建筑節能設計思考

時間：2024-06-13 23:33:56 其他類論文我要投稿

建筑節能設計思考

　　當然節能是一項系統的工程，科學技術的進步與不斷的開發研究，最好與建筑的完美結合才能將建筑節能技術發揮出來。

　　摘要：節能設計就是要利用自然的光合熱轉化為電能和熱能，取代傳統的電能和熱能消耗，這是建筑節能設計發展的方向和主流，顯然它是以節能降耗為目的的，采用清潔能源減少了大氣污染，降低了對化石資源的利用。本文從建筑的墻體、屋頂、節能材料出發對節能設計進行了探析。

　　關鍵詞：建筑;節能;設計;節能材料

　　任何現代建筑無外乎是由地基、墻體、屋頂、框架組成，節能建筑必須是在傳統建筑的基礎上考慮節能框架結構的設計和改變，以充分利用太陽能和地熱能為目的進行建筑改變。因為這些清潔能源是可以實現的資源，而且是取之不盡用之不竭的，比起化石資源、風力資源、雷電資源，穩定可靠無污染。隨著我國社會經濟的快速發展，各地的城市建筑迅速膨脹，高層建筑、大規模建筑、地下建筑快速增長，任何一座建筑都是能量的消耗體，消耗電能、熱能、光能等，有了這些能量的消耗人們才可以在建筑中工作、生活、居住。節能設計就是將每一座建筑變成能量的轉換者，實現從消耗到利用創造能量，從而減少化石燃料的利用、水資源的利用。如果把所有的建筑都改造成節能型建筑，那么一年將會節約上億噸煤，減少大氣污染將不可估量。要做好節能設計就必須從建筑的基本框架入手，墻體和屋頂都是接觸光和熱最多的地方，特別是高層建筑，受熱更加充分，光照時間更長，是理想的能量轉換場所。只要把太陽能收集起來，轉變為電能，就能節約火力發電和水利發電，也就是說整座建筑變成了太陽能發電廠，從收集到使用一站式利用，大大減少了有線電網的使用。

　　1優化建筑規劃設計

　　1.1合理優化建筑結構布局

　　在建筑結構布局方面主要考慮建筑的選址、方向以及受風向的影響，因為建筑物的方向關系到接受太陽能的多少，從而也影響到太陽能轉化為電能和熱能的多少，所以選址和建設的方向很重要，一般建筑選址在向陽處，若是城市地域廣闊，為了都能采集到陽光，可以適當拉開建筑之間的距離，以增加受熱面。若是城市樓群密集，則考慮高層建筑向高空發展。不管是高層建筑還是其他建筑都要考慮風向的選擇：避風可以減少建筑物熱量的損耗，通風可以凈化空氣，特別是在樓群密集地區，適當通風可以降低建筑內部溫度，一來給人們提供舒適的生活環境，二來可以減少火災的發生。其次通風還可以降低空調的使用，從而起到了節能的效果。

　　1.2綠化配置

　　不管是節能建筑還是一般建筑，都需要城市綠化，因為有了城市綠化植被大量吸收太陽能輻射，建筑地面接收的熱能將被阻止，這樣可以改變城市小氣候，除了植被還有水池、噴泉等城市公園設施，這些都可以降低建筑群的溫度，降溫的目的就是減少空調的使用，從而減少電量的消耗，起到節能的作用。綠化除了室外做好以外，室內也是關鍵，因為室內植物也可以大量吸收陽光，改善室內空氣和溫度。

　　2采用高效節能的建筑材料

　　從建筑的結構來看，節能材料分三種類型：

　　(1)建筑墻體的材料。墻體的材料非常重要，既要考慮保溫隔熱又要堅固耐用，通常采用夾心復合材料，與混凝土外墻、空心磚外墻復合使用。其次是塑料泡沫保溫材料，也是與鋼筋混凝土外墻復合使用。最后是有色玻璃的使用，有色玻璃可以大量吸收太陽能，若是玻璃與太陽能集熱板相聯系，那么它就可以大大提高能量的收集和轉化，也就是說每一塊玻璃板就是一個集熱板，那么整棟樓下來就有好多塊集熱板，因此太陽能直接轉化為電能和熱能，這樣大大節約了能量的消耗，從而使清潔能源變得高效利用。如果建筑外墻體用玻璃覆蓋，那么就得考慮玻璃的穩定性和堅固性。

