探讨大学建筑节能

评论 建筑网 |  2013-08-09 09:21    

  (一)当前我国建筑节能现状

  我国建筑节能工作从20世纪70年代后期开始,相对发达国家起步较晚,但经过将近40多年的艰苦努力,建筑节能方面已取得多方面的发展。如加强了建筑节能的组织管理,制定了一批建筑节能及其相关的技术标准、规范,初步建立起了一支建筑节能管理和专业技术人员队伍,开展了建筑节能相关产品的开发和推广应用,与有关工业发达国家的相关机构开展了建筑节能合作技术交流。但尚有许多需要完善之处,如人们对建筑节能重要性和紧迫性认识不足、行政监管体系不健全,执法不严,许多节能关键技术没有重大突破,新产品开发力度不够,相关建筑节能的政策和标准不完善等等。

  (二)高校建筑节能方面存在的问题

  从高校节能工作的整个发展过程可知,在20世纪80年代,各个学校就开始重视节能工作,并根据政府的要求,大都建立了节能委员会下设节能办公室,开展了节约能源资源的工作。高校的建筑节能主要是通过减少建筑物冬季失热量和夏季得热量来实现,主要是通过加强围护结构的保温和提高门窗气密性,以达到改善建筑物的热工性能;通过广泛使用建筑节能材料和尽量利用太阳能、生态技术节能以达到节能减排。由于当时关于建筑节能方面的制度的不健全和节能技术的不成熟,导致在上世纪80年代后相当长一段时间内建设的建筑都未能达到节能的要求。全世界都在强调节能的今天,高校近年不断扩建之步伐,聚技术、人才之最佳,集培养和教育之重任,更应该倡节约能源之风,尽节约能源之责,因此有必要对高校目前建筑节能现状进行分析,并采取一定的措施解决当前问题、响应国家号召。

  (三)建筑节能规划设计

  所谓建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建筑物的形体变化、朝向;外围护结构保温、隔热的性能;门窗质量等许多综合性因素构成。因此,建筑节能首先要从规划设计中开始。

  1.优化建筑物的自然通风设计合理、高效地利用自然通风是节能设计的一个重要手段,为减少夏季空调运行时间和保证不使用空调季节室内的热舒适性,通过疏导基地和建筑群体通风,在群体空间布局上采用前后错列、斜列、前疏后密等方式以疏导气流,并使建筑物处于周围建筑物的气流漩涡区以外。

  2.优化建筑物的位置、朝向设计太阳辐射热对建筑能耗影响最大,根据太阳高度角方位角的变化规律,建筑南向夏季可减少辐射得热,冬季可增加太阳辐射得热,是最有利的建筑朝向。建筑和结构设计中要注意建筑物的位置和朝向,尽量使建筑物朝南,尽量设计明室、明厅、明厨、明卫,并在南向房间开大窗,以充分利用太阳光,在北向和东西向开小窗,并要注意开窗位置,利于自然通风。

  3.优化建筑物的体形设计在建筑设计中建筑体形尽量简洁,减少体形系数,使体形系数控制在0.3以下。建筑体形在满足日光照明、太阳辐射及建筑功能要求的前提下要尽量采用最紧凑的形式。利用建筑体形和建筑能耗之间的关系,设计出合适美观的创新形体来降低建筑能耗水平。

  4.优化建筑物围护结构的规划设计节能工作主要部分在围护结构,对外墙中易形成热桥部位的保温构造设计合理与否,会直接影响到日后使用功能;对阳台和外门窗屋顶等要精心设计计算,门窗、屋顶上节能材料的使用,要考虑在真正做到满足热舒适度的同时,更能真正节约了使用期间的开支。总之,建筑工程设计要按功能要求合理组合空间造型,充分考虑建筑体形、围护结构对建筑节能的影响,合理确定冷源、热源的形式和设备性能,选用成熟、可靠、先进、适用的节能技术、材料和产品。住宅节能设计只有与结构、给排水、供暖、电气、通风等专业密切配合、共同努力,才能实现节能目标。

  (四)墙体节能设计

  在建筑外围护结构中,墙体所占比重最大,因而外墙体的保温设计相当重要,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,必须改变以往的外墙设计,改进墙体材料。目前主要用于外墙的材料有:

