水平。根据《GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准》以及《民用建筑热工设计规范GB50176-93》的规定,对建筑围护结构的热工性能应进行详细的计算、比较和分析,合理确定建筑体形系数,选择优化的建筑围护结构,外墙、屋顶、门窗等的热工性能(包括平均传热系数、热惰性指标及气密性要求)必须满足国家最新颁布的节能标准。
2、按照《公共建筑节能设计标准》进行的建筑设计。在保证相同的室内环境参数条件下,与未采取节能措施前相比,全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗应减少50%。
(二)抓住运行环节
要通过科学管理和应用适用的先进技术,使运行处于最佳状态,切实降低建筑物在使用过程中的能源消耗;要严格执行建筑节能减排的法律制度和技术规范,建立建筑节能监管服务体系,实施建筑能耗统计、能源审计和公示等制度,落实建筑节能减排目标责任制,严肃查处违法行为。
(三)抓住可再生能源应用技术的开发和推广环节
通过科学开发和有效推广可再生能源的工艺技术和先进设备,尽量减少建筑对一次性能源的依赖。在水资源的使用中,在建筑设计中,应结合当地水资源状况和气候特点,制定相应的节水、污水处理回收利用、雨水收集和回用方案,努力提高水循环利用率和用水效率,减少污水排放量。
1、水量平衡。最大限度地有效利用水资源,减少建筑污水的排放量,实现建筑用水的良性循环。
2、制定节水率、回用率目标。根据《水工业工程设计手册一建筑和小区给水排水》规定的用水定额及参照相关设计规范中的规定,计算小区生活用水量、 污水排放量及雨水收集量,制定节水率和回用率目标.
3、节水措施。在物业管理中制定节水管理制度,在日常使用和管理中实行经济目标责任做到防止跑、冒、滴、漏,以降低资源的损耗。
4、污水回收利用系统。经济理地利用污水资源。对再生水行合理的规划,使再生水资源发挥最大效益。回用水作为绿化车、地下水补给等。
5、合理设计给排水系统。通过给排水管道的合理设计,用洗衣服、洗菜的水冲洗厕所。同时采用新型卫生设施,比如节水龙头、节水马桶、节水浴缸等。
雨水:收集雨水用以一定范围内补充用水,改善建筑屋顶和室外场地水收集系统,建立完善整套的集水、处理、储存等设施。雨水处理后回用。限制或禁止使用市政供水进行浇灌 。
(四)抓住既有建筑的节能改造环节
1、采暖、空调系统。在设计采暖、空调系统时,应进行详细准确的热负荷计算,确定系统各设备装机容量的大小:积极稳妥的采用各种先进的设备、技术措施,确保空调系统在最优化的状态下运行,节约能源,减少污染;结合当地实际条件,选择优化的采暖、空调系统方案利能源供应形式,比如,采用地源热泵中央空调系统比传统的冬季壁挂锅炉铸铁暖气片采暖,夏季分体壁挂式或窗式空调制冷节能40%一60%,比空气源中央空调系统节能30%一50%,运行费用节省30%一50%。
2、热水供应系统。应选用适宜的能源制备热水;整个系统应采取保温措施以减少输送系统的能耗损失;应采用先进的控制调节措施。优化整个系统的运行。
3、家庭炊事系统。家庭炊事系统的设计应严格按照国家相应的标准进行,在确保安全的基础上,进行最优化的设计。节约能源,减少对空气环境造成的污染。
4、照明系统。在建筑规划和单体设计中要充分考虑利用自然采光;合理设计照明点;采用高效节能的照明设备;要设计相应的照明节能控制措施。比如:采用太阳能光伏电源、节能灯及T15型直灯管,根据具体情况考虑设置具有光控、时控或人体感应等功能的智能照明控制装置,采用SCB10型节能变压器等,可直接体现节约电能的效果。 转 贴于 中国论文下载中心 省略
(五)完善建筑节能减排的法律和政策的环节
认真贯彻落实《节约能源法》、 《可再生能源法》和《环境保护法》等法律,并抓紧制定《民用建筑节能条例》等配套法规,把建筑节能减排的制度保障工作作为首要任务认真抓好。同时,要与各有关部门配合,加强建筑节能减排重大政策的研究制定,建立反映资源稀缺程度和市场供求关系的资源价格形成机制,健全激励建筑节能减排的财税政策, 抑制浪费和不合理消费。
(六)完善建筑节能减排的技术标准环节
加快工程建设节能减排技术标准的制定和修订, 不断扩大标准的覆盖范围。直接涉及能源资源节约、生态环境保护、建筑技术进步的内容将作为强制性条文。充分发挥节能减排标准的技术保障和引导约束作用。
(七)大力推进技术创新环节
中图分类号:TU71文献标识码:A
一、绿色建筑的含义
