夏热冬冷地区建筑节能设计研究

发表时间:2020/6/2   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:刘文杰
[导读] 摘要:在夏热冬冷地区实行住宅建筑节能意义重大,住宅建筑的节能化设计既可使人们的生活环境更舒适,又可以提高资源的利用效率。
        浙江经纬工程设计有限公司  浙江杭州  310000
        摘要:在夏热冬冷地区实行住宅建筑节能意义重大,住宅建筑的节能化设计既可使人们的生活环境更舒适,又可以提高资源的利用效率。夏热冬冷地区的主要矛盾是如何应付夏季的高温酷暑,其次是要注意住宅冬季的保暖。本文从住宅建筑设计的角度出发,研究该区域住宅节能,探讨技术上可行、经济上合理以及社会和环境可以承受的建筑技术措施。
        关键词:夏热冬冷;住宅建筑;节能设计
        前言:
        一个国家的发展,离不开能源的消耗,而现在人类不断增长的能源消耗和传统经济增长方式带来的自然资源枯竭和环境恶化,已经使人类生存受到威胁。对我国而言,煤炭和水力资源比较丰富,但其可开采量和可开发量的人均水平,确均低于世界人均水平的一半,石油和天然气就更少。能源短缺已经成为制约我国经济社会发展的瓶颈,而建筑耗能在国家全部能耗中占有相当大的比重。千方百计做好建筑节能丁作是节约能源的关键。对建筑业来讲建设节能型建筑,降低建筑能耗已经是当务之急。建筑节能设计,其目的就是通过一定的建筑构造做法,选择合适的建筑材料,达到减少能耗,节约热量、冷量、电能、燃料等目的,同时也要保证一定的舒适程度。
        1、住宅建筑空间设计的节能措施
        建筑空间设计的节能措施是指利用建筑的造型、朝向、围护结构、保温构造、外窗遮阳构造以及空间布局的通风等来进行节能降耗设计。合理的建筑措施应该在夏季有效地组织通风和减少太阳辐射,防止室内过热和潮湿。在冬季有效地利用太阳能和对外墙、外窗进行保温,提高室内温度。从建筑设计手法来分析,有采用空调设备和不采用空调设备两种情况。
        1.1不采用空调设备的建筑设计手法
        不采用空调设备时,利用自然界的物质和环境的物理性能,以建筑空间组合设计的手法来防止恶劣的室外热环境对室内的影响,并组织良好的通风条件,以创造出适合人居住的微气候条件,形成舒适的室内热环境。这种手法有以下五种。(1)“通”组合的空间布局能通畅地疏导气流,从而降低室内气温和蒸发热量,使人体感到舒适。(2)“敞”建构开畅的空间,如畅厅、畅廊、畅阳台、高层中开洞的空中花园等形式。(3)“阴”建构某些太阳辐射难以达到的阴空间,使户外处于隐蔽的地位,接受的太阳辐射热相对较少,空间的气温较低,从而形成阴凉的空间环境。(4)“隔”将住宅中主要使用空间与受热辐射较大的部位隔离开来。如东西向墙面太阳热辐射强度大,为保证卧室、起居室等主要使用空间的热环境条件,将辅助空间如厨房、卫生间、楼梯、电梯间、储藏室等布置在东西向墙与主要居室之间,使两者隔离。(5)“避”住宅内的居住空间特别是起居室和主卧室,应尽量避免东西向,尤其是西向。因西晒时间长,夜间难以退凉,使居住者难以入眠。如平面组合中难以避免西向卧室,也应采取凹口或锯齿形墙面,使其改变开窗朝向,避免西向开窗。
        1.2采用空调设备的建筑设计手法
        在夏热冬冷地区,夏季使用能源驱动制冷机来降低室内温度;冬季以空调机或其他采暖器制热以提高室内温度。在湿度高的季节,还可以用除湿机除湿,以保证室内湿度合适。为了节省空调设备的耗能,建筑空间设计的措施是控制体型系数和窗墙面积比。
        (1)降低体形系数。所谓体形系数就是建筑物与室外大气表面接触的外表面积与其所包围的体积的比值。由于室内外有温差,建筑的外表面积越小,空调的能耗越小。夏热冬冷地区与北方采暖地区相比,体型系数对全年建筑能耗的影响要小一些,不宜限制过死,但也不应超过0.3—0.4。如果在设计时忽视住宅的体型系数,就会给建筑节能留下隐患。(2)缩小窗墙面积比。所谓窗墙面积比是窗户洞口面积与房间立面单元面积之比值。关于窗墙面积比的确定,基本原则是依据这一地区不同朝向墙面冬、夏日照情况(日照时间长短、太阳总辐射强度、阳光入射角大小),冬、夏季季风影响、室外空气温度、室内采光设计标准以及开窗面积与建筑能耗所占比率等因素,综合考虑确定,一般控制在0.2—0.5之间。关于窗墙比主要是东西向,南北向的要求倒没那么严。
