时间:2022-10-20 02:47:04
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇建筑采暖论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
关键词:外窗传热系数遮阳系数建筑能耗建筑节能
我国行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)第四章”建筑和建筑热工节能设计”中,对外窗热工性能作了如下规定:
4.0.4:外窗(包括阳台门的透明部份)的面积不应过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗其传热系数应符合表4.0.4的规定。(表4.0.4略)
4.0.6外窗宜设置活动外遮阳。
该标准对外窗保温性能(传热系数K)作了具体规定,并建议外窗设置活动外遮阳,但标准对外窗隔热性能(遮阳系数SC或太阳传热因子SHGC)没有作出具体规定,不能不说是该标准的一个不足。实际上,我国夏热冬冷地区居住建筑的节能不仅与外窗的保温性能,而且与外窗的隔热性能紧密相关的。
本文首先确定了夏热冬冷地区基准性住宅和住宅节能方案,并选取上海、南京、武汉和重庆4个代表性城市作为分析对象,使用美国劳伦斯.伯克力国家实验室开发的DOE-2软件,对基准性住宅和3000多个节能方案进行摸拟计算,分析外窗传热系数(K)和遮阳系数(SC)对居住建筑能耗影响,并提出相应的看法和建议.
一、基准住宅的确定
(一)基准住宅模型是一座六层楼住宅,建筑平面如图1所示。
基准住宅热工参数和计算条件如下:
1、室内温度设定:冬季16℃,夏季26℃;
2、外墙:24cm粘土实心砖K=1.833W/(m2·K);
3、屋顶:砼板+保温板K=1.872W/(m2·K);
4、外墙面太阳辐射吸收系数ρ=0.7;
5、外窗:普通单玻铝合金窗,K=6.0W/(m2·K),SC=0.9;
6、建筑平均窗墙面积比:CM=0.3009;
7、换气次数:n=1.5;
8、设备能效比:冬季EER=1.0,夏季EER=2.2;
9、内热源:照明0.5875W/m2,其它251W(其中显热180W,潜热71W)。
(二)4个城市基准住宅全年能耗值计算结果
从表1可看出,4个地区住宅夏季空调能耗均占全年采暖与空调总能耗20%或以上,而夏季空调能耗中外窗太阳辐射传热占了相当大的比例,因此夏热冬冷地区居住建筑节能中,外窗隔热性能是不可忽视的重要因素。
表1城市上海南京武汉重庆
年采暖空调总能耗P总(kWh/m2)146.67164.27157.60116.67
年采暖能耗P暖(kWh/m2)116.98131.88117.6079.38
年空调能耗P空(kWh/m2)29.6932.4040.0037.29
空调能耗占总能耗比例%20.2419.7225.3831.96
二、节能方案的选择
1.室内温度设定:冬季16℃,夏季26℃;
2.外墙:24cm粘土实心砖+保温K=1.0W/(m2·K)和K=1.5W/(m2·K);
3.外墙面太阳辐射吸收系数ρ=0.7;
4.屋顶:砼板+保温板K=1.0W/(m2·K);
5.换气次数:n=1.0;
6.设备能效比:冬季EER=1.9,夏季EER=2.3;
7.内热源:照明0.5875W/m2,其它251W(其中显热180W,潜热71W);
8.建筑窗墙面积比CM变化范围:0.2498,0.3009、0.3535,0.3895,0.4256,0.4718;
9.外窗K和SC变化范围:
K—6.0,5.5,5.0,4.5,4.0,3.5,3.0,2.5,2.0;
SC—0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3。
三、外窗保温隔热性能(K、SC)对住宅能耗的影响
本文通过3000多个节能方案的摸拟计算,选取代表性数据,绘制了外窗K值分别为3.0、4.5、6.0时的P-SC曲线图。图中,P总为全年采暖与空调总能耗,P空为夏季空调能耗,建筑平均窗墙面积比CM=0.3009。
从以上各地的P—SC曲线图可看出:
1.当建筑平均窗墙比CM不变,外窗K值增大(保温性能减弱),住宅年总能耗也随之增大;当外窗K值从0.3增大到0.6时,全地区各地住宅年总能耗平均增大15%左右.但K值变化对住宅夏季空调能耗影响不大。
2.当建筑平均窗墙比CM不变,外窗SC值增大(隔热性能减弱),住宅年总能耗也随之增大;当外窗SC值从0.3增大到0.9时,全地区各地住宅年总能耗平均增大9%左右,但东部上海、南京等地增大值小于中西部武汉、重庆等地增大值;SC值变化对住宅夏季空调能耗影响甚大,如在重庆,SC从0.3值增大到0.9时,空调能耗增大约20%。总之,SC值的变化,不仅对住宅夏季空调能耗,而且对全年总能耗均有影响,因此夏热冬冷地区居住建筑节能应考虑外窗遮阳隔热性能的影响。
