關於建築環保節能設計探討的論文

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(一)

關於建築環保節能設計探討的論文

一、建築環保節能設計措施

在本專案的設計中,建築環保節能作為一個重要的設計要點進行考慮。主要包括建築圍護結構環保節能設計、地面景觀環保節能設計兩個方面。力求在滿足室內環境舒適、衛生、健康的條件下,採取合理有效的建築節能技術,提高能源效率,有效降低空調、通風、照明等的總能耗,從而實現建築環保與節能共進的目標。主要環保節能措施如下:

1.1室內窗戶的環保節能設計

窗戶是重要的通風、採光設施。本工程設計中,以各功能房間儘量設定直接對外的門窗為原則,使空氣能形成良好對流,實現自然通風換氣。因此,窗戶合適的大小設計是保證建築節能的重要措施。本體育中心設計時,首先,對建築周圍的風向進行監測,根據監測的資料對建築的風環境進行模擬分析,總結室外風場規律。然後,以此為依據,進行窗戶大小的設計。最後,綜合整體因素的分析,合理確定建築不同立面所應設計的外窗形式,實現夏通風、冬保暖的環保節能設計效果。

1.2建築圍護結構的環保節能設計

本專案按照甲類公共建築外圍護結構的節能標準進行保溫處理。土建牆體材料為240mm厚蒸壓加氣混凝土砌塊(B07),採用在牆體外設定20mm厚的膠粉聚苯顆粒漿料,經計算牆體的傳熱係數為0.66W/(m2·K),傳熱阻為1.51m2·K/W,符合現行公共建築節能設計標準的要求。側牆上的外門窗均採用新型隔熱金屬斷面的鋁合金型材和高氣密性的門窗節點做法,同時採用雙層鍍膜中空玻璃材料(6中透光Low-E+12氬氣+6透明),整體門窗的傳熱係數為2.1。在2層平臺板上及2層區域性看臺座位下統一鋪設55mm厚擠塑聚苯板。經計算,頂板的傳熱係數為0.49W/(m2·K),傳熱阻為2.04m2·K/W,符合現行公共建築節能設計標準的要求。

1.3中央空調水系統的環保節能設計

該體育中心1層是車行觀眾的主要到達點,2層是看臺及廁所,上下人流都共享。因此,涉及到中央空調水系統的設計。根據節能設計理念,中央空調水系統的設計要點主要應把握以下幾個方面:

1)選擇帶熱回收功能的主機形式在空調系統製冷主機形式的選擇上,應以帶熱回收功能的主機為主。其主要作用是即滿足空調製冷的需求,也可將回收的廢熱用於熱水的供應上,實現廢熱重複利用的節能設計。在設計原理上,主要是根據空調製冷原理,將1個熱回收換熱器安置於製冷迴圈的冷卻水管路中,或將熱回收管束安置於冷凝器上,對高溫環境下製冷效果散發的廢熱利用廢熱回收技術進行回收,應用於生活熱水、空調水或風的預熱等環節中,從而實現節能的目的。同時,與空調裝置直接連線的空調送、迴風管,空調水管、供熱水管等應進行保溫,保溫材料應採用非燃型、並需經有關消防部門審查合格的材料。保溫厚度需滿足GB50189-2005《公共建築節能設計標準》的有關規定。

2)設定全熱交換新風機組全熱交換新風機組能夠實現雙向換氣功能,室內外氣體等量置換,使室外進入的新風先吸收室內排風的能量後再接入空調系統。其能量回收效率達70%以上。冷熱負荷(室溫)不受新風影響,大幅度降低新風處理所需能量,實現高效節能。同時,該裝置具有過濾淨化功能,進入室內的空氣在機組中經專業級過濾器過濾,有效防止灰塵和有害物質進入室內,保持室內空氣新鮮。

3)降低管道漏風率本設計中空調送風管採用不燃、無甲醛的新型複合風管。該複合風管採用高密度複合板材,導熱係數低,有效減少風管管壁的能量損失,降低管道漏風率。同時,承插式連線及完善膠帶密封能有效阻止漏風,避免漏風造成的能量損耗。另外,複合風管具備優越的聲學效能,能充分吸收氣流中的各種噪音,可以消除空調通風裝置的運轉噪音,還可以阻止聲音通過風管在各房間內傳遞。