这里的“绿色建筑”并不是指我们平常在字面上理解的植被覆盖率高、立体绿化、屋顶花园等能够看得见的绿色,而是在概念上的一种节能环保。它的含义是指建筑对环境污染小、甚至没有污染,建筑在建设和运营的过程中能最大限度地利用环境自然资源,而且追求一种人和自然的协调,在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑,又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。
绿色建筑的特点很明显:建筑内部的结构和布局比较合理,最大限度地减少建筑材料和装修材料的使用,保证通透性,充分利用阳光的比例,节省能源,为居住者创造一种接近自然的感觉。以人、建筑和自然环境的协调发展为目标,在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时,尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏,充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。
二、体育馆工程的提出和应用
2008年9月常州奥林匹克体育中心建成,中心定位于“市民健身的乐园、竞技体育的基地”,并于2010年10月成功举办江苏省第17届运动会。在这之后,其他全民健身中心的建设都开始了绿色建筑的元素,绿色节能在体育馆工程建设、设计、施工中开始不断地应用、创新。基于公共体育建筑的复杂性、大量性、建设运营中问题和策划实践中的不足,体育建筑策划工作作为体育设施科学建设流程中的重要一环具有对其进行研究的迫切性和研究价值。研究认为,公共体育建筑策划的实质是作为决策程序的重要组成部分,其意义在于作为科学决策的必要步骤、平衡各种价值的关键环节、为场馆建成后运营打下良好基础以及为设计提供必要条件。
北京以“绿色奥运,科技奥运,人文奥运”的鲜明旗帜,赢得了2008 年第29 届奥林匹克运动会的举办权。中国体育事业和体育建筑迎来了历史上难得的发展契机。我国体育建筑设计,在建筑结构、造型、功能和技术等方面,积累了丰富的经验,取得了令人瞩目的成果,形成了比较完整的体育建筑设计体系。“绿色奥运”的概念,为我国体育建筑设计理念、绿色技术措施等方面,提出了新的课题。本论文中,笔者冒昧提出“绿色体育建筑”的概念,它以传统体育建筑设计体系为基础,吸收“绿色建筑”设计思想中的合理成分,对自然资源和能源利用、环境、气候、功能可持续等方面进行特别关注,体现了可持续发展的科学理念。论文结合国内外的工程实例,对体育建筑的自然通风、自然采光和建筑节能等方面作了重点研究。绿色体育建筑,既是体育建筑新的发展,也是绿色建筑新的深化。
三、绿色建筑在体育馆建设中的应用
众所周知,体育馆消费用消耗主要在两个方面。其一,体育馆面积大、体积大、容量大,其建造的材料和时间、人力投入都非常多;其二,体育馆和运动器材的维护保养的费用比较大。由于体育馆室内和室外接触的面积比较大,因为大部分的体育馆为了扩充室内面积,会采取“凸形”的设计原则。这样就增加了建筑室内和室外的接触面积,无形中增加了材质的应用。建筑的室内和室外的物理界限就是建筑物的围护结构,由于接触面积的增加,建造围护结构的材质的使用就随之增加,要达到绿色建筑的目的,就必须在提高围护结构的环保功能上下功夫。围护结构同时也是建筑多种功能的总集合体。随着时代的发展,围护结构也在不断发生变化,其功能足部完善,这种完善给人带来越来越舒适的室内热环境。一方面,随着科技的发展,构造技术和使用材料取得了很大的进步,这种进步大大提高了传统的围护结构的保温性能;另一方面,现代意义上的围护结构不仅能够满足传统的功能需求,而且已经成为了采集利用自然可再生能源和新能源的有利场所,这一方面的典型例子就是太阳能墙板等。下面从本人长期接触体育设施管理角度谈谈体育馆工程运用绿色节能元素要从设计开始。
(一)节能构件设计
1、门窗的节能设计。
虽然体育馆内的门窗比较少,但是由于体育馆的面积大,门窗要承受的压力比较大,必须使用材质比较好、性能比较高的材料。门窗经常开动,很明显是围护结构中保温最的一个薄弱环节。在室内整体的热损失中,从门窗散发的热损失就达到40%的比例。做好门窗保温工作可从以下几个主要的方面入手:提高材料保温性能、控制窗墙比例、增加门窗的层数。这些方法可以提高门窗的气密性、保温性。此外,在选择窗用玻璃时,有一种玻璃很有特色,那就是含有氧化亚铁的吸热材料玻璃,这种玻璃对红外线很大的吸收作用。常见颜色的有灰色和青铜色。