表2列出了外窗K、SC值变化对住宅全年采暖与空调总能耗影响的部分数据。
四、夏热冬冷地区外窗热工性能节能设计
通过分析,在保证住宅节能50%的目标下,本文提出夏热冬冷地区外窗传热系数K和遮阳系数SC(太阳得热因子SHGC)的限值表3,供设计人员和今后对该标准修改时参考。
夏热冬冷地区居住建筑外窗的传热系数和遮阳系数限值表3外墙外窗遮阳系数SC(SHGC)外窗的传热系数K[W/(m2·K)]
平均窗墙面积比CM≤0.25平均窗墙面积比0.25<CM≤0.30平均窗墙面积比0.30<CM≤0.35平均窗墙面积比0.35<CM≤0.40平均窗墙面积比0.40<CM≤0.45
K≤1.0D≥2.5ρ=0.70.9(0.80)≤6.0≤6.0≤5.0≤4.0≤3.0
0.8(0.71)≤6.0≤6.0≤5.5≤4.5≤3.0
0.7(0.62)≤6.0≤6.0≤5.5≤5.0≤4.0
0.6(0.53)≤6.0≤6.0≤6.0≤5.0≤4.0
0.5(0.44)≤6.0≤6.0≤6.0≤5.0≤4.0
0.4(0.36)≤6.0≤6.0≤6.0≤5.5≤4.5
0.3(0.27)≤6.0≤6.0≤6.0≤5.5≤4.5
K≤1.5D≥3.0ρ=0.70.9(0.80)≤5.5≤4.0≤3.5≤2.5---
0.8(0.71)≤5.5≤4.0≤4.0≤3.0≤2.0
0.7(0.62)≤5.5≤4.5≤4.0≤3.0≤2.5
0.6(0.53)≤6.0≤5.0≤4.5≤3.5≤3.0
0.5(0.44)≤6.0≤5.0≤4.5≤4.0≤3.5
0.4(0.36)≤6.0≤5.0≤4.5≤4.0≤3.5
0.3(0.27)≤6.0≤5.5≤4.5≤4.0≤3.5
参考文献:
一、我国寒冷地区建筑能耗现状
据资料显示,我国新增采暖能耗以每年6×109kg标准煤的速度在增长。我国北方城镇采暖人口只占全国人口总数的13.6%,但北方集中采暖地区的房屋建筑的建筑面积约占全国采暖房屋面积的50%,且每年有3~6个月的采暖期。在80年代末期,寒冷地区采暖能耗占到当时全国年总能耗的11.5%,占采暖地区全社会能耗的20%以上,在一些严寒地区城镇建筑能耗则高达当地社会总能耗的50%以上。因此,我国建筑节能中心工作首先是围绕着降低北方寒冷地区城镇的采暖能耗展开的。寒冷地区的建筑能耗主要是以供热为主,所以,建筑节能绝大部分是供热节能。
二、建筑物能耗消耗的途径
寒冷地区建筑物的能耗主要取决于围护结构的热传导和冷风渗透,建筑围护结构的散热量,往往要占采暖热耗的1/3以上,如果建筑围护结构具有良好的保温隔热性能,便可减少冬季室内传出室外的热量和夏季室外传入室内的热量,从而减少为维持室内舒适热环境提供的采暖和制冷能量。
建筑节能按围护结构界面划分主要包括墙体节能、门窗节能和屋面节能。如何改善建筑围护结构的保温隔热性,节约能源,开发和利用太阳能,保证人们生活在良好的环境中,是建筑设计中应重点考虑的。
三、寒冷地区建筑节能设计
笔者认为寒冷地区的建筑节能设计应着重做好以下三方面的工作:一是要从建筑物的规划设计之初进行节能控制;二是要发展高效的保温隔热材料,做好屋面保温隔热防止室内外热交换,从而减少建筑能耗;三是要控制建筑物的体形系数、选择适宜的朝向及采用合理的构造措施。下面将详细论述。
(一)建筑的规划节能设计
现在说建筑节能,人们往往只考虑建筑的构造、材料、围护结构的热工性能,而忽略了建筑规划设计创作阶段的节能控制。我们应该在设计之初将建筑设计创作与规划、构造、材料等方面进行综合考虑,从而全面提高住宅建筑的节能效果和建筑品质。
1、住宅选址与规划布局
国内住宅建筑多以小区形式出现,住宅建筑选址的好坏、规划的合理性是决定住宅节能设计的先决条件。住宅小区选址应根据地形特点,选择避风向阳的朝南坡地或平原,避开迎风的水域岸边或容易形成风道的山谷、山顶等,因为冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。
2、道路设计与小区通风
为使建筑单体争取更好的朝向,我们在设计初通常将小区道路的布局与用地结合布置。除施工便利、方便使用,道路也是整个小区的通风道。道路设计时应便于组织小区通风,并与城市、小区绿化空间结合,把新鲜空气引入小区,从而提高居住区内的小气候环境质量。
3、景观绿化设计
小区环境绿化要突出居住条件的均好性和共享性,为居民提供户外休闲、观赏和改善生态环境的绿化空间。景观绿化可以有效降低气温、调节湿度、防风抗风、改善通风质量,从而抑制热岛效应,改善住宅建筑外维护结构的热工性能。绿化应以绿植物为主,形成点、线、面相结合的完整绿化系统,形成良好适应气候特点的植物群落。
4、雨水收集利用。
在现代住宅的节能设计中,应建立雨水收集与中水利用系统,并使其用量达到总用水量的30%。一般住宅小区,屋面与路面面积之和约占地面面积40%,做好屋面和路面收集将是雨水收集的重要部分。屋面雨水收集主要是通过水落管将雨水收集引流,进入小区内中水处理系统。小区路面通常采用铺贴渗水砖和设置路面排水沟,这样雨水可以通过渗水砖和水沟进入小区的中水系统中,为小区的绿化灌溉和中水使用提供水源。