  1.粉煤灰及矿渣砖在传统建筑中,围护结构普遍采用粘土实心砖,但由于它破坏耕地,国家已明令禁止使用,替代粘土实心砖的有粉煤灰及矿渣砖,它们强度高,可承重,隔热保温性能好,资源丰富,因其属于工业废物利用,所以价格经济。

  2.混凝土空心砌块混凝土空心砌块是建筑砌块的一个主要品种,由于制取方便,生产工艺成熟,砌筑工艺简单,因此,早已成为国外主要的墙体材料。

  3.加气混凝土砌块单一材料墙体即可达到节能50%的目标,广泛用于框架结构住宅的填充墙,或与砖墙组成复合墙体以前,加气混凝土墙体的抹灰层易产生空鼓和开裂,是由于不了解加气混凝土的孔形结构和材料特性,若采用掺专用外加剂的低标号砂浆,并按规定程序操作,抹灰层的质量可得到保证。

  4.保温砂浆普通砌筑砂浆的导热系数超过实心砖等保温砌体材料,因此,其保温性能不与保温墙体相匹配。采用水泥、原状粉煤灰、普通砂配置出的保温砌筑砂浆,由于级配的合理性,提高了砂浆的密度,价格也低于相应等级的水泥砂浆。

  5.聚苯乙烯泡沫板该材料的节能效率高、隔热效果好、密度相对较小、吸水率低,是较为理想的隔热材料,在施工中应用较广。

  6.节能性保温隔热复合墙体我国目前正在广泛推广使用新型墙体材料,采用节能性保温隔热复合墙体,节能效果显著。但是复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定,高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5%~13%,因此应引起国家、设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。

  (五)门窗节能设计

  在建筑外围护结构中,窗户是薄壁的轻质构体,也是耗热的薄弱环节,在建筑能耗方面,铝、钢、塑窗散热量平均约占建筑外围护结构总散热量的50%,所以改善门窗的绝热性能是节能工作的重点。

  1.合理控制窗墙面积比不同朝向的住宅窗墙比有严格的规定,即北向、东西向、南向的窗墙面积比分别不应超过0.25、0.3、0.35。因此,从地区、朝向和房间功能出发,应选择适宜的窗面积,同时应强调东西南北开窗有别,是通过减少北侧窗的面积来减少热量的损失。

  2.提高外门窗的气密性提高外门窗的气密性,是减少室外冷热空气渗入室内的一个重要措施。减少扇与框、扇与扇、扇与玻璃间的缝隙,门窗框与墙间的缝隙,使从门窗渗入的冷空气减少,提高气密性。

  3.使用新型材料,改善门窗的保温性能采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗,如塑钢门窗可大大提高其热工性能。同时还要特别注意玻璃的选材,单层玻璃本身的热阻很小,在寒冷地区可采用双层或三层玻璃。随着科技的飞速发展,目前已开发出一些新型的节能玻璃,如中空玻璃、吸热玻璃等,在造价允许的条件下应积极采用。

  (六)屋面节能设计

  屋顶耗热量约占整个住宅建筑耗热量的7%~8%,有数据表明:夏季顶层室内的温度要比其他层高约3℃左右,因此,屋面的保温隔热不容忽视。屋面的节能措施应符合:

  1.屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以避免屋面的重量、厚度过大;

  2.屋面保温层不宜选用吸水率较高的保温材料,以防屋面湿作业时因保温层吸水量大而降低保温效果。若选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔,以排除保温层内不易排出的水分。

  (七)利用太阳能地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍,而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占理论资源量的很小一部分。因此,太阳能的开发利用具有巨大的潜力,太阳能作为一种可再生的洁净能源是建筑上非常具有利用价值的新能源之一,太阳能在建筑上的利用方式主要有被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富,如果能在建筑上将太阳能源充分加以利用,不仅可以节省大量常规能源,而且有利于环境保护和经济社会的可持续发展。

  (八)结束语

  综上所述,笔者认为,国家政府高度重视建筑节能工作,在政策、技术上给予建筑节能以支持和帮助,高校自身应该深刻认识建筑节能的重要价值,增强紧迫感和责任感,采取改进措施,结合实际情况运用最合理的节能措施,以减少高校维护使用的能源消耗,节约资金,让学校能有更多的经费投入到教学、科研等领域,以有限的投入培养更优秀的人才,产生更大的社会效益,为我国的现代化建设服务,为社会服务。


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