2、体育馆屋顶的节能设计。
现代体育馆的屋顶相对于传统屋顶有很多的新增添的优势,主要表现在减少屋顶吸收热量,同时,在减少热量传递方面也有一定的优势特点。另外,我们还可根据屋顶的优势,来大力发展太阳能屋顶结构。保温屋顶的形式要合理选择。此外,在材料、颜色的应用上也应该极力注意,避免选用相矛盾的材料。在设置保温层时,应该有效热能的散发,这样才能最大效率低减少热量的传递。
3、墙体节能设计。
随着时代的发展,我们越来越发现,由不同材料组合而形成的复合墙体保温性能很好,它们在现代建筑墙体的应用中处于主导位置。与此同时,体现出高技术特色的新式墙体也有了越来越多的发展。应用最多的是透明绝热墙、双层玻璃幕墙、玻璃幕墙和绿化墙体等。体院馆的容积比较大,良好的保温墙体能够大大减少冬天供热的资源浪费。
(1)保温外墙体的设计。
保温外墙体主要分为单一材料墙体和复合材料墙体。我们平常最常见的单一材料围护结构是砖墙结构。在施工中为了提高节能效果,必须同时节省建筑面积、减低实体粘土砖的使用,在目前来说多采用空心砌块结构。单一材料的围护结构包括有:粘土多孔砖,多层住宅一般采用砖混结构,这种结构以粘土多孔砖作为墙体。
(2)玻璃幕墙。
在现代生活中,玻璃幕墙以其独特的美观性特诊,已经收到越来越多的消费者的青睐,使用越来越广泛,因而玻璃幕墙对于节能设计也占了越来越大的比例。寒冷地区,尤其是严寒地区的冬季,最适合采用这种方法。
(3)透明绝热墙。
透明绝热墙在现代生活中应用也十分普遍,它是由透明的绝热材料和外墙复合而构成的。相对特隆布墙的优势在于,特隆布墙只有一层空气层,而透明热阻墙都有两层空气层,再加上透明热阻的材料本身固有的热阻,可有效保持室内的温度。
(4)双层玻璃幕墙。
双层玻璃幕墙在现在的建筑中应用越来越多。很多人把双层玻璃幕墙叫做作“能够呼吸的皮肤”。它的种类不一,有两层的,也有三层的。各个玻璃幕墙中间留有相当宽度的通风道,以供空气流通。同时,这这种玻璃幕墙配有可以灵活调节的百叶,以方便控制。
(5)绿化墙体。
绿化墙体主要是指外表面覆盖着爬墙植物或者攀藤植物,正是这些落叶植物能够保证冬季日照的削弱和夏季保温性能的提高。适合垂直绿化的常见藤本植物有爬山虎、常春藤、凌霄、金银花、扶芳藤等数十种。其中墙体绿化广泛使用较多的是爬山虎。
4、材料的节能选用
在材料的选用上,就是指要选用节能的材料。比如节能特性比较好的保温管材、板材、装饰装修材料等都属于建筑节能功能材料的范畴。这方面有很好的现实使用的例子,应用比较多的有节能化学建材、节能建筑涂料、节能管道、节能木地板等。一般情况下,新使用的新型节能材料在功能上不会差,其最大的特点是功能性和节能型兼备,它们的推广使用,不仅仅是建筑节能材料方面的一大进步,而且大大提高了建筑工程节能的指标,也在建筑的内涵和外延方面有一定的帮助。
(二)节约资源的使用
在节能降耗的过程中,开元与节流同样重要。上面我们说的一系列新技术、新工艺的应用就属于开源方面,下面我们主要从节流方面讲讲怎么样最大限度地减少资源的浪费。资源的节约是贯穿在整个施工过程中的,这就要求我们在工程开始之前就对节能减排做出具体、详细的策划,同时,节能减排并不意味着一味地降低造价,而是与安全管理和安全施工有效地结合在一起的。节约能源包括节约土地、水和生物资源等。在设计和施工中应该最大限度地利用风、光照、水等资源,这样就能够减少对人工材质的使用。我们知道高新技术一般都能够以很多倍数地减少对能源的消耗,同时,可以不断地提高生活质量。利用废弃的土地、植被、土壤和砖石为新的建筑工程服务,这就是比较明显的一种循环利用的的方法。
1、在工程的各项制度和措施上,采取国家、地方、行业的规定措施,落后技术坚决淘汰,新工艺坚持引进,在技术的采用方面,优先选取工艺比较成熟、能好比较低、资源消耗比较少的技术、新材料;在土地的利用上,以最少的土地占用为原则,节约不可再生资源,对于实心粘土砖,一般情况下禁止使用,或者极少地利用;在环境保护方面,严谨废弃物品的焚烧,保护空气清洁;严谨污水没经过处理之前随意排放,保护水环境的清洁等;在质量检测方面,确保使用材料的质量的可靠性,严格把握采暖制冷照明的能耗,采取一次检测成功,不返工、不浪费。
2、节约用水。节约用水主要有这样几种方法:安装小流量用水设备、节水型新产品;利用雨水井收集雨水,循环利用;增加水资源的利用率,对绿化、降尘、浇灌等用水量大的工程要循环使用;在设备的日常检查阶段,定期检查设备的封闭性,及时修补漏水之类的现象。