(二)建筑外围体系节能设计
建筑物耗热量主要由通过围护结构的传热耗量构成,其数值约占总耗热量的1/3以上,所以改善围护体系节能对于提高住宅节能设计有着深远的影响。住宅建筑围护体系的节能设计重点在其外墙、门窗和屋面三大部分。
1、外墙保温设计
(1)外墙节能构造
目前外墙节能的主要方式是采取复合墙,即在墙体不同部位设置高效保温隔热层,形成外墙内保温、外墙夹心保温、外墙外保温3种复合墙体。
(2)外墙内部保温
外墙内保温是用保温材料置于外墙的内侧,它的优点在于:对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不高;内保温材料被楼板所分隔,仅在一个层高范围内施工,不需搭设脚手架,施工方便。
(3)外墙夹心保温
外墙夹心保温是将保温材料置于外墙的中间部位,内外侧墙均可采用传统的砖、混凝土空心砌块等,这些传统材料的防水、耐候等性能均较好,对内侧墙和保温材料形成有效的保护,对保温材料的选材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等保温材料均可使用。夹心保温墙施工季节和施工条件的要求不十分高,不影响冬期施工,近年来在严寒地区得到一定的应用。
(4)外墙外保温
由于对节约能源与保护环境的需求不断提高,建筑围护结构的保温也在日益加强,其中以外墙外保温的发展最为迅速。外保温墙体适用于有采暖和空调要求的工业与民用建筑,既可用于新建建筑,又可用于既有建筑节能改造。其对主体结构具有保护作用,有效避免了室外气候变化引起墙体内部温度变化,使结构主体寿命延长;有利于消除或减弱冷、热桥的影响;可避免室温发现较大波动;对原有建筑改造时,减少对室内的干扰;不占用室内空间,在二次装修时,避免对保温层进行破坏;增加了立面装饰效果;适用范围广泛,综合效益显著。
外墙外保温技术在国内已有良好的基础,特别是在北方寒冷地区推广应用中已取得了成效。因此应成为日后寒冷地区外墙保温的首选设计。
2、窗体节能设计
窗户是建筑外围结构重要的组成部分,也是外围护结构中能量损失最大的部位。一般住宅的外窗(包括阳台门)面积约占建筑面积的20%左右,其中通过外窗传热散失的能量约占建筑能耗的28%左右,通过外窗透气散失的能量占建筑能耗的27%左右。
(1)合理选择玻璃类型
玻璃是窗户中面积最大的组件.改进这部分的热工性能对整个窗户的节能性能有很大的影响。随着技术的发展和人们节能意识的提高,窗户玻璃材料发生了巨大的技术进步。从透明玻璃到有色玻璃、镀膜玻璃,从单层玻璃到双层玻璃以及中空、真空玻璃。使用节能型窗玻璃,是提高整个窗户保温性能的一大重要措施。目前节能效果好、具有推广价值的节能型玻璃有中空玻璃、镀膜玻璃等功能性玻璃。
(2)提高外窗气密性
如门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封。框与扇之间的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等。
(3)选择节能的窗型
目前常用的窗型有外平开窗、左右推拉窗、固定窗、亮窗和上下悬窗,还有内开下悬翻转窗、上下提拉窗等。固定窗如果安装合理是气密性最好的,且造价低,但是在要求有良好通风的地方不能使用,故一般用于工业建筑中。安装了密封条的外平开窗、下悬翻转窗有适度的气密性,在开启时还有良好的通风性能,但开启时需占用空间。平开窗由上部固定扇和下部推拉扇组成,平开窗能移动的窗扇越少气密性相对越好。平开窗在窗扇关闭后,窗扇和窗框之间压条压得较紧,很难形成对流,节能优势明显。
3、屋面的节能设计
从保温原理来说,热气流是向上运动的,而冷气流则向下运动,屋顶可截住热气流使热量不散出室外,屋顶作为建筑的主要围护构件比其他界面更要起到保温、隔热作用,是建筑节能的主要部位之一。
屋面节能措施应主要选择密度大,传热系数小的保温材料,不宜选择吸水率大的保温材料,以防止保温层大量吸水而降低保温效果。北方地区经常采用的水泥珍珠岩、加气混凝土砌块及水泥聚乙烯苯板等保温材料上铺防水层方法,经过多年使用效果很好。
结语
节能降耗是目前建筑业发展的趋势,寒冷地区建筑节能的主要途径就是要加强外围结构的保温设计,应用高效保温隔热材料并改进建筑构造。使中国建筑业不断走向可持续发展的道路,为创造节约型社会做贡献。
作者:张国强 来源:云南建筑 2013年4期
关键词:体型系数,体型设计,设计策略
0.引言建筑体型设计应综合考虑建筑功能、造型以及节能的要求。针对北方寒冷地区气候特点,设计的基本原则为尽可能的减小建筑外表面积,使热工性能较差的的外表面积降至最少,考虑到建筑在冬季采用被动式采暖,则需尽量扩大南立面,在满足通风采光的要求的基础上,减少北向、西向等不利朝向墙面面积及窗墙比。
1.控制体型系数体型系数S指建筑物与室外大气接触的外表面积F(不计算地面)与其所包围的建筑体积V之比(S=F/V)。论文格式。体型系数越大,说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大,能耗就越多。有研究资料表明:体型系数每增大0.01,耗热量指标约增加2.5%。
建筑的体型系数与建筑物的体型是否规整及建筑的体量大小有关,建筑的规模越大,其体型系数越小。因此单层的小建筑的体型系数一般比较大,而规模较大的建筑,体型系数一般比较小。对于高层建筑来说,体型系数一般在0.10-0.15之间,远小于规范规定的0.3界限,且高层建筑屋面面积相对外墙面积要小得多。
2.增加南向表面积与体型设计从利用太阳能采暖的角度考虑,应尽量增加南向的面积,以南向表面足够大,其它外表面总面积尽可能小为判断节能与否的标准更合理。这意味着要增加建筑面宽,减小进深。
作者以济南某小区套型面积为116m2,层高为2.8m的六层住宅为例,计算分析一个单元时和三个单元时的体型系数变化,如表5-1,由分析结果可以看出:在增加南向表面面积的同时,势必会造成在标准层面积一定的情况下,体形系数增大的情况。因此,在满足必要的平面功能布局的要求之后,尽量控制体形系数在一定范围内,尽量的增加面宽,减小进深。
表 5-1相同面积不同套型的体型系数比较
进深m 面宽m 套型面积m2 一个单元体型系数 三个单元体型系数
户型一 12.6 18.3 116 0.34 0.26
户型二 10 23.1 116 0.33 0.29
(图表来源:自绘)
同样我们需注意到,当建筑物南向表面面积增大,满足了冬季被动式采暖需求时,必然引起夏季室内外受热量增加的问题。所以,在夏季应采取适当的外表面的遮阳措施,将增大南向表面面积作为优点来利用。论文格式。
3.底层架空与体型设计黑川纪章认为:“城市已失去了它曾有过的最完美的过渡空间”,为恢复城市中这种性质的空间,他借鉴日本传统文化中的“缘侧空间”理念,在福冈银行总部设计了一个巨大的开敞架空空间———介于室内与室外、公共与私有之间的城市公共开放空间。论文格式。
底层架空空间是室内外的过渡空间,具有加强通透性,提供灰空间,对外开放等特点,虽然增加了建筑的体形系表面面积,而总体积不变,体形系数一定增加,但是它却从而降低了住宅内部的气温,改善了微环境。
目前的多层住宅的普遍做法是:底层另加小庭院,庭院的栏杆围护都采用通透性强的铸铁、不锈钢栏杆等,庭院内绿化由用户栽种,这方面的尝试较成功。但带来的问题是庭院绿化不统一、防盗的要求也更高,加上底层潮湿问题,导致购房者瞻前顾后。
底层住户由于接近地面,室内湿度比较大,防潮问题未解决,而且日照间距普遍不够。而设置架空层之后就避免了这一问题。并且一层的住房冬季接收阳光时间比较短,这个也是主要原因之一。可见从太阳能的利用角度看,底层架空也有好处。而且在底层架空层种植绿化,设置自行车停车场以及布置休闲娱乐设施等,对增加绿化面积,促进人与人交流等方面均有积极意义。
然而,底层架空带来夏季自然通风畅通的同时,也会带来冬季防风问题的严重性。为同时解决夏热与冬冷的问题,可以采取一些辅助设计手段。例如:结合底层架空空间的绿化景观以及儿童游乐场地设计移动隔墙,移动墙通过人工调节可以随着冬、夏季的主导风向移动或旋转,起到夏季导风、冬季防风之作用。也可以安装玻璃,不但可以防风,而且可以成为利用太阳能直接受益式的附加阳光的暖房。总之,并非体形系数越小越好,应该综合考虑多方面的因素。
4.控制体型的设计策略(1)尽量减少体型的不必要的、小尺度的凸凹不齐,以利于降低体形系数,减少热量损失。
(2)做到各单元的有机组合,尽量利用外墙面重叠,以减少外墙面积。尤其注意山墙的面积的有效控制,减少西晒问题出现。
关键字: 建筑设计;节能;建筑节能
Pick to: with the global energy problem of serious and "sustainable development" concept in domestic promoted, building energy saving design more and more attention of Chinese the building workers' attention. How in architecture design, better use of natural energy, improve the residential building energy efficiency, this paper writing is key. This paper mainly introduces the design of building energy efficiency and how to realize the energy conservation of the building.
Key word: architectural design; Energy saving; Building energy efficiency
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
0 引言
建筑节能是指在建筑中提高能源利用效率, 用有限的资源和最小的能源消费代价取得最大的经济和社会效应。 因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。
1 建筑节能存在问题
建筑节能是技术性和政策性很强的系统工程,中国全面实施的时间不长,整体发展水平不高,存在着不少问题,具体表现如下:
a) 新建建筑执行节能标准的比例较低,北方快、南方慢。 大城市工作好一些,中小城市依然薄弱;既有建筑节能改造和可再生能源建筑规模化应用等尚未启动;
b) 建筑节能还缺乏足够技术支撑:一是从业人员技术水平有待提高,设计人员对节能标准不熟悉;二是节能技术和产品可选性不足。 少数地方对新技术、新产品存在垄断;三是技术标准还需完善,施工验收和检测工作尚没有国家强制性标准规范;
c) 尚未形成良好的建筑节能的工作氛围
一些省市主管部门领导对节能的紧迫性和重要性缺乏认识,部分省市仍未建立建筑节能管理机构;同时对节能宣传推广力度不够;
d) 建筑节能政策法规政策不健全
一方面是由于目前国家尚无专门针对建筑节能的法律法规,各地也只有少数出台了地方性法规;另一方面是建筑节能经济激励政策缺失, 市场机制难以发挥作用,相关配套政策不足。
2 建筑节能概念的提出
2.1 建筑节能
目前,中国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过中国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去, 国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求, 从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造, 这将要耗费更多的人力物力。
建筑节能是一项全方位的综合性的系统工程,建筑节能技术涉及了建筑技术、材料技术、能源技术、智能技术、仿生技术、废物再利用技术等,也涉及设计、施工、管理、政策法规等诸多部门,是一项全方位的、综合性的系统工程[ 1]。
2.2 建筑节能的设计
a) 规划设计阶段:
节 能 规 划 设 计 就 是 分 析 构 成 气 候 的 决 定 因素—————辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响, 通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造,如充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌,利用多种自然因素,以优化建筑的微气候环境,形成良好的居住条件,从而有利于节能;
b) 建筑设计阶段:
在进行建筑设计时,应该从与建筑节能关系密切的建筑平面设计与组合、窗墙比、建筑体型、建筑体量、各围护结构、建筑外遮阳诸多方面进行考虑,设计出符合新节能标准要求的节能建筑( 建筑物总能耗不高于当地节能规范标准),其重点是各围护结构节能指标的满足;
c) 采暖供热系统的节能设计采暖供热系统应选用节能产品,合理设计热负荷及房间散热器面积。 热力站的设计应选用结构紧凑、传热系数高、自动脱垢或易于除垢以及使用寿命长的换热器, 换热器的传热系数以大于或等于 23 000 W(/ m2•K) 。 热力站应设置调节装置,为量化管理创造必要条件。 锅炉、鼓风机、引风机、除尘器等设备的选用应符合节能标准。 设计热水管网时应选取经济合理的敷设方式,其供热管道的保温应符合国家标准 GB8175- 1987 设备及管道保温设计导则[2]。
2.3 影响建筑物能耗的因素
2.3.1 室外热环境的影响:
建筑物室外热环境,即各种气候因素,通过建筑的围护结构、 外门窗及各类开口直接影响室内的气候条件。 与建筑物密切相关的气候因素为:太阳辐射、空气温度、空气湿度、风及降水等;
2.3.2 采暖区和采暖度日数:
采暖区是指一年内日平均气温稳定低于 5 ℃的时间超过 90天的地区。 采暖度日数是指当某天室外日平均气温低于 18 ℃时,将低于 18 ℃的度数乘以 1 天,并将此乘积累加。 其中,18 ℃称为采暖基准温度,凡平均温度低于基准温度的度数,均计入采暖度日数。 若假定采暖热耗量与室外平均温度同室内基准温度之差成正比, 则可由采暖度日数估算出采暖能耗,再加上夏季耗冷所需能量,可评价出建筑整个年度的总体能耗的状况[ 3];
2.3.2 太阳辐射强度:
冬季晴天多,日照时间长,太阳入射角低,太阳辐射强度大,南向窗户阳光射入深度大,可达到提高室内温度,节约采暖用能的效果;
2.3.4 建筑的保温隔热和气密性:
建筑围护结构的保温隔热性能和门窗的气密性是影响建筑能耗的主要内在因素。 围护结构的传热热损失约占 70%~80%;门窗缝隙空气渗透的热损失约占20%~30%。据有关资料显示,北京地区,典型多层住宅, 通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的77%,门窗缝隙的空气渗透热损失约占 23%。 在传热损失中,外墙约占 25%,窗户约占 24%,楼梯间隔墙约占11%, 屋面约占 9%, 阳台门下部约占 3%, 户门约占3%,地面约占 2%。 窗户的传热热损失与空气渗透热的损失相加,约占全部热损失的 47%;
2.3.5 采暖供热( 制冷) 系统的效率:
采暖供热( 制冷)系统是由热源( 冷源)、设备、网络和连接用户组成的系统。 设备效率和媒体的经济性是其关键[ 4]。
2.4 建筑节能的实现
为了达到有效的建筑节能只靠建筑师是根本不够的,怎样才能做到真正合理降低能耗,真正做到建筑节能呢?我们从以下几个方面进行论述建筑节能的相关措施:
a) 根据国家政策,无论民用建筑还是公共建筑均需要采取节能措施,因此,每个设计单位应当在建筑物设计阶段,应当根据国家《 民用建筑节能的设计标准》及有关本地区的节能法规进行设计开发; 采用先进成熟的节能技术和节能产品,保证节能设计质量;
b) 充分利用太阳能、地下能源、风能等应用技术和产品,在建筑物的建设方面,尽量选择南北朝向,充分利用太阳能。 事实证明,建筑物南北朝向比东西朝向建筑耗能要少:( a) 住宅等民用建筑也采用地源热泵技术,利用地下水的水温在冬夏季的温差不大相当于恒温的原理,用水泵把地下水抽到埋设在地板内的 pvc 等材料的细管,来调节室内温度,已达到节能的目的。( b) 有些现代厂房的换气孔等利用风能,带动风扇,使内外空气交换, 摒弃了以前都要用电机风扇进行换气的做法,也达到了节能的目的。( c) 公共建筑节能采用屋顶或外墙铺设太阳能光伏发电装置, 或者外墙利用光伏材料,光伏材料发电以提供本建筑的用电, 以达到节能的目的。( d) 大力推广遮阳与通风设施应用技术和产品。以减少因降温需要空调的能耗,达到节能目的;
c) 在墙体建筑方面,不得使用实心黏土砖,应逐步禁止使用其他黏土制品墙体材料, 应用目前新型墙体材料,如普通混凝土小型空心砖块、轻集料混凝土小型砌块、石膏砌块和条板、非黏土类烧结砖、轻质墙板复合保温墙板、整体式墙板、高掺量的利废制品、其他不含黏土成分的新型墙体材料。 充分运用市场经济手段,发挥投资税收、价格等经济政策的引导手段,鼓励工业废弃物的循环利用,限制黏土资源的过度消耗,推进墙体革新工作和节能建筑的发展;
d) 改善护构件的保温性能, 尽量避免热桥,同时采用新技术,加强外墙保温。 改善门窗设计,尽可能将窗面积控制在合理的范围之内, 采用高效节能玻璃加强密封,尽量减少热量损失。
3 结语
建筑节能是一项造福子孙后代的伟大改革, 也是实现科学发展观的必经之路,需要我们从切身做起,从实际出发,开创建筑节能的新局面。
参考文献:
[ 1] 黄 英.浅谈建筑的节能设计[ J].江苏建筑,2007(, 2) :23- 26.
[ 2 ] 向朝伦.节能建筑在尴尬中前行[ N ].四川日报 ,2005- 9- 14( 08) .
[ 3] 郎四维.中国建筑节能设计标准的现状与进展[ J ].制冷空调与电力机械,2002,23( 12):12- 23.
论文关键词:酒店,既有建筑节能改造,能耗,发展
1.前言
随着经济的发展,能源问题已经越来越多的突显在我们的面前,如何做到可持续性发展和成为能源集约型社会成为摆在我们面前的首要问题,其中城镇建筑能源消耗在总能耗中占有重要的比例,约为23%--25%。天津作为经济高速发展的直辖市,其大多数既有建筑都属于高能耗建筑,所以建筑节能改造刻不容缓。
作为公共建筑,天津地区的酒店数量非常巨大,三星级以上的酒店数量也有近百家。所以降低酒店的能耗是建筑能耗问题的重要组成部分。
2.天津气候概况
天津市作为寒冷地区,湿度和温度处于舒适状态的月份只有5月,6月,8月,9月。通过各个月份的温、湿度调查我们可以看到,冬季和夏季的阶段比较长,春秋季节比较短暂。因此,供热期会比较长。
在冬季,酒店类建筑的能耗中,供热消耗最高,占34%,占酒店类建筑能耗的月60%,其中空间室内加热占34%,热水能耗29%。从中我们不难看出降低酒店建筑的供热能耗是解决其能耗问题的关键。
3.天津地区酒店能耗概况和节能改造方法
天津地区发展早,所以旧建筑的数量比较庞大,酒店建筑尤为明显,因而大型的酒店的供热采暖能耗非常大,是住宅建筑的几倍,其中冬季采暖能耗所占比例非常大,远大于夏季制冷能耗。无论采暖和制冷都可以通过节能改造将降低能耗。
3.1.酒店屋顶节能改造探究
在屋顶节能改造前,首先要通过实测对酒店屋面状况进行深入研究。通过设备的测量和探测,对屋面的荷载进行复核,看是否适合改造,如不适合应对其进行加固改造。然后,再根据屋顶的形式对其进行加固改造。目前,我们使用比较多的方法是设置隔空保温层和架设坡屋顶。
(1).设置隔空保温层,在屋顶上铺设保温层,保温层上为防水层,最上面一层为预知混凝土架空板,这种保温方法非常有效,但是应用范围比较小,仅适用于进深比较小的酒店建筑。
(2).设置坡屋顶。天津地区在住宅中进行了大规模的坡屋顶改造,取得了一定的成效,对于酒店建筑,也可以加以使用,具体做法是在平屋面上用轻钢龙骨支撑起混凝土薄板,并设通风口来进行保温、隔热作用。最常见的是将坡屋顶的通风口做成老虎窗,能够在冬季起到保温的作用,在夏季还有隔热的作用,夏季打开老虎窗,便于通风;冬季关闭,可以保温,天津作为夏热冬冷地区尤为合适。
3.2.酒店外墙节能改造探究
对于外墙保温性能的提高,主要途径有降低体型系数和提高保温材料的性能。由于是既有建筑所以结构改造的空间不大,所以使用保暖性能更高的保温材料是提高外墙保温的主要办法。随着科技的发展一批新的隔热保温系统也逐步在投入到使用中,如EPS板薄抹外墙外保温系统,即由胶粘剂、EPS板、玻纤网、薄抹面层,饰面涂层组成。对于这些新保温材料的实践运用,也将这些新材料得以推广。
3.3.酒店的门窗改造探究
通过对大部分既有建筑节能改造的研究我们发现,门窗散热和吸热都占有很大的比例,在采暖的负荷计算中,房间中普通的门窗的热负荷比外墙要大。而在现实的节能改造中,门窗往往会被忽略,这样可能会造成降低能耗的效果达不到预期,所以,在使用节能型门窗也是酒店节能改造不可缺少的一环。
3.4酒店地面节能改造探究
地面作为维护结构的重要组成,由于和人体有直接接触,对于人的舒适度会有比较大的影响,在节能改造中,其常用的保温形式有地板采暖和设置地板、楼板的保温层。其中地板采暖改造难度成本比较高,使用较少,但是可以释放了室内的空间,作用比较明显。设置地板,楼板保温层在现实中使用还是比较普遍的。
3.5.酒店采暖系统的节能改造
天津绝大部分酒店基本上是靠散热器采暖。通过提高热媒的利用率和采暖系统平衡来保证能耗的降低。酒店作为一个特殊载体,有些时间段房间的空置率会比较高,可以通过安装控制阀,大大降低闲置房间的能源的消耗。
4.总结
天津作为节能改造动手比较早的地区,在节能改造方面已经做出了大量的实践,取得了一定的成果,既有建筑节能改造对于城市的发展也有很大的推动作用,所以在今后相当长的一段时间内,既有节能改造会成为旧建筑改造的核心内容,通过对酒店节能改造各种方式和方法的分析,我们探讨了一系列的改造方法,这些方法在今后不仅在酒店的改造中会继续应用,对于其他的公共建筑和住宅的改造都会有一定的帮助,利用先进的科学技术理念,不断丰富改造方法,完善其改造体系也是我们要不断努力的目标。
参考文献
1 刘加平.建筑物理.北京:中国建筑工业出版社,2000.
