建筑设计中的节能方式应用研究.pdf

与 建 材装 饰2014 年 8 月 建筑设计中的节能方式应用研究 李茂林 （福建省建筑设计研究院） 摘要： 我国大力提倡可持续发展观念， 建筑设计中也不例外， 建筑设计中开发节能方式有利于我国建筑行业的可持 续发展。本文主要对现代建筑设计中的用电、 构造设计、 材料等方面节能方式的应用进行了探讨， 希望可以通过本文给广 大同行提供参考。 关键词： 建筑设计； 节能方式； 应用； 研究 中图分类号： TU201.5文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2014） 32-0003-02 引 言 社会经济的发展和城市化建设进程的快速发展， 带动了建筑 行业的全面发展， 然而建筑工程耗能情况十分严重， 环境的恶化 问题尤其突出。搞好建筑业的能源低消耗， 可以提升能源的使用 率， 缓解人与自然的冲突， 普及建筑节能措施。因此， 要尽快完成 建筑节能的专业化以及规范化，严格执行建筑节约能源战略以 及科学发展观， 推动建筑业实现永续前进。 1 建筑设计中建筑能耗的组成分析 在建筑设计中， 消耗能量的两个主要方面分别为建筑物的构 造与用电。近年来， 我国城市化的速度日益加快， 建筑市场的规 模也不断地扩大。截至 2009 年 11 月，我国房屋总面积已超过 400 亿 m2， 每年以 16 亿耀20 亿时新增建筑面积趋势， 到 2020 年 将新增建筑面积 200 多亿 m2。 城市的建筑物面积的增加， 再加上 冬季的取暖设施、夏季的空调设施以及家庭必备的电器的使用 等大大增加了建筑的能耗量。据相关调查报告显示， 在众多的电 气设施中， 供热和空调设施的能耗量在有 50%左右， 而目前我国 的采暖空调系统能源的效率低下，并且建筑围护结构保温隔热 和气密性能也比较差， 在我国北方的一些城市里， 他们普遍采用 锅炉来进行供热， 然而在输送的过程中， 供热系统的供热效率并 不高， 一般为 35耀55%。主要原因在于供热输配管网保温隔热性 能较差。建筑设计中的节能主要考虑在用电与建筑物构造方面 的应用。20002020 年建筑能耗预测图如图 1 所示。 2 用电方面的节能方式的应用 2.1 照明部分的节能 建筑节能设计中最主要考虑的是照明部分的节能， 照明在人 们的日常生活中应用十分广泛。目前建筑结构中普遍采用的的 照明设备是白炽灯，这种灯具有成本低安装与维护功能比较简 单的优势， 备受人们的青睐。然而这种灯也有一定的缺点， 主要 表现在消耗的功率比较大并且其发光的效果也并不十分理想。 因此要采取一定的措施来取代白炽灯，一般采取在节能方面有 一定成效的节能灯。同时也可以通过在建筑物的设计上来达到 照明部分的节能目的。淤在对建筑物设计时要改进传统的设计 模式，在建筑物外部结构设计上，充分考虑到建筑物的采光问 题， 让更多的自然光进入建筑物内。通常可以采取的方法是在建 筑物的顶层安装一些透光玻璃， 从而增加透光效果。于在对建筑 物内部设计时， 可以考虑安装一些比较高级的光源， 例如声控或 者是光控光源， 没有感光因素存在时， 这些灯会自动停止工作， 这就大大地降低了能源的消耗。盂可以根据实际需要来调整灯 光的亮度， 在建筑物的某些地区内， 如果灯光的亮度要求不是很 高的情况下， 可以调低一些， 减少能量的损耗。用电设备各个时 间段的耗电量如图 2 所示。 2.2 电动机在运转过程中的节能 为了达到电动机节能目的， 一方面可以使用变频调速器对电 机的转速进行控制， 以提高电动机在轻载时的效率。但是， 这种 变频调节设备一般比较昂贵，因此，在应用时受到了一定的限 制。 另一方面， 可以采用软启动的措施。 软启动过程中， 电流变化 比较平稳， 因此不会造成电网电压的波动， 同时， 它也不会影响 其他设备的电流和电压。所以， 软启动在电气设计中有很多的优 点。 另外， 对比变频控制， 软启动最大优点就是成本比较低。 值得 注意的是， 软启动对散热、 通风的要求比较高。减少损耗的措施 示意图如图 3 所示。 3 建筑设计中各构造的节能方式的应用 3.1 建筑外围护墙体的节能 建筑物的外墙一方面对建筑物有支撑作用， 另一方面有隔绝 外部空气、 保证室内温度的作用， 因此， 它可以对建筑物的稳定 性和舒适度提供了可靠保障。建筑物的外墙结构的主体是墙体， 墙体本身的热能性质直接影响建筑物的节能效果。目前， 在中国 建筑界， 外墙保温技术已成为主流发展方向。