　　(2)窗戶設計。窗戶是接收太陽光最強烈的地方，特別對于高層建筑。因此節能設計主要考慮窗戶的改良和設計面積，前面提到有色玻璃能大量吸收太陽能，從而實現了光電轉化，顯然窗戶的面積越大所轉化的電能和熱能也就越多，所以樓群建筑的節能設計在窗戶上是最理想的。然而要做到窗戶玻璃節能首先對玻璃材質進行考量，材質既要能吸收光又要堅固。其次窗戶玻璃與其他復合材料的共用，窗戶將大大節約建筑材料，建筑材料的減少還需考慮窗戶能否支撐建筑的重力，所以光靠窗戶玻璃是難以支撐建筑物重力壓迫的，必須與其他材料混合使用，如玻璃與鋼結構建筑混用。

　　(3)屋頂的設計。除了窗戶面積外，屋頂也是接受太陽能最多的地方，而對于屋頂我們從屋頂的設計出發，一般塔式屋頂或者圓形屋頂能很好地躲避冰雹的打擊、雨水的滲漏，另外塔式屋頂能減輕空氣動力的影響，從而保證整座建筑的質量。顯然窗戶和墻體能用玻璃建筑，同樣屋頂也能裝上有色玻璃，而屋頂接收的陽光更充足，所以也是理想的光電轉換場所。

　　3太陽能技術

　　太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，最常見的太陽能利用，就是太陽能熱水器，將光能轉化為熱能，然而利用太陽能熱水器也有很多麻煩，如高層建筑中的住戶有上百戶，家家戶戶都用太陽能熱水器，那么建筑樓頂能夠占用嗎?其次若是屋頂塔式則無法安裝太陽能熱水器，所以太陽能熱水器的安裝要根據建筑而定。以上都是對太陽能技術的應用，實現了從光能轉化為熱能，光能轉化為電能。但是利用太陽能也有缺陷，如遇到陰雨天太陽能就無法利用，特別是在我國南方夏季雨量多，對太陽能技術應用不太理想。

　　4風能技術

　　除了太陽能技術外，風能也是一種理想的清潔能源。樓群建筑上能安裝太陽能熱水器，那么同樣也能安裝風輪葉片，再通過風力發電機將風能轉化為電能，隨著科學技術的發展，風能葉片也不需要太大，只要能帶動風力發電機就可以了。風力技術特別適合高層建筑和南方的城市建筑，因為樓層越高空氣的流動性越好，因而風輪轉動的速度也就越快，帶動發電機的效果更好，從而會產生大量的電力。其次風能技術克服了季節天氣的影響，無論晴天還是陰雨天只要有空氣流動就能產生風能，顯然陰雨天的空氣流動效果比較理想。

　　5使用納米透明隔熱涂料

　　納米透明隔熱涂料可采用噴涂或刷涂技術涂在各類建筑物的玻璃上。在夏季，能抑制65%太陽能輻射不進入室內，并能保證透光率達到70%，能使室內溫度低于室外溫度達到4℃～7℃，測試表明，夏天開空調時，空調的耗電量可從原來303度降低到208度，可節電20%～30%左右;在冬季，隔熱涂膜的特殊金屬膜呈透明型、引進可視光，長波長的暖氣能在室內反射，使室內的暖氣(遠紅外線)約90%不外流。

　　6加強冷橋部位的保溫結構設計

　　在外圍護結構中,經常設有導熱系數較大的嵌入構件,如外墻中的鋼筋混凝土梁、柱、過梁、圈梁、陽臺板、挑檐板等。這些部位的保溫性能比主體部分都差,熱量容易從這些部位傳出去,這些部位通常叫圍護結構的“冷橋”,在節能型建筑中,由于采用新型節能圍護體系,整體的大面積加強了保溫,其冷橋節點失熱比傳統非節能建筑要大得多。所以是否處理好冷橋節點部位的保溫構造設計是新型圍護體系節能技術的成敗關鍵,應引起足夠的重視。

　　7結束語

　　總之，以上我們從建筑的結構、材料、設計對節能技術進行了分析，闡述了太陽能、風能在建筑中的技術應用，可以說人們使用清潔能源取代傳統的高耗能的能源是可以實現的。當然節能是一項系統的工程，科學技術的進步與不斷的開發研究，最好與建筑的完美結合才能將建筑節能技術發揮出來。

　　參考文獻：

　　[1]趙毅立.下一代建筑節能設計系統建模及BIM數據管理平臺研究[D].清華大學,2008.

　　[2]楊秀,張聲遠,齊曄,江億.建筑節能設計標準與節能量估算[J].城市發展研究,2011,(10):7-13.

　　[3]章玨瑩.浙江省住宅建筑節能設計影響因素分析[D].浙江工業大學,2013.

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