住宅建筑节能设计的可控性.doc

住宅建筑节能设计的可控性现代生活和生产对能量的巨大需求与能源相对短缺之间日益尖锐的矛盾促进了世界范围内节能运动的不断发展。今天,“节约能源,提高能源利用率”已经成为各行各业在谋求提高劳动生产率的同时所追求的另一个目标,建筑业也不例外。设计节能型住宅和研究开发住宅节能技术,是当今建筑业极为重要的热点问题,是建筑技术进步的一个重大标志,也是建筑业实施可持续发展的一个关键环节。本文仅从住宅设计的6个方面入手,阐述节能型住宅设计的可控性。投稿邮箱E-mail：lunwen265126.com咨询热线电话：13701839868咨询QQ:79211969 、79212969网址:论文发表http:/www.126lunwen.com规划节能设计的可控性住宅建筑规划节能设计应从建设选址、布局、朝向、间距、春冬两季季风主导风向、太阳辐射及建筑外部空间环境构成等方面进行深入研究。在整体布局方面,要充分结合当地的自然环境因素、气候特征、住宅的功能、居民的行为活动特点等,按照冬季能为居住小区阻挡西北风,而夏季又能让东南风覆盖整个居住小区的要求,尽量封闭居住小区的西北向,合理选择封闭或半封闭周边式布局的开口方向和位置,使得居住小区的组合避风节能,以形成优化微气候的良好界面,建立气候防护单元。在朝向方面,由于我国大部分地区处于北温带,住宅坐北朝南历来被认为是良好朝向。而在现代住宅节能设计研究中,为精确选择不同地理环境和气候条件下住宅节能的最佳朝向,则需要综合考虑住宅各朝向墙面及居室内可获得的日照时间、日照面积、有利于本地区气温特点的太阳辐射热量、可获得的紫外线量及住宅朝向与主导风向关系等主要因素,并通过对有关数据进行实测统计和分析计算,从而得出当地能满足节能要求的住宅建筑的最佳朝向或适当朝向。投稿邮箱E-mail：lunwen265126.com咨询热线电话：13701839868咨询QQ:79211969 、79212969网址:论文发表http:/www.126lunwen.com根据相关资料分析,我国大多数城市住宅的最佳朝向一般为南略偏东15或南略偏西15,呈南北向布局,这种布置方式可使每套住宅都兼有南北两个朝向,并把主要居住空间尽可能设在南向。在外部空间环境方面,不应片面追求容积率,要确保居住小区绿化面积和相应楼宇间的间距,这样一方面可以形成良好的居住条件,使居民获得良好的心情和视觉感受,同时也改善了居住小区住宅的日照、通风条件,更有利于微气候环境的形成,以减少室内热环境质量对设备的过分依赖。也只有这样,才能真正体现出“以人为本”的住宅设计理念。体型节能设计的可控性从理论上讲,如果只从减小热耗的角度考虑,除加强围护结构保温外,则应尽量减小其体型系数。按照此理论在某住宅建筑体积保持一定的前提下,只有减小住宅的外表面积,才能减小其体型系数。而减小住宅的外表面积只有通过加大住宅进深,减少长宽比才能达到。对于方形住宅而言,根据数学推导可得知正方体的体型系数最小。在进一步的研究中,英国著名学者L.March应用有效传热系数法(所谓有效传热系数是指综合考虑了结构材料、结构形式、受太阳辐射程度、寒风侵袭等因素影响后的传热系数值),根据数学推导得出了单位建筑面积耗热最小的体型条件,是建筑各向长度与该向的平均有效传热系数成比例。最佳节能体型不只是以外表面积为标准,而是以热工特性的比例为准的,但在具体住宅中各面的有效传热系数由于朝向不同而受辐射量不同、开窗面积不同以及构造上的差别等因素影响,其有效传热系数不可能完全一致,因此正方形并不是最佳的节能体型,而是要求平均有效传热系数越大的面,其面积应相对较小,反之,则其面积应相对较大。为了使以上理论在住宅设计具体实践中有可操作性,JGJ 26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)中建议:“建筑物体型系数宜控制在0.3以下”。同时还根据节能目标限定了不同地区墙、窗等构件的传热系数和各面窗墙比。因此,严格控制体型系数对节能住宅设计十分重要。投稿邮箱E-mail：lunwen265126.com咨询热线电话：13701839868咨询QQ:79211969 、79212969网址:论文发表http:/www.126lunwen.com墙体节能设计的可控性墙体是住宅外围保护结构的主体,我国长期以实心粘土砖为主要墙体材料,这对土地资源和燃煤都是严重的浪费。研究表明,一般240 mm厚空心粘土砖墙可达370 mm厚实心砖墙保温水平,370 mm厚空心粘土砖墙可达490 mm厚实心砖墙保温水平。因此,在粘土资源丰富的地区,应注重使用多孔砖,并按节能要求,改进孔型和尺寸。另外,砌块的材料组成及其孔洞设计对墙体的热工性能影响很大,一般240 mm厚多排孔砌块的热绝缘系数可超过620 mm厚砖墙。