第1篇:建筑被动式绿色节能设计论文
建筑被动式绿色节能设计论文
摘要:被动式绿色节能设计可通过对建筑的整体与局部设计来降低能耗,在建筑整体方面通过建筑场地的选址和建筑群的布局来降低能源消耗,在建筑局部方面可通过设计具体的户型和绿化建筑本身降低能源消耗,住宅建筑被动式绿色节能设计不仅仅是一种技术,更是一种理念和一种思路,只有不断地增强这种设计理念并付诸实践,才能将住宅能源的消耗降至最低。
关键词:住宅建筑;绿色节能设计;被动式
1建筑节能与住宅被动式节能的概念
1.1建筑节能
建筑节能可以从狭义和广义两方面来定义:广义的建筑节能为在建筑的建造、使用到拆除的过程中通过一定的技术手段达到降低能源的消耗;而狭义的能源消耗是指在建筑使用过程中通过建筑本身来降低电能,煤炭等能源的消耗。由于建筑的能源消耗主要发生在建筑建造完成后的使用过程,因此,本研究主要是从狭义的角度进行建筑节能的研究。建筑节能按其方式可分为主动式节能和被动式节能。主动式节能主要是指在建筑使用的过程中通过对设备的节能来实现建筑节能,被动式节能主要是通过对建筑本身进行结构设计,从而最大限度地利用诸如阳光、气温等自然条件来降低能源的消耗,强调优化建筑设计、降低建筑使用时所需的负荷。
1.2住宅被动式节能
住宅的被动式节能始于1920年美国通过设计住宅利用太阳能,被动式设计的核心是根据建筑当地的环境气候,利用环境控制技术结合住宅功能和满足的需求,对住宅进行设计使其本身具有适应环境和调节气候的能力。这种设计不需要借助外部设备,依靠当地的阳光、温度、地形和风力等自然因素就能完成自动调节建筑内部环境。被动式节能设计简单,不需要像主动式节能那样对设备进行依赖,技术要求相对较低。这种节能方式是从根本上降低维持建筑内部环境所需的负荷,不需要额外的能源消耗,因此,节能效果比主动式节能明显。由于被动式节能只需要自然因素,所以成本低廉。
2住宅建筑的被动式节能设计
2.1住宅建筑场地的选址与节能
住宅与人们的生活息息相关,住宅场所的选取至关重要,对于住宅场所的选址应先对当地的地形进行考察,结合住宅所需满足的要求,充分利用有利的地形因素和当地的气候特征进行选择。建筑选址的基本原则为不破坏当地的保护区(自然景观、文物、湿地、农田),远离自然灾害经常发生的地带,避免周围有大的噪声和其他危险源。与主要自然因素的关系如下所示:选址与光照:光照是影响当地气候的重要因素,光照中的红外线具有大量辐射热,是住宅建筑的外部热源,光照时间的长短直接影响温度,同时,光照中的紫外线具有杀菌的作用,如何获得充足的光照与选址有关。选址与风:风是另外一个重要的自然环境,夏季充足的风可以起到降温的`作用,但也不能选择太大、灰尘太多的风环境场所,在山区容易形成“风口”这种灾害,选址时应避免,同时也不宜选择低洼场地,这样会造成通风不足。对于风这个因素应该考虑冬季风较小,夏季风较大的地方。
2.2建筑群体的布局与节能
在建筑群体布局上,根据当地的环境因素进行合理的规划,通过改善建筑群体的布局可以改善建筑与建筑之间的微气候,从而达到节能的效果。将建筑群体按统一的朝向进行布置的方式成为行列式,这样的布局有序,显得比较整齐,可以获得充足的光照,利于建筑与建筑之间的通风,这种布局方式应用比价广泛。将住宅沿着街道进行布局称为周边式布局,这种布局容易造成住宅得不到足够的光照,建筑之间通风也不畅快,适合寒冷的地区。将住宅前后进行交错式排列称为自由式布局,这种方式在节约土地的同时,还可以得到足够的光照,增加了住宅室外活动的空间。
2.3建筑单体的设计与节能
设计光照分区:对于用户来说,不同的房间对光照的需求不同,一般的按用户活动时间长短将房间划分,其中主卧活动时间最长,次卧次之,然后是书房等房间。在对住宅建筑设计时,首先要根据光照因素设计用户主要活动的房间,将光照弱的区域设置为次要房间。设计采光分区:在设计住宅时,将对采光需求大致一样的房间布局到一块儿,比如主卧和起居室对采光要求较高可设置为南向,而对光照需求较低的厨房和卫生间可设置为北向。通风设计:在小户型的住宅中,常会出现卧室和客厅缺风、厨房的油烟无法全部排除等问题,这与设计之初对通风的设计有关,为了达到较好的通风,需要对住宅进风和出风口进行合理设计。根据对进风口和出风口的大小和位置的设计区别,获得的通风效果也不一样,为了获得充足的通风,在布局时要尽量减少气流迂回,尽量保持进风口与出风口对位。设计动静分区:在满足用户建筑使用功能的前提下,将对噪音要求类似的房间布局在一起,比如厨房、卫生间对噪音要求较小可设计在一起,而卧室和书房对噪声要求较高,可设计布局在一起。墙层保温设计:建筑墙层保温主要包括外立面和外墙内保温和外墙外保温,外立面主要是通过颜色来实现保温,当采用浅色墙面的时候,建筑对光照反射的作用会加强,而采用深色则会降低墙面的反射作用。
2.4建筑窗户的设计与节能
建筑中的窗户连接着建筑的外部和内部,光照、通风等都是通过窗户来进行的,窗户的设计在整个建筑设计中起到关键的作用。根据建筑所在地的不同,对窗户的面积、朝向等的设计也会不同。建筑的窗墙比为建筑窗户的总面积比上建筑的总面积,由于窗户具有高的耗热特性,当窗占比较大时,室内散热量也会增大,但室内的采光和通风比较好,当窗占比较小时,散热量减小,同时室内的采光和通风也会随之下降,如何设置窗占比,应该结合当地的气候环境和住户对采光和通风的要求来综合考虑。
2.5建筑绿化与节能
建筑的绿化包括墙体的绿化和屋顶的绿化,绿化的作用主要是降低建筑内部的温度来达到节能的效果,当建筑体进行绿化之后,太阳对建筑的热辐射一部分被植物的叶子遮挡,同时,植物的光合作用也消耗了一部分热辐射,这就大大降低了建筑的热辐射,从而降低了建筑内部的温度。
第2篇:绿色节能建筑论文
绿色节能建筑论文
关键词:绿色节能建筑论文
浅探绿色节能建筑设计
摘 要:我国是一个能源消耗大国,发展绿色节能建筑,是降低建筑能耗的必由之路。随着“绿色文化”的广泛传播,绿色建筑也相应产生。绿色建筑,意在把绿色理念赋于建筑,使建筑富有生机,富有活力,使建筑和可持续发展联系在一起,使建筑和生态系统联系在一起。大力发展绿色建筑,才能适应现代城市生态建设发展的需要,才能实现人、建筑与自然的协调统一。
1.建筑规划阶段的节能设计
在建筑规划阶段,要慎重考虑建筑选址、建筑布局、建筑体型、间距、朝向、季风风向和绿化配置等因素对建筑节能的影响,改善热环境。在规划设计中,分析形成气候的决定因素(辐射因素、大气因素、环境因素、地理因素)的利弊,从改善城市环境和区域环境出发,根据不同地区的地形及小气候,合理布置建筑群,尽量避免不利因素的影响。另外还要考虑对太阳能、季风风向、地形等自然因素的利用,以达到节能之目的。
1.1 基于建筑选址、布局以及季风风向的节能设计
建筑物尽量布置在向阳和避风的地方,向阳有利于建筑物充分利用太阳能,避风可尽量减少建筑物的热损失。建筑布局时.一方面要控制城市规模,并在规划设计中,注意避免人口密度与建筑密度较高的功能区连片布置,控制区域密度。另一方面,在南方炎热地区,要考虑一定数量的街道与当地夏季主导风向基本一致,这样可以加强市区和郊区之间的热交换,促使城市中心区多余的热量迅速转移到郊外。
1.2 基于建筑体型、朝向、间距的节能设计
1.2.1 建筑体型的节能
在建筑设计中,要适当控制建筑体型系数。有研究表明,体型系数每增大0.叭,耗热量指标约增加2.5%。建筑体型系数一般宜控制在0.30以下。一般来说,控制或降低体型系数的方法有:减少建筑面宽,加大进深或增加组合体,增加建筑物的层数,选用长条型建筑外形等,而形体复杂、凹凸面过多的塔式建筑对节能不利。建筑体型系数还与建筑物的体型是否规整及建筑的体量大小有关。在建筑设计中,应注意最低耗能体型的选择,即建筑的各方面尺寸与其有效传热系数相对应的最佳节能体型。一般来讲,当各面的平均有效传热系数不同时,传热系数相对较小的面具有相应较大面积的体型是最佳体型:而当各面的平均传热系数相同时,体型系数最小的体型是最佳体型。
1.2.2 建筑朝向的节能
建筑物的朝向对于建筑节能有很大的影响。当建筑物为南北朝向时,耗能较少。近年来,设计实践中的一种现象是越来越多的出现偏轴方位的建筑朝向,这种做法,可在活跃建筑群体、节约用地、处理建筑外形等方面带来一些益处,但从长远角度看,我们还是要强调正南朝向(包括南偏东、偏西15°以内朝向)的节能意义。因此,从节能的角度出发,如总平面布置允许自由考虑建筑物的形状和朝向, 则应首先选长方形体型,朝向尽可能大体朝南,避免东西向。在确定朝向时,另一个必须注意的问题是要处理好建筑朝向与季风风向的关系。在南方炎热地区,建筑的朝向宜与夏季主导风向入射角保持在30°一6O°的范围内。
2.围护结构节能设计分析
建筑围护结构主要由墙、屋顶和门窗构成。建筑物的能耗主要取决于围护结构的热传导和冷风渗透,住宅围护结构的散热量要占采暖热耗的1/3以上。显然,如果建筑围护结构具有良好的`保温隔热性能,便可减少室内、室外的热量交换, 从而减少所需要提供的采暖和制冷能量。在选择维护结构节能材料时,应考虑材料的使用寿命,如屋顶或外墙采用泡沫玻璃、无机保温砂浆等无机类保温隔热材料。外墙直接使用自保温砌块,可与建筑物同生命周期。炎热地区使用浅色饰面,减少太阳辐射吸收热量。
2. 1 墙体节能设计
外墙的面积是建筑围护结构的主体,因而外墙体的保温设计相当重要,必须改变以往的外墙设计,采用新的节能墙体材料。在禁止使用黏土砖以后,应该把外墙的节能构造列为重要课题。墙体节能是采用高效保温隔热材料附着或填入墙体内,以提高墙体的热阻。复合墙体越来越成为当代节能墙体的主流,其一般做法是用砖或钢筋混凝土作承重墙并与绝热材料复合。某些单一材料墙体也可以起减少能耗的作用。
墙体改革推动了新型墙体材料的发展,多种节能型墙体应运而生,主要有加气混凝土外墙、页岩多孔砖、内保温复合外墙、夹心复合外墙和外保温复合外墙等。
2.2 窗节能设计
窗在建筑中的主要作用是采光、通风,同时也起围护作用。有资料表明,窗既是耗热构件,设计合理也可成为得热构件。因此,没法减少窗耗热和提高窗得热是建筑节能的重点工作之一。影响窗的热损失的因素有以下几种:
2.2.1 窗体大小
窗大小与空调负荷关系甚大,窗墙比宜适当控制。在窗墙比的选择上,应区别不同的朝向。对南向窗,在选择合适玻璃层数及采取有效措施减少热耗的前提下可适当增加窗面积,充分利用太阳辐射热:而对其他朝向的窗,应在满足居室采光环境质量要求的条件下适当减少开窗面积以降低热耗。
2.2.2 窗体材料
(1)窗框:对金属窗框进行断热处理,用高效保温材料镶嵌于金属窗框之间,加大窗框的热阻,或利用空腹金属窗内的空气间层达到增加窗框热阻的目的。同时,选用导热系数较小的塑料窗框以减少通过窗框部分的热耗。(2)玻璃:选用合适的玻璃品种,适当选择吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃或中空玻璃。可在普通玻璃上贴隔热膜代替节能玻璃。(3)加强窗的气密性,采用气密条,提高外窗气密水平,提高窗用型材的规格尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量,减少开启缝的宽度达到减少空气渗透的目的。
2. 3 屋顶节能设计
由于太阳辐射强烈而引起顶层房间过热是一个十分普遍的问题,必须认真对待。应加强隔热层,可以设架通风层,还可设倒置式屋面;采用种植隔热屋顶. 改善生态环境: 另外还可采用坡屋顶.利用阁楼通风散热。
2.3.1 隔热屋顶
屋顶构造中设置的隔热层阻挡了屋面吸收的太阳辐射热向室内传导,迫使屋面温度升高以增大屋面与环境和空气的温差,使其有利于屋面将吸收的太阳辐射热向环境和空气散发 屋面内部可以设置贴铝箔的封闭空气层,采用含水多孔材料做屋面面层。高效保温材料的应用,提高了屋顶的隔热性能。
2.3.2 倒置式屋顶
采用倒铺法,保温材料设在防水层以上,使防水层不直接接受日光暴晒,保护防水层以延缓其老化,使之耐久。
2.3.3 架空型保温屋顶
屋顶最外层是遮阳板,下带通风空气间层,遮阳板拦截了直接照射到屋顶的太阳辐射热,并通过遮阳板与空气接触的上下两个表面把所吸收的太阳辐射热转移到空气随风带走,风速越大,带走的热量越多,隔热效果也越好。
2.3.4 种植隔热屋顶、蓄水屋面
在屋顶上种一些植物,在遮挡太阳辐射热的同时还吸收这些热量用于植物的光合作用、蒸腾作用和呼吸作用,把照射到屋顶的太阳辐射热转化为植物的生物能量和空气的有益成分,实现太阳辐射热的资源性转化,因此屋面温度变化比较小。种植隔热屋顶的植土不能太厚,植物扎根远不如地面,因此只适用于弱风环境不适用于强风环境。
3.新能源的利用
3. 1 太阳能
太阳能是可再生能源,它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。太阳能与建筑结合为我们有效利用可再生能源提供了一个理想途径。建筑物利用太阳能的方式有被动式和主动式两种。被动式利用太阳能足指建筑物直接利用太阳辐射的能量使其室内冬季最低温度升高、夏季最高温度降低。主动式利用太阳能是指通过一定的装置将太阳能转化为人们日常生活所需的热能和电能。目前,已有很多利用太阳能的建筑实例,值得进一步推广。太阳能在建筑上的应用不仅可以节省能源,更重要的是有利于保护环境。
3.2 地源热泵
地源热泵—是目前效率最高、对环境最有利的热水、取暖和制冷系统。地球表面吸收了太阳能的47% 相当于人类一年所需能量的500多倍,地球深处热流或较深层的地热能对地表浅层也起到了加热作用。
冬天代替锅炉从土壤中取热,向建筑物供暖,夏天代替普通空调向土壤排热,给建筑物制冷。地源热泵高效节能,不破坏建筑的外观,使用寿命长达50年以上,一套系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水家人的三套装置或系统,设备的运行没有燃油、燃煤污染。不抽取地下水,没有地下水位下降、地面沉降和开凿回灌井等问题,是真正的绿色环保能源利用方式。
4.结语
绿色建筑的观念已经受到各个阶层人员的重视。绿色建筑的本质在于尊重自然生态,循环利用资源,保护自然环境和地球环境。绿色建筑强调的不仅仅是对建筑建设过程的管理,建筑的全寿命周期都应该贯穿”绿色”的理念。回归建筑的本源,我们需要用创意迎接挑战,创造丰富而有内涵的新型绿色建筑。
第3篇:绿色节能建筑论文
绿色节能建筑论文论文
关键词:绿色节能建筑论文
浅探绿色节能建筑设计
摘要: 我国是一个能源消耗大国,发展绿色节能建筑,是降低建筑能耗的必由之路。随着“绿色文化”的广泛传播,绿色建筑也相应产生。绿色建筑,意在把绿色理念赋于建筑,使建筑富有生机,富有活力,使建筑和可持续发展联系在一起,使建筑和生态系统联系在一起。大力发展绿色建筑,才能适应现代城市生态建设发展的需要,才能实现人、建筑与自然的协调统一。
1.建筑规划阶段的节能设计
在建筑规划阶段,要慎重考虑建筑选址、建筑布局、建筑体型、间距、朝向、季风风向和绿化配置等因素对建筑节能的影响,改善热环境。在规划设计中,分析形成气候的决定因素(辐射因素、大气因素、环境因素、地理因素)的利弊,从改善城市环境和区域环境出发,根据不同地区的地形及小气候,合理布置建筑群,尽