3、科技进步。科技进步是节约材料的主要途径,因为技术创新不仅提高生产和建设的效率,而且也不断地在围绕符合建筑节能、节地、节水、节材、等方面进行不断地探索。这方面最典型的例子,就是近年来风能、太阳能等可再生资源的使用。这里不仅仅是实验室工作人员的工作,也应该是我们每一个工程施工人员的工作,因为我们接触的最多,也对实际情况了解的比较详细,我们应该在实际工作中不断地探索和研发,和实验室人员多沟通、紧密配合。这样我们的工作才不是无意义的操作,而是有目的有思想的工作。
(三)绿色工程,节约后期维护费用
体育场的发展紧扣时代脉搏,在很大程度上代表人类绿色工程和节能环保工程进展的程度。绿色工程的优点不仅仅在于上文所说的节约材质,更在于体育馆建成投入后维护费用的减少、投入使用过程中对环境造成的破坏与污染减少,甚至在于体育场在拆毁时可重新利用的材料比例高。
以北京2008年奥运会主体育场为例,设计者们并没有让屋顶和墙面上的面积和空间浪费,而是把30KW的太阳能光电板安装在上面。这种设计就属于节能设计,太阳能光电板产生的电能主要供应体育场内的空调和照明用电。另外,奥运村的热水系统的将近90%用电也来源于此。在整个奥运主场的能耗需求上,风能和太阳能、地热能提供了20%,绿色技能建筑在体育场运营维护中所起的作用可见一斑。
四、结论。
综上所述,目前体育馆的绿色设计策略主要是通过减少建筑内部的耗材,提高建筑利用自然条件的比例来实现的。节能设计尤其是建筑节能设计现在已经成为不可回避的话题,已经成为现代建筑行业乃至我国国民经济可持续发展观的关键一环。对于我们相关行业,怎么样更高效地进行节能规划设计和建筑方案设计是当前我们不得不思考的难点、焦点问题。推进建筑节能是减少污染、降低能耗、提高能效的重要途径,更是提高公益性体育馆公益性的重要突进。在体育馆设计和施工中,只有每一步都把绿色节能放在第一位,在节能理念的指导下,在合理应用施工新技术的前提下,采用新技术、新材料、新管理方法,努力实现建筑工程施工的节能减排,实现高公益性体育馆的建设。
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中图分类号:TU201文献标识码: A
目前,能源问题受到世界各国的普遍关注,已被列为人类面临的四大生存问题之一。而在全世界的能源消耗中,无论是发达国家还是发展中国家,建筑能耗在总能耗中所占的比重是很大的,约占25%~40%,建筑节能已经成为节能的重点。能源是现代经济建设的基本物质基础.然而现有主要能源的枯竭,却是人类要面临的问题。如何有效利用现有能源、节能降耗是解决这一问题的两大关键。
1 建筑节能的概念及意义
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。所谓建筑节能,就是满足居住舒适性要求的前提下,建筑中采用隔热保温的新型墙体材料和高能效比的采暖空调设备,达到节约动力、降低能耗、提升能源利用效率之目的。据不完全统计,我国建筑耗能量已占社会总耗能的30%。随着我国城市化进程的不断推动、城镇经济的高速发展以及人民生活质量的不断提高,专家们预言:如不及时地对建筑能耗方面进行有效管控,这个比例将火速地上升到40%以上。由此可见,建筑节能迫不及待,应将其置于设计施工任务的重要位置。
由于中国是一个发展中国家,人口众多,人均资源占有量相对匾乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源只有世界人均占有量的1/4,已探明的煤炭储量只占世界储量的11%,原油占2.4%。每年新建建筑使用的实心粘土砖,其用料相当于毁掉良田12万亩。物耗水平相对发达国家,钢材高出10%--25%,每立方米混凝土多用水泥80公斤,污水回用率仅为25%。国民经济要实现可持续发展,推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。目前,中国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过中国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造,这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率,就能够大大缓解国家能源紧缺状况,促进中国国民经济建设的发展。因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。