因此,在有条件地区应大力推广使用粉煤灰、煤矸石、浮石与陶粒等材料生产的各种混凝土砌块,并用保温砂浆砌成。随着墙体保温、隔热要求的逐步提高,复合墙体渐渐成为当前墙体的主流。复合墙体一般是用砖或混凝土做承重墙,并与绝热材料复合而构成承重、隔热性能良好的新型墙体。常用绝热材料有:岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石以及加气混凝土等,而墙体复合做法有以下3种:投稿邮箱E-mail：lunwen265126.com咨询热线电话：13701839868咨询QQ:79211969 、79212969网址:论文发表http:/www.126lunwen.com(1)内保温型:将绝热材料固定在承重墙内侧。目前常用的做法有:用纸面石膏板,或用网格布加强的石膏体覆面的聚苯板,或用其它预制保温板直接粘贴在外墙内侧,不须设龙骨,施工操作方便。也可在现场分别粘贴聚苯板及纸面石膏板。还可先贴聚苯板,再用石膏抹面,中间用玻璃纤维加强,形成硬质面层。而对厨房和卫生间墙面,则改用饰面水泥罩面,并用涂塑玻璃纤维网格布增强,这种处理方法具有很好的防水性能,而且技术简单,施工方便。(2)中间保温型:将绝热材料设置在外墙中间。这种做法有利于较好地发挥墙体材料本身对外界环境的防护作用,降低造价。目前常用的做法:在砖砌体或砌块墙体中间留出空气层,在此中间层内填充岩棉板、矿棉板、聚苯板,或者填入散状膨胀珍珠岩、聚苯颗粒、玻璃棉等,这种处理方法可取得良好的保温效果,但必须注意填充密实,以免内部形成空气对流层,同时,还应做好内外墙体间的拉结,以提高住宅的抗震性能。(3)外保温型:将绝热材料固定在承重墙外侧。这种做法能避免建筑热桥、避免墙体冬季结露,可以有效保护主体结构,减少温度应力,增加结构寿命,且比内保温型增多使用面积,特别是在住宅节能改造时不致干扰原有住户生活,并使住宅更为美观。与此同时,由于我国居民住宅是以砖混结构为主,结构厚重,热容量大,若采用外墙外保温技术,因其热稳定性良好,而居室冬暖夏凉,居住舒适,有利于改善居民生活质量。目前可以采用的外保温材料有膨胀型聚苯乙烯、挤塑型聚苯乙烯、岩棉、聚氨酯泡沫塑料、玻璃棉等。其固定方法可采用粘贴、粘钉结合或者钉牢,也可在浇灌混凝土外墙时,将保温材料直接放在模板内浇固结合等。另外,在单一材料墙体内侧,加抹一定厚度的膨胀珍珠岩保温砂浆、硅酸铝或粉刷石膏等,也是一种既经济又简便的节能措施。根据试验分析,30mm厚的保温砂浆,可达到约半砖墙的保温效果,但是这种方法的缺点是很难满足较高的保温要求。投稿邮箱E-mail：lunwen265126.com咨询热线电话：13701839868咨询QQ:79211969 、79212969网址:论文发表http:/www.126lunwen.com外门窗节能设计的可控性外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。(1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值。住宅窗口面积的确定应视住宅所处的地理纬度、当地的冬季日照率、居室的采光要求、住宅之间日照遮挡情况来确定。在满足上述条件下,应尽量减少门窗洞口面积。JGJ 26-95民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)对不同朝向的住宅窗墙比作了严格的规定,规定指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。(2)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗或塑料窗,这样可以避免金属窗产生的冷桥。应按照规定,设置双玻或三玻窗,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅还可采用低辐射玻璃。对于双玻或三玻之间的静态空气层,其厚度宜控制在620 mm,并且其密封一定要好,否则,经过不长时间的使用后,玻璃层间会因密封不好而进入灰尘,无法擦洗,而影响玻璃的透明度;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少保温材料与建筑节能开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积;目前常用的内置窗帘固然装饰效果较好,但低垂的窗帘会把散热器挡住,使热量更易从窗玻璃处损失。投稿邮箱E-mail：lunwen265126.com咨询热线电话：13701839868咨询QQ:79211969 、79212969网址:论文发表http:/www.126lunwen.com因此,居室内可使用镀膜窗帘。因为,在冬季镀膜层可使热量在居室内循环而减少供热用能。