外墙保温可以通过 两种方法得以实现： 淤将外墙材质中添加高效保温材质， 形成复 合保温墙体。其中，内保温是在外墙内侧复合进去各类绝热材 图 1 20002020 年建筑能耗预测图 图 2 用电设备各个时间段的耗电量 规划与设计 3 与 建 材装 饰2014 年 8 月 料， 操作简易； 中间保温是在内外墙之间孔隙位置处加入绝热材 料， 效果很好， 但一定要注意的是， 填充需密实， 这对于防止出现 空气对流问题效果非常明显；外保温是在承重墙外侧复合进去 绝热材料， 这种操作结果是墙体热稳定性非常好， 宜居性强。于 使用高热阻、 热稳定性良好、 热工性能好的材料。外保温使建筑 结构处在一种被庇护的状态之中， 加强了建筑结构的耐久性。同 时， 外保温从外面把建筑包裹住， 使保温面积加大， 节省了能源。 3.2 建筑设计中平面节能设计应用 （1） 屋顶设计。建筑的平面节能设计中最重要的是屋顶的节 能设计， 屋顶一方面能够与大气接触， 另一方面屋顶能够与外界 能量交换， 从而使室内的能量损失。因此要对屋顶进行隔热， 一 般情况下， 要实现屋顶隔热， 这就要求在防水层与屋面之间设置 一定的保温材料， 这种保温材料容量低、 吸水率低以及导热系数 低。目前， 国内市场有多种保温材料， 例如， 膨胀水泥板块、 加气 混凝土块、 挤塑板等。常用的保温节能型屋面有以下几种形式： 淤坡屋顶； 于倒置式屋面； 盂蓄水隔热屋顶屋面； 榆太阳能屋顶； 虞种植屋面。以上这些保温节能措施是几种常见的方式， 其实还 可以通过将外部环境科学合理的设计来达到建筑节能的目的， 例如可以进行建筑物位置选择的规划、建筑物外部环境的的考 察以及建筑物朝向的设计等，现行主要采取以下节能措施： a.采 用坡屋顶； b.在屋面上设置保温层； c.根据不同地区的实际情况， 设置保温隔热屋面。 （2） 楼板的节能设计。对建筑物的楼板进行设计的重点就是 对房间的顶板的吊顶进行设计。如将循环水管布置预制楼板的 中空孔中或现浇板面上， 夏季可以利用冷水循环降低室内温度， 冬季利用热水循环取暖。 （3） 门窗的节能设计 要注意采光， 设计者做好规划设计， 根据建筑物高度不同来 选取不同的建筑物构造以及物料。对建筑门窗进行合理设计， 建 筑门窗如果设计不合理， 就会耗费大量能源。根据有关数据显示 可以了解到， 通过门窗而损耗的可达 30%以上。因此建筑节能设 计工作一定要考虑到门窗的设计，主要就是要计算好门窗的朝 向面积比例， 将朝阳面的门窗面积设置的更大一些， 这样可以保 证有充足的阳光照射建筑节能屋顶。建筑物的顶面就是指屋顶， 能够为人们提供一定的舒适环境，以免人们受到外界的环境干 扰。屋顶热量从屋顶进入房间比从墙体进入房间要多。因此， 屋 面的隔热效果对于节能非常重要。 4 建筑设计中材料方面上的节能 在建筑设计中， 原材料的选取对建筑设计节能方面起着关键 作用。随着我国科学技术的不断发展， 按照高效、 经济、 节能的原 则研发出高效型材料， 以便投入到建筑中使用， 从而达到理想的 节能效果。在建筑设计材料的选取上， 要充分考虑到建筑材料的 环保问题， 注重环境问题， 尽量选取对环境有利的材料， 主要是 指可再生的建筑材料，可再生材料的运用的优势主要表现在两 个方面： 淤达到了节约能源资源的目的； 于能够防止自然环境遭 到破坏， 减轻环境污染。此外， 环保材料易于回收， 可以循环利 用， 可以避免建筑材料的废弃， 从而实现对环境污染最小化。在 建筑外围结构上，例如空心砖及中空玻璃的使用等达到了良好 的节能效果。新型墙体材料包括砖、 块、 板， 如粘土空心砖、 混合 废料的粘土砖、 加气混凝土、 轻板、 复合板等。一个新型透明中空 玻璃门窗类型的应用， 也达到了轻质隔热的良好效果。目前我国 市场上主要的节能门窗包含： 玻璃钢门窗、 铝木和铝塑复合门窗 等。 5 结束语 随着我国经济的发展， 各大能源资源消耗率居高不下， 为了 实现可持续发展战略， 我国要不断创新节能设计理念与思路， 加 大节能建筑设计节能方式力度。全面的建筑节能是大有发展前 景的， 这项工作任重而道远， 必须深入贯彻科学发展观， 把节约 资源和保护环境作为基本国策， 实现节能减排， 摸索出一条符合 我国建筑节能方向的可持续发展道路。 参考文献 1刘树源.对建筑节能设计的思考J.科技资讯， 2012 （03） ： 1415. 2张 颖.建筑节能在酒店设计中的应用实践J.中国高新技术企业， 2011