2 土木工程中建筑节能重要性
伴随着经济社会的迅猛发展过程中,由于人类过分追求发展的速度和发展所带来的满足而忽视或淡薄了其所带来的负面效应,致使在极大满足自身物欲的同时,也给自身未来的发展埋下了诸多隐患,这些问题随着时间的推移暴露越来越明显,直至威胁到人类自身的生存,如温室效应的出现、水污染等问题。在某种程度上,这些问题都归于人们对发展的片面理解,认为只要经济发展了,一切问题都可以迎忍而解,忽视了环境保护。事实上,只有科学的发展才能不断解决人类所面对的问题。我国建筑不但能耗偏高,而且其能源利用的效率很低,建筑在不久的将来将会是我国的第一耗能大户,建筑节能也就会成为全社会的节能工作之首。最近几年,我国正处在建筑高速化发展阶段,大举促进建筑节能,也处在了一个关键的时机。由于我国幅原辽阔、气候各异,不同类型的建筑节能仅仅依靠墙体保温等的措施是无法解决的,这就有必要在建筑设计、建筑细布的构造处理、环境控制的设备和系统等各类技术的集成来解决这个问题。所以,建筑能耗不单影响了国家的能源供应、能源使用的效率并且对环境造成了极大的影响,建筑节能与居住环境是互为关联、互为影响的两个问题。从土木工程建设的角度来看,建筑节能措施的应用是缓解能源紧缺矛盾、改善我国人们生活工作条件、减轻环境污染、促进经济持续发展的一项措施。
3 土木工程中建筑节能措施
3.1 树立坚持以人为本的概念
建筑节能并不是片面的盲目节约,而是应该全面性地提升建筑的基本质量。人们通常误认为建筑节能就应该要降低建筑的标准与使用的水平,所以要提防简单化地将节能建筑领会为"低标准"与"简易房"两种,如今的社会,科学技术的发展已是日新月异,其最终的产品要求必须是:不仅质量优良,而且可以充分地体现、满足以人为本的和谐观念,造福广大人民、回归纯自然生态,并且和社会的发展水平相符合的人性化建筑。
3.2 加强工程建筑节能设计
建筑节能设计要树立"因地制宜、天人合一"的节能环保理念,除应符合国家现行的有关标准、规范外,还要着重考虑以下四个方面:(1)环境平面规划(选址、布局、朝向、间距、绿化等符合要求);(2)单体设计(外形、窗墙比、材料选用、围护结构热工性能等合理);(3)建筑细部构造(楼地面、楼梯间、屋顶等保温隔热以及建筑安全节能玻璃的使用);(4)节能型空调和采暖器的选用,以及太阳能光热与光电产品的推广应用等等。
3.3 使用照明科技的进步
在我国目前提倡的建筑节能理念中,节电是其中最受关注的内容。在非工业建筑中,照明的耗电量所占比重是很大的,成为建筑节能的重点,已经成为CBD大楼的重要节能内容。据统计,整栋办公楼耗电量的33%被用于照明;电气设备总费用的十分之一被用于照明设备。为这个用电大户配置合理的用电方案、引进节能照明设备、启用照明自动控制系统,可以有效的减少资源的消耗,降低维护费用,带来极大的社会效益和经济效益。自动照明控制系统的应用,还会提高CBD现代化水平。在一些发达国家, 对照明系统进行自动化控制已经成为智能节能化办公不可或缺的一部分,并且正被越来越广泛的应用于各个领域。随着现代建筑节能水平的不断提高,照明自动控制系统也在不断的发展以适应不同布局建筑物的需求。
4 结束语
随着气候环境的变化和经济的发展,人类面临现有平均资源的不足和生活环境恶化的困局越来越明显,现有资源量和需求资源量之间的矛盾也日益尖锐,此事实迫使各行业寻找一条节能和环保的出路以求人类的生存和发展,建筑业也不例外。目前,随着时代的推进,能源问题愈来愈引起世界各国的特别关注,现已被列为人类生存所面临的四大问题之一。而在全世界的能源消耗当中,不管是发达国家或者是发展中国家,建筑行业的能源消耗在总的能耗中所占比重是较大的,约占20%~40%。因此,建筑行业的节能成为全球节能的重点。
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【摘 要】我国地域辽阔,历史文化悠久,创造了五千年的文明,建筑史上也涌现出许多典范之作。随着社会的进步与发展,人们对地域文化越来越重视。国外新建筑理论不断涌入的同时,国内建筑师也与时俱进,创作了大量有特色的建筑作品,其中不乏具有典型地域文化特征的优秀作品。但在地域特征的应用上,不能松懈,还应该进一步发掘。下面以山东援疆基层组织阵地工程设计方案(喀什地区)为例, 对建筑设计中的地域特征应用进行阐述。
关键词 地域特征; 基层组织阵地; 喀什; 高台民居; 喀什平原气候区; 帕米尔高原气候区
