寒冷地区超低能耗住宅建筑节能设计研究

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寒冷地区超低能耗住宅建筑节能设计研究
摘要:在现阶段我国住宅建筑创新发展中,除了要求利用形式多样的新技术和新手段来提升住宅建筑居住品质外,积极关注住宅建筑室内环境营造以及节能环保诉求同样至关重要。为了促使住宅建筑能够在这些方面表现出较为理想的品质,从前期规划设计阶段入手予以优化处理极为必要,成为住宅建筑工程项目构建的关键环节。
关键词:寒冷地区;被动式建筑;建筑能耗
引言
从古至今,人类不断适应自然,不断创造出更加适宜居住和生活的建筑形式。英国建筑师拉尔夫·厄斯金曾经说:“没有气候问题,人类就不需要建筑了。”人类自诞生起就分布在全世界的各个地区,不同地区又由于受到不同自然条件(日照、湿度等)的影响逐渐形成了不同的气候,而不同的气候也导致了不同建筑形式的出现。
一、住宅建筑节能现状
近几年,国土资源部门进行了全方位的改革与创新,先后制定并颁布了《公建节能设计标准》《居住建筑节能设计标准》《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》等相关国家标准、工业标准,并对其进行了规范。在这二十多年来,我国的节能标准体系正在逐渐发展和完善中,各地相继出台了符合地方环境要求的法规制度,如《北京市公共建筑节能设计标准》DB11/687-2015,《广西公共建筑节能设计规范》DBJ/45-003-2012等。各地重视程度可见一斑。从标准的执行情况来看,随着国家对超低能耗建筑的扶持,规范的执行程度在逐年提高。但在全国建筑业总产值中,住宅建筑能耗占有的比重仍然较高,单位建筑能耗比同等气候条件下发达国家高出2~3倍。住宅建筑节能策略是建立在建设初期到后期使用的项目生命周期历程中的互相统筹协调。
二、寒冷地区超低能耗住宅建筑节能设计
分水器(一)合理安排建筑布局
在我国的寒冷地区,人们对于建筑的采光有着非常高的要求,充足的采光可以保证建筑在冬季能得到足够的热量,为建筑在采暖季节提供良好的室内热环境,从而降低建筑因采暖所产生的能耗。而公共建筑因为人员密度较高,更应该加强采光,从而在寒冷的冬季为室
内尽可能多地补充热量,营造良好的建筑室内光环境。对此,一方面,建筑的周围应当尽量减少遮挡,以保证建筑获得充足的光照;另一方面,必须充分考虑建筑所在地的光照情况,以此来确定建筑的具体建造方式及建筑的最佳朝向。根据经验,在我国寒冷地区,建筑的最佳朝向为正南方向东西10度左右,而最不利的朝向是西侧,因此在建筑设计上应尽量避免在东西方向上布置主要的建筑功能用房。
(二)控制建筑形体
在寒冷地区,对建筑形体的控制在被动式建筑设计中具有明显的作用。在进行建筑设计时,要控制建筑物体形系数。建筑体形系数指的是建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。建筑体形系数数值越大,说明该建筑与室外空气所接触的面积越大,也说明该建筑物不利于在冬季保暖。因此,《公共建筑节能设计标准》对于建筑的体形系数有明确的要求,如采用合理的建筑设计方案的单栋建筑面积应小于800m2,其体形系数一般不会超过0.5。
(三)屋顶屋面结构的材料选择
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高效化的保温隔热材料已逐渐运用于屋顶,膨胀珍珠岩芯板保温材料已经广泛地取代了传统的珍珠岩板、水泥珍珠岩隔热层,新型材料解决了传统方法中保温板密度大、传热系数高、吸水性大等缺陷。并且这类材料的保暖芯板保暖效果非常好、施工方便,质量好,价格便宜,不会对环境造成破坏。保温芯板是一种柔性板料,不但可用于水平屋顶,还能够用在含有弧面的屋顶。在加强建筑节能技术实际效果的同时,还能够充实建筑规划设计规定的建筑立面实际效果。其主要参数堆积密度为110kg/m3~150kg/m3,传热系数为0.04W/m•K~0.06W/m•K,储热指数为0.90m2•K~0.11m2•K,抗拉强度高于0.2MPa,吸水性低于0.01%,水蒸汽透过系数为2.18×Pa至2.18×Pa。这些指标表明,膨胀珍珠岩具有更低的致密性,传热系数低,吸水性和水蒸气透水率低的特征,是保暖性能比较好的屋顶节能保温材料。随着技术的进步,建筑节能程度会随着建筑材料的更新而逐步提高。
(四)墙体节能设计
湖北省其他事业单位实施绩效工资指导意见绿住宅建筑设计还应该重点考虑到各个围护结构的优化,针对以往在围护结构方面出现的严重能耗损失问题予以处理,以此体现出更强的节能效益。比如住宅建筑外墙结构就是
不容忽视的重要组成部分,要求确保外墙结构具备理想的保温隔热性能,降低该部位出现的热量散失程度。基于外墙结构的保温隔热性能优化来看,外墙外保温施工技术的应用比较常见,该技术的应用可以在外墙结构的外侧进行优化布置,利用多重保温隔热材料,增强外墙结构的保温水平,尤其是在我国北方地区,这种外墙外保温技术的应用最为普遍,应该促使其恰当融入住宅建筑外墙结构。针对住宅建筑的屋面同样也需要优化控制,力求在保障原有功能的同时,进一步借助适宜合理的材料,增强屋面结构的保温隔热性能,解决该部位热量散失问题,且能够实现对于太阳光照射的优化应对,促使其可以在炎热的夏天具备理想隔热能力。对于住宅建筑结构中比较重要的门窗结构,同样也需要在绿建筑理念下得以优化,以便促使门窗结构既能够实现对于以往热量散失问题的处理,也能够有效实现对于通风、采光效果的优化,以此契合节能诉求。基于此,在门窗结构的布置位置以及大小设计中,设计人员应该予以综合分析,以求能够形成较为理想的协调关系,可以较好实现对于通风以及采光效果的提升,促使其可以更好服务于住宅建筑室内空间营造。在此基础上,设计人员对于门窗材料的选用也需要严格控制,要求切实增强整体保温性能,选择导热系数相对较小的边框材料以及玻璃材料,同时借助于高致密度的密封材料予以全面处理,增强其整体性能。
(五)在建筑设备和技术方面
建筑设备主要指照明设备、给排水设备、通风取暖设备等,绿建筑理念下,建筑设备应符合绿环保要求。传统给排水设备较为重视排水功能,忽视环保功能。绿建筑理念下,给排水设备可以应用雨水循环技术、节水器具,如节水型淋浴器、节水型水龙头、雨水收集器等。对于建筑照明设备,可以利用太阳能进行照明,使用幕墙光伏技术、屋顶光伏技术等。尤其是在农村地区,地域辽阔,是利用太阳能的最佳场所,通过在屋顶铺设太阳能板来收集太阳能,供应家庭用电。这样有效节约电能,减少生活成本。在通风取暖设备中,装配式住宅将空调通风和自然通风有机结合,会用新型取暖技术,最大程度上降低取暖能耗,减少空调的使用。主要利用当地的气象情况,将自然风源发挥到极致,从而实现取暖通风的节能环保效果。
结束语
住宅建筑节能设计,是在保证提高居住舒适度的条件下,合理使用能源,不断提高能源的利用效率。住宅建筑节能设计是一项复杂的系统工程,作为老百姓基本的生活保障,在设计过程中必须从建筑节能的实际情况出发,采用多种有效的节能方法对其进行规划和设计。李钟瑞
参考文献
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本文发布于:2024-09-24 01:20:34,感谢您对本站的认可!

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