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1.建筑構造節能設計
(1)外墻面和屋面節能
外墻作為建筑外圍護結構的主體,我們常常可以用砌塊墻體儲熱能力強、保溫性能好、強度低等特點來節能,如陶?;炷量招钠鰤K、加頁巖多空磚、氣混凝土砌塊、外保溫復合墻體、內保溫復合墻體等。但內保溫復合墻體由于受熱橋的影響,節能效果并不是很理想。所以國家已經開始限制使用內保溫復合墻體,可采用保溫效果更好的外墻外保溫。另外,居住建筑的外墻和屋面還可以采用一些隔熱措施。1)反射隔熱外飾面采用淺色飾面材料(如淺色粉刷、涂層和面磚等)的屋頂外表面和外墻面,在夏季能反射和阻擋較多的太陽輻射熱,達到降低圍護結構內表面溫度的目的。同時,能降低室內的太陽輻射的能量。當夜幕降臨的時候,淺色圍護結構外表面又能吸收圍護結構的熱量。并向外界輻射,使降低內溫度。2)屋頂內設置貼鋁箔的封閉空氣層采用帶鋁箔的空氣間層其主要目的在于提高其熱阻,實驗證明貼敷單面鋁箔的封閉空氣間層的熱阻值較沒貼敷的提高3.6倍,節能效果顯而易見。3)屋面蓄水用孔隙率大的材料做屋面,這種屋面是適合本氣候區多雨的氣候特點設計出的節能措施。4)屋面遮陽現代建筑設計中使用最多的遮陽方式之一,往往可采用百葉板遮陽棚和采用爬藤植物遮陽棚來遮擋屋面。測試結果表明,夏季頂層空調房間屋面做有效的遮陽構架,屋頂熱流強度可以降低約50%。5)屋面種植種植屋面是目前隔熱效果最好的屋面,采用種植屋面,種植層下方的溫度變化很小,表明太陽輻射基本被種植層隔絕。6)東、西外墻采用花格構件或植物遮陽。
(2)門窗節能
大量的實驗數據表明,圍護結構傳熱占用耗熱量約73%~77%,空氣滲透熱損失占23%~27%。由此我們可以看出,外圍護結構節能設計是建筑節能設計的主體。在傳熱耗熱量所占的比例中,外墻約23%~34%;窗戶約23%~25%;樓梯間隔墻約占6%~11%;屋頂約7%~8%;陽臺門下約2%~3%;門約2%~3%;地面約2%的地面;窗口的熱傳輸和空氣滲透耗熱量總和約占所有建筑耗熱量的50%。由此可以得到以下的結論,一棟很好的節能建筑,保溫性能和門窗密封性能的優良是至關重要的。大量資料表明,每增加10%的窗戶面積,相當于是保護絕緣系統的K值,降低整個0.08w2(M/K)。在設計時,滿足在陽光、照明、通風、觀賞性要求的條件下,減少住宅和門窗的面積,能量損失顯得尤為重要。同時,選擇合適的門窗材料以及合理的結構設計也是節能的良好保證。
2.采用節能材料
隨著社會生產力的進步與發展,健康和安全已經成為現代人的兩大主題。
(1)給水材料的應用。為什么水公司生產的飲用水符合標準,但終端飲用水質量難以保證呢?這個生活中常見的問題,原因主要出現在管道系統的材料上。金屬管材是傳統的管道系統中最常使用的材料,但是它易生銹、易腐蝕、易滲漏、易結垢的特點使二次污染問題長期未得到解決。受污染的自來水時時刻刻在危害著人的健康,尋找新的耐腐蝕、對人體無害、導熱系數小的環保塑料給水管材已經刻不容緩。優質的綠色管材,不但能從根本上解決水管理系統二次污染的問題。而且使用相應的綠色金屬管可以節約成本,實現環保與節能。另外,生活用水設備器具及構配件應選用節水型生活用水器具,其產品技術、性能應符合中華人民共和國城鎮建設行業標準《節水型生活用水器具》CJ164-2002的要求。選用節水型潔具及配水件,坐便器沖洗水量為6L,閥門為陶瓷閥門。
(2)裝飾材料的應用。目前,市場上環保裝飾材料的主要類型有這樣幾種。1)基本無毒無害型主要是指天然的,本身沒有或有毒有害物質極少,污染小,只有經過簡單處理的毒性低的裝飾材料。2)低毒、低排放型經過處理,控制其有毒積聚,并且能讓有害物質緩慢釋放的裝飾材料。毒性輕微,對人體健康基本不構成危害的裝飾材料。如甲醛釋放量較低,達到國家標準的膠合板、大芯板、纖維板等。當然,不同的裝飾材料在能量的消耗上也有差異。一個黑暗壁紙吸熱多,它的房間的照明用電大,相當于兩個大小相同的淺色壁紙房間照明用電量,這是一種節約能源的有效途徑。因此,應鼓勵用戶使用環保的照明系統。不同的材料對能量的消耗是不同的,通過科學的照明設計,合理利用高效、安全、優質的照明電器產品,能夠創造一個舒適的照明環境,不但節能而且環保。因此,應盡量選擇綠色環保節能材料來建造人類家園。
(3)在中國,民用建筑外墻熱損失量是發達國家的幾倍,甚至超過十倍。數據表明,我國每年建成的城鎮住房總面積超過5億m2。作為外墻面積的1/1.2計算,這就要求建筑外圍護結構面積達到6億m2。所以,解決外墻熱損失問題迫在眉睫?,F在,環保節能的新型建筑材料有保溫砂漿、倒置式隔熱保溫屋面、中空玻璃、外墻擠塑板等新產品,它們都可大大提高建筑物的隔熱性能,改善建筑熱環境,我們應大力推廣使用。
(4)使用節能燈,緩解電力短缺的現象。在夏天,電力短缺仍然是我國南方地區存在的重大問題。如果在住宅建設的初級階段的將天然氣設計作為輔助能源,這將節省大量的電力。液化天然氣價格相對便宜,而且有安全、干凈的特點,已經成為燃氣空調的首選能源。隨著液化天然氣項目的引進,我國許多地方都將滿足這種環保能源使用的條件。
(5)新能源的使用和研究,如熱能源、風能、太陽能的發展和應用迫在眉睫。特別是太陽能,在建筑中的應用是一個關鍵。我國大部分地區屬于亞熱帶地區,日照時間足有較好的太陽能資源,這就為充分利用太陽能這種綠色能源的可行性上提供了可能。太陽的能量利用主要分為兩類,主動式太陽能建筑和被動式太陽能建筑。主動式太陽能建筑是指需要協助資源配合的太陽能使用體系的建設,光電系統是主動式太陽能建筑的主要組成部分,它的缺點是能量轉換效率低、成本高;被動式太陽能建筑往往利用陽面進行儲蓄熱質,目前已經被廣泛應用。
綜上所述,建筑節能設計的主要措施有提高資源利用效率、建筑規劃節能設計、建筑構造節能、節能材料應用等。在地球有限的資源條件下,堅持“以人為本”的建筑設計前提,建設一個美好、和諧的生活環境是我們堅持不懈的目標。
本文作者:王春云單位:中元(廈門)工程設計研究院有限公司