【中图分类号】TU201
【文献标识码】A
On the architectural design of the geographical features applications
Liu Yuan-yi
(Zibo City Planning and Design Institute Zibo Shandong 255000)
【Abstract】China’s vast territory, history and culture, created a five thousand years of civilization, the history of architecture also emerged as a model for many. With the progress and development of society, people are more and more emphasis on regional culture. Foreign influx of new architectural theory at the same time, domestic architects times, created a lot of distinctive architectural works, many of them with the typical geographical and cultural characteristics of good works. But on the geographical features of the application, can not relax, but also should be further explored. The following positions grassroots organizations Shandong Yuanjiang engineering design (Kashi), for example, for the architectural design of the geographical features of the application to elaborate.
【Key words】Geographical features;Grassroots organization positions;Kashi;High-houses;Kashi plain climate zone;Pamirs climate zone
1. 概述
近年来,随着国外新建筑设计思潮的不断涌入,我国建筑师也不断学习进步,创作出许多优秀作品。但在地域特征的应用上,还有很大的成长空间。山东援疆基层组织阵地工程设计方案(喀什地区),充分考虑了喀什地区的地域特征——包括当地文化特征和当地气候特征,使得建筑与文化、自然环境进行对话。这种设计方式,比较好的融合了地域元素、展现了现代建筑特征。
2. 喀什平原气候区基层组织阵地
(1)“不到高台民居,不算到喀什噶尔”,喀什的高台民居——“阔孜其亚贝希”之巷给了我们很多的启示。平日,在小巷中,孩子们愉快的笑声,轻快的脚步声,以及老人们悠闲的独坐抑或是几个人围坐起来的攀谈,都令人感到小巷的活力。
(2)喀什平原气候区村级基层组织阵地(图1、图2)的设计,充分借鉴“阔孜其亚贝希”之巷的空间形式,利用现代手法进行表达,注重塑造人群公共活动空间,有利于当地居民的生活交流和情感沟通,营造一种和谐的生活氛围,提升整个区域的人文氛围。
(3)功能布局方面,就近葡萄架之下设置小型超时入口,向群众供应日常商品,提供便民服务;村级基层组织阵地的一层综合布置民兵值班室、卫生室、计生室、共青妇办公室,图书室、电教室、多功能室(集活动、会议、电教、培训等功能于一体),实行一室多用。
(4)村级基层阵地的室外环境充分借鉴民居的庭院元素,对葡萄架利用现代手法进行表达,注重与建筑本身的衔接,体现设计的整体性。同时,葡萄架与地面的衔接处设置种植斜坡,视觉效果犹如地面绿色植物通过葡萄架与建筑成为了一个和谐的整体。同时在葡萄架之下,塑造公共活动空间,让居民能够体验到舒适并具有亲和力的室外环境,并能体现出基层组织阵地的吸引力。
(5)细部设计方面,提炼当地民居的一些设计元素——圆弧和十字纹,并重组这些元素以进行现代手法表达,室外的片墙引入十字纹进行现代表达,葡萄架借鉴当地圆弧形态进行现代表达.室内大厅的设计也受到“阔孜其亚贝希”之巷的启示进行空间塑造,同时引入了同样的细部元素,着力塑造空间环境。在体现传统性的同时,也体现了日新月异的时代性。