        对夏热时间较长地区的建筑,首先要创造良好的自然通风降温条件,尽量减少采用空调的时间。


        2、考虑夏季强化隔热构造的建筑节能设计措施
        夏热冬冷地区的节能,考虑夏季的隔热,夏季的室外比室内热量大,主要是阻挡外面的热进入居室。如何强化外围护结构的隔热构造,就成为实现良好室内热环境的关键。强化隔热构造的具体措施有以下几点:
        2.1屋盖、墙体的隔热构造
        利用物质的传热、隔热、对流、辐射、反射、蒸发等物理性能,来设计围护结构的构造,可以提高热阻,减小传热系数,从而减少室外热环境对室内影响。特别是建筑的屋盖和东西向墙体是受太阳辐射最多的部位,设计中应其重点处理。
        2.2住宅门窗的构造
        窗是采光、通风的通道,同时也是隔热的薄弱环节,为了提高其隔热效果,可采取以下措施。①提高门窗的气密性。门窗如采用性能良好的密封条,可减少空气渗透,在使用空调时,能有效减少能耗。②减少玻璃的辐射热透过率。如采用热反射玻璃,在玻璃上贴反射性的镀膜等,均有较好的效果。③增加窗的热阻。如采用中空玻璃,既增加热阻,又增加隔音效果。④窗的遮阳。根据窗的不同朝向,按太阳高度角和方位角,采取水平式、垂直式、挡板式或综合式的遮阳或设置活动遮阳,能有效地减少太阳光的辐射热进入室内。
        3、做好夏季隔热设计的同时,还应做好建筑冬季保温的节能设计
        在夏热冬冷住宅建筑中,建筑的围护结构是热量损失的一个重要部分。设计人员在考虑做到夏季改善居住建筑隔热性能同时,也应做好建筑在冬季的保温性能,这样就能大大地增强居住建筑物的热稳定性能,从而降低建筑夏季空调和冬季采暖等能耗,进而实现居住建筑的节能。
        3.1保温墙体材料的选择
        通过在建筑中使用一些保温墙体材料,比如,混凝土空心砌块作为一种承重墙的新型墙材,生产能耗低,价格又廉价,而且施工也非常方便,是居住建筑节能墙体的合适选择,可增强夏热冬冷地区居住建筑的保温隔热效果,从而推进建筑节能工作。
        3.2外墙外保温体系设计措施
        目前,在建筑领域相对成熟使用比较多的外保温节能技术主要有EPS聚苯板外墙外保温体系、XPS挤塑聚苯板外墙外保温体系以及高层外墙外保温成套技术等。这些外墙外保温技术很适合在夏热冬冷地区的居住建筑中使用,从而达到建筑节能的目的。
        3.3节能门窗技术以及屋面保温体系等方面的设计措施
        在居住建筑中采用单层玻璃,由于这种玻璃的密封性比较差,所以玻璃的隔热保温性能也不太好。在炎热的夏季,如果没有采取一些遮阳措施,大量的太阳热辐射就会进入到室内,而冬季,冷空气也会大量渗透到室内中来。这样以来,夏热冬冷地区的采暖和空调使用就会增加,消耗了许多能源。如果我们依据节能标准合理限制建筑中的墙窗比例,就可以增加建筑门窗的节能标准。
        3.4做好夏热地区住宅建筑屋面隔热和保温
        第一,在建筑屋面上加盖岩棉板。岩棉板是一个具有隔热保温作用的方形箱子,它是由水泥膨胀珍珠岩制成,箱子里面有岩棉板,把它倒放在建筑的屋面上,就可以在屋面和板面之间构成一个空气间层,从而起到保温隔热的作用。
        4、结束语
        综上所述,住宅建筑节能设计属于一项系统工程,它在策划、实施和获得实效的长时间过程中涉及设计、规划、施工、调试、运行、维修等很多环节。节能是现代住宅建筑设计的发展方向,认识住宅建筑节能设计的重要性,按照建筑节能设计新标准,最大程度地优化、应用节能技术和技能材料,减少能源消耗,将会为城镇居民提供环保生态、健康舒适的工作生活环境,促进我国社会经济的和谐发展。
        参考文献:
        [1]王玉玲,朱江雁.浅谈住宅建筑节能设计[J].新疆化工,2014,(01).
        [2]石中玉,孙建红.浅谈建筑节能设计[J].山西建筑,2012,(25).
        [3]宋润平,郝进业,李克强.浅谈建筑节能与节能检测[J].陕西建筑,2013,(08).
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: