论文导读：建筑节能是可持续发展概念的具体体现,也是世界性的建筑设计大潮流,同时也是建筑科学技术的一个新的增长点。在众多建筑类型中,居住建筑由于数量相对较大,同时又是供人们昼夜连续使用,对室内热环境和空气质量有较高的要求,因此,对居住建筑的节能研究尤为重要。如合理的朝向选择有利于充分利用太阳能,良好的平面和剖面设计有助于自然通风的形成等,也就是所谓的被动式设计。
一、研究的目的、方向与意义
建筑节能是可持续发展概念的具体体现, 也是世界性的建筑设计大潮流,同时也是建筑科学技术的一个新的增长点。设计、建造使用节能建筑有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境。在众多建筑类型中,居住建筑由于数量相对较大,同时又是供人们昼夜连续使用,对室内热环境和空气质量有较高的要求,因此,对居住建筑的节能研究尤为重要。
良好室内环境的获得可以通过两个方面来完成。第一个方面是建筑物自身的建筑学设计。如合理的朝向选择有利于充分利用太阳能,良好的平面和剖面设计有助于自然通风的形成等,也就是所谓的被动式设计。第二个方面,是采用机械设备的辅助来完成。此类方式是在一定能耗的基础上实现的。第一个方面完成的越好,第二个方面消耗的能好就会越少, 因此建筑设计需充分利用被动式设计来实现能耗的降低。免费论文网。
本论文基于目前严峻的建筑能耗浪费而提出, 其目的是通过对被动式节能方法的研究,为节能做出新的贡献,缓解能源问题,加快节能城市建设,最终达到建设既美观,又实用,又节能的居住建筑,构建一个和谐社会。
二、我国居住建筑节能现状
(一)按照我国目前的水平,与气候条件接近的发达国家相比,建筑保温隔热的总体水平和气密性都很差, 外墙及楼梯间的保温效果也差。虽然发达国家独户住宅和联排住宅多,其建筑体形系数大,尤其是欧洲国家冬季通过太阳辐射得热较少。免费论文网。但是,从总体上看,我国单位建筑面积采暖能耗为同等条件下发达国家的3 倍左右。
(二)我国人口众多住宅建筑规模巨大,我国严寒和寒冷地区主要包括东北、华北和西北地区,习惯上称为采暖区,其面积约占我国国土面积的70%。
(三)国内从20 世纪70 年代搞了被动太阳房(多为单层或砖混),探索利用太阳能,形成蓄热墙面。太阳能集热管的出现,加强了建筑对日光的利用;已建成的太阳能集热浴室,除冬天、阴天部分天气外,全年均可使用。
(四)20 世纪80 年代, 形成节约采暖30%、50%的理念,20 世纪90年代前期开始付诸实施。
(五)这几年加大了实施力度,国家出台了《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95),《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》(JGJ129-2000),《采暖居住建筑节能检验标准》(JGJ 132-2001)等相关法律法规。
三、传统民居建筑中自发的“被动式”节能设计
传统民居建筑在被动式节能上就解决的非常巧妙, 它们在选址、朝向、平面布局、空间组合、建筑用材、构造处理等方面,积淀了千百年来人们适应与利用自然、保护自然,以最简洁灵巧且经济的方式创造居住环境的思想和经验。例如:我国北方地区的合院式居民的平面布局与空间组织利于冬季手机太阳能和防止冷风渗透, 南方地区的庭院式民居则有利于夏季的自然通风和蒸发吸热降温, 而过度地区的合院式民居建筑所呈现的这些效应发现, 这是人们自发且巧妙的在民居建筑中考虑了自然条件和气候特征,运用了“烟囱效应”原理、相变蒸发(冷凝)吸(放)热原理、土壤蓄热(冷)原理、太阳能热利用原理以及地表风场的分布规律等,创造出通过建筑空间与平面、院落与建筑形体的合理布局,院落与室内空气流场的合理组织的方法。
四、被动式节能的主要途径及方法
对于采暖建筑物来说,节能的主要途径是:减小建筑物外表面积和加强维护结构保温,以减少传热耗热量;提高门窗的气密性,以减少空气渗透耗热量。在减少建筑物总失热量的前提下,尽量利用太阳辐射热得热和建筑物内部得热,最终达到节约采暖设备供热量的目的。对夏季需要空调降温的建筑来说,其节能途径为:抑制在室内产生热,促进室内的热吸收,抑制外环境热量进入室内,同时促进热向室外散失。
五、被动式节能的主要设计方法
被动式节能设计通过选址、规划、外部环境、体型及朝向等设计,首先使建筑获得一个良好的外部环境微气候环境, 不仅有助于创造舒适的室内热环境,同时也为后期的节能设计创造了良好的条件。
(一)合理选择建造的位置。中国古代风水术中讲究理想的建筑位置“左右有山辅弼,前有环水,后有镇山”的环境。免费论文网。从现代生态环境科学角度来看,位置的选择主要根据当地的气候、土质、水质及地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。来选择一个在温度、湿度等方
面的指标特别宜于人生存的微气候环境。免费论文网。
(二)合理的外部环境设计。主要有两种方法:一是在建筑周围布置树木、植被,可以有效遮挡风沙,净化空气,而且还能对建筑起到遮阳、降噪的效果。二是创造人工自然条件,如四合院中打井以及在建筑附近设置睡眠,都是利用水来平衡环境温度、防风沙及收集雨水等。另外还可以在建筑周围设置围墙、假山等遮挡物。
(三)合理的规划和形体设计。通过有效地组团规划、单体设计,从朝向、间距、体型上保证建筑建筑物受太阳辐射面积最大。在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风的条件下也能形成通风;在建筑体形设计上形成风洞,使自然风能在其中回旋,得到极好的通风效果;在建筑整体体量方面,根据建筑的高度、宽度的差异对风影效应产生的影响不同来确定合理的规划布局和体形;另外,根据对应维度和地形来确定合理的朝向来避开冬季主导风向,同时对日照得热进行控制。
(四)合理的建筑单体设计。免费论文网。主要是通过减小建筑物的体形系数及外表面积和加强维护结构保温,以减少传热耗热量。对建筑各部位的结构设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑材料和设备的设计与选择等来更好的利用既有的外部气候环境条件, 以改善建筑室内微气候环境的效果。如屋顶,外墙等维护结构,以保温处理为主的可以做成蓄热墙体(或屋顶),以隔热为主的可做成通风结构,如通过阳台门的大小来控制自然通风量,形成“空气锁”,有效地控制室内的通风。对于建筑门窗,在我国,其能耗约为墙体的4 倍,屋面的5倍,地面的20 多倍,约占建筑维护部件总能耗的40%——50%,它既是能耗大的构建,在某些地区气候条件下,也是重要的得热构件。因此可因地制宜地选用如新型透光隔热玻璃材料,双层玻璃构造、中空玻璃或采用遮阳板等结构来合理解决门窗的能耗问题。
六、结言
总之,居住建筑作为现代建筑中数量较大,同时相对舒适度要求又较高的类型之一,在满足社会发展的需要的同时,需要在空间中筑起一个人工环境,并努力做到室内环境的舒适和稳定的同时,要尽量减少能耗代价。免费论文网。在居住建筑设计的过程中,设计师应正视室外环境对室内环境的影响,通过规划组织,空间、功能布置以及局部构造处理等技术手段达到对气候的尊重。利用气候条件的有利因素,调整环境对建筑的影响程度,以营造符合现代社会要求的更舒适、更有效的空间环境。
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