(6)技术方面,充分结合当地的气候特征,利用太阳能技术,提供热水和部分电力能源。设置雨水收集装置以提供部分用水进行植物浇灌和冲洗之用。在玻璃的选用上,优先选用双层low-e玻璃,窗户处设置外百叶遮阳,部分墙体采用特隆布墙体。在室外环境的设计上,考虑到攀爬植物的生态效应,在夏日适当时间将室外荫凉处的空气引导入室内,有效利用自然通风以节能。
3. 帕米尔高原气候区基层组织阵地
(1)帕米尔高原气候区主要是在塔什库尔干塔吉克自治县。年平均气温在5℃以下,冬季漫长寒冷,夏季温和。降水较少,主要集中在春夏两季。大风日数多,光照充足,辐射强,天气晴朗。针对这种气候环境,帕米尔高原气候区社区基层组织阵地(图3、图4)的设计充分利用技术手段,以创造舒适的社区办公环境,同时在材料方面,借鉴当地的建筑材料,与当地建筑保持和谐统一。
(2)功能布局方面,一层设置司法警务室,残联,卫生室,社保站、医保站、低保站、计生站、流动人口管理站、环境卫生站,在一站式服务大厅提供集中服务;二层设置综治办,党员管理办公室,图书阅览室,工会,会议、活动、培训、电教等用房。
(3)帕米尔高原气候区阳光充足,可以充分利用太阳能提供热水,并利用光电板提供部分电力能源用于辅助照明;该气候区大风日数多,设置风力发电设施,提供部分电力能源,大风容易扬沙,设置攀爬植物架,有效防风沙,同时在窗户外面设置挡沙板;该气候区冬季漫长寒冷,气温较低,可有效利用被动太阳能,加大南向窗口的开口面积,让更多的阳能进入室内,并利用特隆布墙进行采暖;该气候区降水较少,主要集中在春夏两季,可设置有效地雨水收集装置,对雨水进行存储并综合利用。并利用其他有效保温措施,以保持室内温度,保证室内的舒适办公环境.通过各项技术的使用,使建筑的形式追随当地气候。
4. 结语
发掘地域建筑文化内涵,展示地域建筑文化精髓,是建筑师不可推卸的社会责任。在建筑设计中,可以适当引入具有地域特征的元素,以反映地域文化,使得地域元素与现代元素和谐统一。这种设计方式能够不仅比较好的融合地域元素、展现现代建筑特征,同时也能够唤起人们对当地文化的认同感。
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中图分类号:TU201.文献标识码: A 文章编号:
前言
现阶段,我国的建筑面积越来越大、楼层越来越高。施工规模的不断扩大,建筑业的不断繁荣,带动了各种各样幕墙施工技术的发展。近年来,幕墙不仅广泛应用于各种建筑物的外墙,还应用于各种功能的建筑内墙,如通信机房、电视演播室、航空港、大车站、体育馆、博物馆、文化中心、大酒店、大型商场等,很大程度上满足了建筑内外的特殊需要,提高了建筑内外的环境,也产生了很好的装饰效果,但是,在现代幕墙广泛采用并为居民创造了更为舒适的工作生活环境的同时,也造成了巨大的能源消耗,使得我国的经济发展和人们生活水平的提高缺乏强有力的支持。因此,加强幕墙的节能设计,已经势在必行。
二.节能型玻璃幕墙设计的一般的原则。
建筑幕墙是现代建筑最外层的结构,不仅仅可以增强建筑的审美价值,更可以创造出舒适的室内环境,但是,幕墙也是整个建筑体系中重要的能源消耗点之一,加强建筑幕墙的节能设计,必须综合考虑到建筑物周边的气候条件,人文经济特征,科学分析周边的光线,温度等因素,在此基础上,要结合建筑整体的高度,结构特点,朝向等条件,通过科学合理的设计手段,对建筑室内的环境进行调整,使得建筑内部的温度,湿度,光线,遮阳,采光,通风,隔热等多方面的条件更适合人们的居住和工作,既满足了整个建筑的基本功能,也通过合理的设计,大幅度降低了整个幕墙建筑的能源消耗。据笔者多年幕墙施工经验,幕墙的节能设计,要遵循以下几个方面的原则。
1.要严格遵守目前设计节能的各种法律法规
伴随着幕墙在建筑工程的广泛运用,我国也相继出台了一系列的法律法规,这些法律规范都是建筑幕墙节能设计必须严格遵守的标准之一。在进行建筑幕墙节能设计过程中,要从保温,隔热等多方面进行,严格遵守GB 50189—2oo5《公共建筑节能设计标准》、JGJfF151—2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》、GB/T21086—2007《建筑幕墙》等法律规范,并使得建筑幕墙的各项设计符合节能的基本要求。2.幕墙的节能设计要具有科学性