而在夏季,又可防止强烈的太阳辐射而减少制冷用能。发达国家早就重视居室外遮阳及室外窗帘,并发展了集遮阳、保温、隔热与防盗为一体的外窗帘板,有的采用铝质或塑料百叶,有的采用钢卷帘或布卷帘,也有采用横向推拉式的。(3)提高住宅外门窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密闭性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛粘)、弹性密闭型材料(如聚乙稀泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。(4)设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热损耗。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用封闭阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。投稿邮箱E-mail：lunwen265126.com咨询热线电话：13701839868咨询QQ:79211969 、79212969网址:论文发表http:/www.126lunwen.com屋顶节能设计的可控性屋面保温隔热层的节能设计工程上为了隔热,同时为了防止屋顶的混凝土层在热应力作用下产生龟裂,在屋顶通常设置保温层,同时设置通风隔热层。而传统的保温材料是膨胀珍珠岩和膨胀蛭石,由于这两种材料均以水泥为粘结剂,而水泥的导热系数大,易产生热桥效应,故保温隔热效果不显著,经检测夏季室温仅降低12,因此,目前新型的有机保温隔热材料越来越受到人们的关注。其中聚苯乙烯泡沫塑料板已开始被广泛使用,其10 mm厚板材的保温隔热性能相当于50mm厚的混凝土板。采用30mm厚的板材,其传热热绝缘系数为1.24 m2K/W,已能满足节能设计标准屋面最小热绝缘系数建议值为1.22m2K/W的要求。平改坡设计目前,大多数住宅仍采用平屋顶,这种屋顶的防水较为困难,且耗能较多。若将平屋顶改为坡屋顶(斜屋顶),并内置保温隔热材料,不仅可提高屋顶的热工性能,还有可能提供新的使用空间,也有利于防水。屋顶绿化设计研究表明,太阳光照射在绿色植物叶子上,平均约有60%的太阳能消耗于蒸发水分,约有30%透过植物体,仅有2%用于光合作用和制造生物能,其余8%被叶子反射回大气中。通过植物叶片蒸发水分,可以消耗大量的太阳能,这部分热量就不会使屋顶结构表面的温度升高,居室内的温度也不会上升很高,因此,屋顶绿化是防止夏季屋顶温度升高的一项有效措施。草皮屋顶是绿化屋顶的一种常用形式。同时,通过绿化屋顶可以降低住宅的外表温度,减少住宅屋面结构的温差变形,避免顶层结构的伸缩裂缝,从而有效地改善顶层居民的生活环境。由上海农科院环境科研所开发的佛甲草在一些宾馆屋顶绿化中已取得了良好的效果,佛甲草采用无土栽培技术,3040 mm的特殊生长基质。仅增加屋面质量1020 kg/m2,可在屋面板上直接种植,不需浇水,不需施肥,基本无须管理,也可以在基地培育,待草成长后搬上屋顶即可交付使用。且不同季节均可栽培,生长期长,具有很好的保温节能效果。室内装饰节能设计的可控性在居室装饰设计中要充分考虑节能,消除累赘多余的装饰,约束不合理室内空间的形成,使室内空间环境布置更趋合理化、人性化、自然化。采用高效率、低能耗的设备,如人工照明中的低能耗节能灯具,运行效率高的变水量、变风量、变制冷剂流量的节能系统,可以回收能量的空气调节系统等。居室装饰设计,优先采用太阳能、风能转化的热电、电能,利用这类能源,不但可以使室内环境更加清洁、舒适,同时也可减少对室外环境的污染。投稿邮箱E-mail：lunwen265126.com咨询热线电话：13701839868咨询QQ:79211969 、79212969网址:论文发表http:/www.126lunwen.com室内的家具设施是居民直接使用和接触最多的部分,选用家具时,除考虑形状、布置方式外,应注意材质的质感与当地气候变化的可调整性。合理的家庭室内绿化可以改善室内空间与室外空间的隔离状态,让人们对气候感受的心理需求达到满足。色彩对人的情绪、健康以及清除疲劳具有较大的作用。选择适宜的中性色彩,有利于提高舒适度,减少设备的负荷,也可以达到节能的目的。结语尽管我国建筑节能工作经过20多年的努力,已经取得了巨大的进展,但与发达国家相比,差距仍很大。发达国家仍在不断提高建筑节能的水平。所以,我国要缩小与发达国家的差距,必须付出加倍的努力。由于住宅节能是一项综合性的系统工程,涉及建筑设计、建筑科学技术、材料、构造、施工、暖通空调、物业管理、政策法规等多方面,因此做好住宅节能工作,各专业部门应加强合作共同努力。文章由:126论文发表http:/www.126lunwen.com 网整理提供。