1.4電氣的節能設計

本工程中,電氣節能設計的主要原則是在保證體育中心建築功能的基礎上,最大限度地使能源利用率得到提高,控制能源的消耗。電氣節能設計的關鍵點主要在以下幾個方面:

1)配電系統首先,在配電系統電壓等級的設計上,建築的電能負荷中心應選擇較高的配電電壓,並在負荷中心設定變壓器,儘量使低壓側線路的長度減少,降低線路損耗。其次,變壓器的選擇以低耗變壓器為主,儘量將變壓器的實際負荷設計為最佳負荷,從降低變壓器能耗,提高經濟效益著眼。最後,在變壓器執行方式的設計上,對線路的路徑進行合理選擇,保證執行方式的最小損耗。

2)照明系統本工程筒燈光源主要採用節能燈,格柵燈光源採用T5燈管,並選用效率60%以上燈具。所有氣體放電燈均採用電子整流器,提高單燈功率因數,並在低壓側設定總功率因數補償,使總功率因數達到0.9以上。

1.5太陽能利用

本專案在地面建築均進行了太陽能一體化設計:

1)擬在建築物的屋頂及體育公園綠地周圍設定太陽能光電板以及聚風型風力發電技術,將太陽光能轉化為建築使用的電能及室外泛光照明系統用電,構成風光互補的城市景觀能源系統,創作出獨特的景觀建築造型。

2)太陽燈具設計擬在室外大量採用太陽能燈具。太陽能燈具具有普通燈具不能比擬的優點。其優勢主要有:節能:以太陽能光電轉換提供電能,取之不盡,用之不竭。環保:無汙染、無噪音、無輻射。

1.6給排水環保設計

本專案在給水設計上,不設屋頂生活水箱,在市政進水管上設管道倒流防止器。管道倒流防止器由兩個止回閥及一個安全洩水閥構成,其中一個止回閥裝於管道靠近進口處,另一個止回閥裝於管道靠近出口處,安全洩水閥裝於管道的底部,與兩個止回閥在管道內形成閥腔。能將倒流的水排出管道系統外,有效防止迴流汙染,保證體育館中心生活用水的衛生與安全。在排水設計上,室內外雨汙分流,室內汙水經化糞池處理後排入市政汙水管;多餘雨水彙總後排入市政雨水管。有效避免汙水對河道、地下水造成汙染,明顯改善城市水環境。

二、總結

建築節能是當今節約型社會背景下所倡導的重要理念。體育館中心建築節能設計系統性強,複雜程度高,在具體設計實踐中應從圍護結構、採暖系統、電氣系統以及給排水系統等方面嚴格把握節能設計原則,在保證建築功能的基礎上,優化設計,突出建築環保節能特色。

(二)

一、建築環保節能設計的原則

在建築設計中要把節能和環保的思想進行有機結合,按照國家的節能標準進行設計,設計要遵循以下的原則:

1)對自然資源利用的效率要提高。由於建築在建造和使用過程中,消耗大量資源,所以要對現有資源進行合理使用,對資源的使用率要提高,如水資源、土地資源、建築材料以及能源等。

2)防止建築物環境汙染。建築在施工過程中既會影響到環境,又會影響到人們的生活。因此,在建築的施工過程中要防止對水和土壤造成汙染;選擇可以重複使用的建築材料,對建築材料做到可以回收以及再次利用;在進行建築設計過程中要做到以人為本的設計理念,既要滿足人的生活需求,又要保護好生態環境,對人類的未來居住環境進行考慮。

二、建築環保節能設計的具體措施

2.1建築物的佈局設計

1)選址建築物的選址應該設定在朝陽以及避風的位置,朝陽可以使建築物對太陽能進行充分的利用,避風可以使建築物減少熱的損失。

2)規模和區域密度在進行建築物的佈局設定時,要注意對城市的規模進行控制。進行規劃設計時,在人口密度以及建築密度非常高的功能區,應該避免連片佈置,控制好區域密度。

3)朝向要儘可能的選用南北朝向的佈置,對日光進行充分利用,依據每個房間功能的不同,將建築的輔助用房以及停留人員時間很短的房間設計在朝北的方向,樓梯和電梯設計為東西朝向。這種把房間進行南北朝向設計的優點是冬季可以得到更多的日照,使居住的環境更加舒適。

4)氣流對氣流進行合理的控制,降低建築物的熱損失,更好的實現自然通風。建築物群不能設計為周邊佈局模式。低層建築安置在夏季主導風向的迎風面,多層建築安置在中間部分,高層建築安置在建築群的最後面,並且要讓走廊兩側的門面對面,以便於夏季通風。

2.2建築物的體型、朝向以及間距設計

1)建築物的體型在進行節能的設計中,建築物的體型係數(建築物外表面面積與建築物體積之比)影響著建築物的節能效果。建築物要進行保暖時,相同體積條件下,建築物外表面積要儘量小,或相同外表面積條件下,建築物體積要儘量大。對建築物的體型係數應控制在節能設計的標準範圍之內。研究發現,建築物的體型係數每增加1%,耗熱量就會增加2.5%,因此要控制建築物的體型係數在0.30以下。合理改變建築物的形狀是減小體型係數的一種方法。建築物的形狀儘量設計為簡單的幾何圖形,減小外形的凹凸變化,在不對平面的功能佈置產生影響以及在地形不受限制的條件下使用簡單常規的外型,是一種對建築體型係數進行減小的可行方式。將建築物外形設計為圓形或是正方形是種較為理想的節能形式。夏季建築物的受熱量非常大,因此建築物的長寬比要合理設計。建築物的進深由8m增加為14m,建築物的耗熱量就會降低11%~33%。此外,對建築物的外牆的凸面以及架空樓板的設計要儘量減少,在外牆的洞口處不能設定沒有窗戶的凸窗,坡屋頂部要設定結構平頂棚或者降低坡度,且要使用封閉式的樓梯間。當建築物的體型係數超過標準時,對保護結構的熱工效能進行加強,且要控制建築物採暖空調的能耗不能超過規定標準。

2)建築物的間距如果建築物的間距比較大,日照時間很充分,建築物的受到的日照質量就會很好,有利於建築物的節能。但目前城市用地非常的緊張,為節約土地,建築物間距設計得非常小,因此要在設計中處理好這一問題:建築物的佈置要合理,從既要有良好的日照,又要有較小的間距兩方面考慮,採用最優設計。

2.3建築物牆體設計

牆體是建築物維護建築結構中的主要部分,其主要功能有建築物的承重、防水、防潮、隔熱以及保溫。建築物承重結構的佈局影響著節能工程的造價,所以進行建築節能設計的關鍵是對建築物的承重結構進行合理的設計。我國傳統建築中使用實心粘土磚作為牆體的材料,常常為了滿足保溫的要求增加牆體的砌築厚度,這對材料以及土地資源造成了極大的浪費,單一的牆體材料不能滿足保溫和隔熱的要求,因此要推行使用空心磚牆以及複合牆體的技術,這是現代節能牆主流的模式。

1)複合牆體

用磚或者鋼筋混凝土作為承重牆,與絕熱的材料進行復合,絕熱的材料包括岩棉材料、礦棉材料、玻璃棉材料、聚苯乙烯材料以及加氣的混凝土等。複合牆的製作有:①內保溫。在外牆的內側複合絕熱的材料,施工簡單,應用廣泛。②外保溫。在承重牆的外側複合絕熱的材料,熱穩定性非常好,避免了冷橋現象,居住環境非常舒適。外保溫牆能夠消除日晒雨淋以及冰凍的影響,中間保溫,外牆中間設定絕熱的材料,這樣可以起到保溫的作用。填充要非常的密實,避免出現內部的空氣對流,內外牆體之間的拉結要做好。此外,一些單一材料的牆體也可以起到對能耗進行減小的作用。如加氣的混凝土的外牆和傳統的粘土的磚牆進行對比,前者導熱的係數是粘土磚砌體的29%,是一種保溫效能很好的牆體材料。

2)空心磚牆

空心磚以及空心的砌塊外牆既可以減少粘土的用量,使重量減輕,又具有很高的熱阻特性,使用工業的廢料所製作的更加具有環保的作用。在進行節能的具體設計中,不管牆體的朝向位置如何,每面牆都使用相同的傳熱係數,因此要在每一面牆上新增相同厚度的保溫層,雖然這樣能耗可以降低,但從經濟方面來看,因為建築物各面受到太陽輻射量的差別非常大,主要是南面牆冬季獲得的熱非常多,西面的牆如果增加保溫的話不如對北面的牆進行保溫獲得的經濟效益更大,因此最好將保溫材料設定在北面以及東面牆上,這樣不僅減少了保溫措施的費用,在構造方面也很更加簡單。外牆的保溫應該根據牆體朝向的不同,使用不同深淺的顏色裝飾表面,這樣會獲得更好的節能效果。

2.4窗戶設計

建築物中的窗戶是同時具有保溫作用、隔熱作用、隔音作用以及防火作用和觀察作用的'維護結構。窗戶是薄壁輕質結構,屬於建築耗熱的主要部分。一般普通的單層玻璃佔到建築物在冬季保溫以及夏季的降溫中能耗的50%以上,因此要對窗戶的絕熱效能進行改善。在不同的朝向,控制不同的窗牆面積比,避免在東西方向設定大窗戶,同時在夏季要對窗戶的遮陽效能進行提高。依據空調裝置的價格以及製冷採暖的費用選擇合適的玻璃品種,從玻璃對太陽的阻隔特性和導熱特性進行節能效果比較來看,選擇可以吸熱的玻璃、熱反射的玻璃和低輻射的玻璃來降溫,以及用中空的玻璃等提高建築的氣密性。另外,窗戶上貼上透明的聚酯膜,也具有節能的效果。此外,這些年出現了很多具有節能效果的門窗,其保溫特性及氣密性都很好。值得注意的是,在保證空氣質量達到基本衛生要求後,要對窗戶的氣密性進行加強,以減少空氣滲透的耗熱量。

2.5屋頂設計

除了對建築外牆以及外窗進行保溫設計外,也要特別注意屋面的保溫和隔熱問題。屋面的節能方面的措施主要有以下2點:①屋面的保溫層不能使用密度非常大以及導熱係數很高的保溫的材料,避免屋面的重量以及厚度過大;②屋面的保溫層還不能選擇吸水率特別大的保溫的材料,防止屋面進行溼的作業時出現保溫層大量吸水而降低保溫的效果。如果還是選用了吸水率很高的保溫材料,在屋面上應該設定排氣孔,對保溫層內不容易排出的水分進行排除。目前許多建築在屋面的保溫措施中,使用了岩棉板的保溫層,替代了瀝青的珍珠岩和水泥的珍珠岩,克服傳統屋面保溫的一些缺點。

2.6建築的採暖系統以及空調系統方面

建築的採暖以及空調的節能設計要與建築維護結構的節能設計同步進行。人們的居住的要求一般是可以晝夜連續使用,所以室溫以及空氣的質量要滿足很高的要求,因此對建築物節能的重點工作就是對採暖系統進行節能以及減少用來降溫的能耗。在設計之前,要進行合理的規劃以及選擇合適的採暖裝置,對採暖的供熱系統進行合理設計,對其執行進行管理,使鍋爐的執行效率得到提高;對管道的保溫進行加強,提高室外的管道的輸送效率。並且為了提高採暖系統的發熱效率,要提倡集中供熱的方式,最大程度上節省燃料的消耗。為了盡最大可能的對製冷裝置的能耗進行降低,最佳的方式就是不使用製冷而是用通風的方式來對室內的溫度進行降低。如可以對室內產生的熱進行抑制,對室內的熱吸收進行促進,避免熱量進入室內;對熱量進行引導,使熱量向室外進行散發。如果使用降溫裝置,要使用高效、節能的空調裝置,並進行合理的執行,使空調裝置在執行過程中有很高的效率。

三、結語

隨著人們的環保節能的觀念不斷的增強,必須對建築的節能設計進行相關的研究和分析,降低建築的能源消耗水平,對家居的生活成本進行控制,充分發揮建築的功能,提供給人們一個健康而舒適的生活的環境,提高建築節能的效率,使我國的經濟發展符合可持續發展的戰略。