幕墙的节能设计是一项极其复杂的过程,必须综合考虑到建筑功能,性能等多方面的因素,从地理自然条件到人文经济因素,都做出全面分析,权衡。据建筑的实际情况,科学选择幕墙的形式结构和窗墙面积比,使用节能材料,优化建筑构造,从而使得建筑主体和幕墙之间形成科学合理的统一体。
3.幕墙的节能设计要遵守适用性原则
在设计过程中,要从当地的环境因素与项目的具体实际出发,设计要符合地方规定标准和国家法律规定,严格落实节能政策,处理好提高建筑舒适度和降低幕墙能源消耗的关系。
4.要遵守经济性原则
在建筑幕墙设计过程中,要处理好局部和整体的关系,相对于整个建筑项目而言,建筑幕墙只是其中一个部分,也是整体建筑节能设计的一个关键环节,因此,要结合整体建筑的节能设计,将幕墙的节能设计和建筑主体的节能设计统一起来,综合考虑,实现二者的统一协调,实现建筑设计的节能性能和经济成本的优化。
三.现代幕墙建筑设计中的节能设计分析
1.建筑幕墙节能的遮阳设计
(一)科学选择遮阳的玻璃
在遮阳节能设计过程中,遮阳玻璃的选择是其中很重要的环节,在进行遮阳玻璃的选择时,可以综合考虑到各种遮阳系数,建筑施工点的自然气候条件,人文经济因素等多方面的条件,进行综合分析,科学选择,一般而言,镀膜玻璃、反射玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等玻璃类型都是节能设计过程中广泛运用的类型。
(二)优化遮阳的结构设计
一般来说,按照位置遮阳构件可分为内遮阳和外遮阳。其中,外遮阳的形式又可以分为垂直式遮阳、水平式遮阳、挡板式遮阳、综合式遮阳和幕墙式遮阳等。在设计水平式遮阳板时,要注意处理玻璃外侧散逸的热空气,既要求遮阳板和玻璃墙面要保持一定的距离,并且遮阳板本身也应该做好热处理工作,比如设计成百叶状倾斜的形式。对于垂直的遮阳板来说,最好做成根据太阳的不同的位置进行相应的调节的形式,以达到最好的遮阳效果。而内遮阳,相对比较简单,就是在幕墙内侧设置遮阳帘、竹帘、软百页等挡阳的设施,以防止阳光透过外遮阳进入室内。
2.幕墙节能的热工设计
(一)建筑幕墙热工节能设计的发展趋向
在幕墙节能设计过程中,如果幕墙主要用于采暖供热,那么在设计时要注意保温性能,力求实现温室效益,如果是为了达到制冷效果,比如冷房效果,在综合考虑到这些性能特征的同时,都要综合利用太阳能,双层通风幕墙就是一种比较科学合理的发展方向。
(二)幕墙热工节能设计中的传热优化
进行幕墙热工设计时,必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径:一是玻璃和铝合金金属框格的传热:通过单层玻璃的热流传热,通过金属框格传热,通过玻璃的镀膜层减少辐射换热;二是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热:内表面与室内空气间的对流换热,内表面与室内环境间的辐射换热;三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热;外表面与周围空气间的对流换热,外表面与外界环境间的辐射换热,外表面与空间的各种长波辐射换热。设计时采用尼龙等结构塑料,形成“断桥”,可增大热阻,减少热传导,从而设计隔热幕墙。
3.幕墙结构粘接材料的节能选择
(一)硅酮结构密封胶,硅酮结构密封胶将建筑幕墙玻璃粘结到支撑结构上。结构硅酮密封胶既起到结构粘结作用,又起到幕墙密封胶作用。因此在幕墙设计中如何选用合适的结构硅酮胶产品对确保幕墙的安全性和耐久性是至关重要的。幕墙所用各种胶料均必须进行相容试验和性能检测,并出具试验检测报告。
(二)低发泡间隔双面胶带,低发泡间隔双面胶带的作用与结构硅酮胶相同。目前国内使用的双面胶带有聚胺基甲酸乙脂低发泡间隔双面胶带和聚乙烯低发泡间隔双面胶带两种产品。要根据幕墙承受的风荷载、高度和玻璃大小、重量,铝型材的重量以及注胶厚度来选用双面胶带。
四.结束语
节能环保是我国建筑行业发展的重要理念。在能源危机日渐严重的今天,幕墙的能源消耗大大增加了我国的能源负担,不利于我国社会主义和谐社会的进程,随着建筑行业的飞速发展,现代幕墙将会得到更广泛的运用,幕墙能源消耗势必会进一步增加,为了缓解我国的能源压力,在幕墙设计过程中,应该采取各种措施,不断地降低成本,减少能源消耗,为建设资源节约型环境友好型的和谐社会做贡献。
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