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建筑节能设计应用
摘 要:建筑能耗占我国总能耗较大比重。本文提出建筑设计、细部构造设计和环境控制设备及系统设计等三种节能设计策略。充分利用自然能,降低不可再生能源消耗,促进我国建筑可持续发展。 关键词:建筑与气候; 建筑能耗; 节能设计; 应变策略 Abstract:Building energy consumption accounted for a larger proportion of Chinas total energy consumption. This paper presents three energy-saving designstrategy, such as architectural design, detail structural design and environmental control equipment and system design. Make full use of natural energy, reduce consumption of non-renewable energy, and promote the sustainable development of Chinas building. Key words:building and climate; building energy consumption; energy-saving design; contingency strategy 1.引言 建筑作为人工自然产品,是人类自身应变自然环境气候的一种延伸手段。建筑发挥着气候“过滤器”的角色,通过利用和防御自然界各种气候因素,为人类创造出良好的室内气候条件。我国古代的传统民居,如北京的四合院、西南的吊脚楼、陕北的窑洞、闽南的土楼等,虽然建筑形式和材料各不相同,但都是长期气候选择和建筑不断应变的结果。随着现代技术水平的提高,人类有时过分地依赖人工设备技术力量,以期实现更高的室内热舒适度要求,结果导致高能耗和自然生态的破坏。我国是能源短缺的国家,但建筑能耗却是同等气候条件下发达国家的2~3倍。高能耗不利于建筑可持续性发展,需要我们重新研究节能设计策略,充分挖掘建筑节能的潜能。 2设计应变策略 建筑节能设计就是从分析地区的气候条件出发,将建筑设计与建筑微气候,建筑技术和能源的有效利用相结合的一种建筑设计方法,也就是说在冬季最大限度地利用自然能来取暖,多获得热量和减少热损失;夏季最大限度地减少得热和利用自然能来降温冷却。 2.1从建筑设计入手,综合分析地区气候特征,充分利用有利的气候条件和防御不利气候因素影响。 地区气候特征包括太阳能辐射强度、最热(冷)月平均气温及空气湿度、夏(冬)季主导风与平均风压、雨雪量等要素。这些要素是我们节能设计需要注意的“气候条件”。此外,还需注意区域的“微环境”,如地形条件、地表环境、地表土壤和环境植被等。只有这样,才能权衡利弊、趋利避害,统筹运用气候因素。 2.1.1合理群体规划布局。设计中要充分考虑夏季有利的主导风向(通风致凉)和避免冬季不利的主导风向(避风保暖),综合考虑采光、通风、保温和防晒等因素,合理安排群体布局和建筑朝向。如南京属典型的夏热冬冷地区,又具有大陆性气候特征,夏季炎热多东南风、冬季寒冷多西北风,在进行小区群体布局时,一般将小体量的低层、独立式住宅放在南面,大体量的高层住宅放在最北面,可以最大限度地满足夏季自然通风和冬季阻挡不利的西北风的需要。 2.1.2合理控制体形系数。体形系数就是指建筑物与室外大气接触的外表面积F0(m2)和其所包围的体积V0(m3)之比值。也就是说,单位建筑空间的外表面积越大,体形系数越大,能耗就越高,反之亦然。因此,在考虑节能设计时,建筑平面外形不宜凹凸太多,力求完整,避免因凹凸太多增大而提高体形系数。在所有几何形体中,球面体体形系数最小,同等条件下能耗最低。如合肥大剧院就采用近似球面体外形,体形系数小而相对节能2.1.3合理控制窗墙比。窗墙比就是建筑外窗总面积与外围护墙体总面积之比值。由于外围护墙体的热工性能比玻璃窗户要好。尽管外窗面积比外墙面积要小得多,但通过外窗得失热量却占外围护结构得失热量的40%左右,因此需根据不同地区气候特征合理控制窗墙比。如在严热干燥的新疆,白天太阳辐射强度大,夜间温度低,建筑外墙体比较封闭,窗墙比小,可以减少白天透过窗户的太阳辐射热和夜间室内热量的散失,同时保持室内空气的湿润。在南京地区,建筑的窗墙比则较大,夏季利用较大的南向窗户进行自然通风,冬季则可以获得较多的太阳辐射热。 2.2从细部构造设计入手,有效利用隔热保温、遮阳和自然通风等被动式节能技术,改善建筑室
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