【关键词】供热采暖;工程;节能技术
1引言
众所周知,21世纪是工业化高度发达的时代,但同样对于能源的消耗越加庞大,尤其是我国近些年城市化进程的不断加快,关于各类建筑供热采暖消耗了大量的能源,在很多建筑的供热取暖系统中,存在着能源浪费、节能工作不到位、节能技术不成熟等问题,这类问题的存在,不仅造成了大量能源的浪费,更是降低了取暖的效果,影响人民群众的正常生活。因此,节能技术在供热采暖领域的推广,不但有利于保护自然环境,更能够节省能源,为国家实现可持续发展打下坚实的基础。
2供热采暖技术
2.1供热采暖技术的定义
供热采暖技术具体是指给建筑物内部以供热采暖系统为主,依靠着各类媒介给建筑物内部传送热量,最终使得建筑物内的温度保持在一定标准的工程技术。论文主要介绍了现阶段较为常见的几类供热采暖技术。
2.2供热采暖技术类型
①现如今使用范围较广,人数较多的采暖方式是集中燃煤锅炉房取暖技术。集中燃煤锅炉房有着成本低、能源利用率较高的特点,因此也就应用最广,但其主要缺点是热效率较低,节能效率差,对环境污染较大。②用电采暖。电采暖方式在现阶段也较为常见,例如较常见到的电暖器、低温辐射电热膜等。其优点是操作简单、方便快捷,而且也不需要水或气作为媒介,不必进行外部管网建设,计量收费直观便捷,缺点是使用成本较高,用电负荷大。③燃油采暖。燃油采暖在现阶段,由于运行成本较高,相对于其他几种采暖方式而言,用户数量较少,但其有着低碳环保、管理便捷、锅炉利用率较高的特点。④燃气采暖。燃气锅炉同样有着对环境污染小、自动化水平较高、劳动强度较低、锅炉利用率高的特点,缺点是建设投入较大,运行成本高。其次还有壁挂式燃气采暖。壁挂式燃气采暖能够节省大范围的空间。节省了热网投资成本,方便节能,计量和收费,较为简单。较之于整栋式燃气锅炉房而言,对环境的污染较小,能够节约大量能源,拥有较高的自动化性能,房间的住户可以自行管理。⑤地源及空气源热泵采暖。热泵采暖技术近年来正在被广泛使用,其优点是热效率高、既能制热也能制冷,运行成本较低,安全性能较高,环保无污染,缺点主要集中于使用调试环节要求较高,需要专业人员维护。下文就以某公司在一项采暖工程中的节能技术应用为例,对采暖工程中节能技术的应用进行分析。
3采暖工程中节能技术的应用
3.1工程概况
某公司响应国家节约能源的号召,承建了山西省太原市某小区集中采暖工程,在该工程的设计施工过程中,应用了多项节能技术,将住建系统在近几年来推行的新技术、新材料,新设备、新工艺应用到这次采暖工程之中。例如分户热量计量技术以及各类装置、水力平衡调节技术、散热器温度控制器应用技术、聚丁烯管及其施工工艺等,以下便是此次工程所应用到的技术概况以及建筑过程的详细情况[1]。
3.2分户热量计量技术
就现阶段而言,我国冬季城市集中供暖一般都是按照取暖用户建筑的采暖面积进行收费,如此收费方式缺乏调节手段和计量设备,热能无法量化监控会造成供热能源的浪费。为此,我国建设部联合其他部门出台了《关于进一步推进城镇供热体制改革的意见》,在该意见中明确了“稳步推行按用热量计费收费制度,附近供热双方节能”的具体要求,此次工程,严格按照该意见的标准,将先进的计量技术应用其中,对每一个供暖用户设计了一套科学的热量计量装置。此装置由磁性过滤器、供回水测温球阀、热量表等多个部件构成,其中最为主要的便是热量表。此次工程所采用德国某公司研发的电子热量表。此公司研发的这种热量表,具有的计算方法和电表、燃气表、水表有着极大的不同。这种热量表不仅能够测量进水回水的温度,同样能够测量水流的流量,并通过分析流量、温差的数据,计算出使用的热量,具备极强的精度。热量表主要有几下部分组成:①水温传感器。该热量表的水温传感器采用了两个精度比较高的温度传感装置,将此装置安装在供回水测温球阀内。随时对回水和进水的温度进行检测。②流量计数器,流量计采用高精度、宽量程的无磁流量计当作流量传感器,可以将流量信号,精确地传递给能量计算器。③能量计算装置。该热量表的能量计算装置拥有着功耗较低的芯片、集成化的模块组成,该装置有可以编辑的界面,操作简单便捷。用户可以在液晶屏上查阅相关的数据,例如输入的流量和温度信号等等。同时此能量计算器还有着储存、记忆的功能,使用用户可以随时打开菜单翻阅历史用量资料或者现阶段的用量资料。而如果选取了脉冲远程热量表,便可以在计算机机房进行集中查看。综上所述可以得知,该热量计量装置具有可靠、方便,精确先进的优点。由于其度量明晰的特点,用户可以直观了解当前的能量使用情况;而其操作简单的特点,使得用户可以根据需求自主控制能量消耗,能有效提高用户的节能意识。
3.3管网水力平衡技术
因为各栋建筑物距离供热中心距离的不同,供暖工况和管路结构的差异性,导致在管网设计的过程中,很难做到精确计算环路的阻力损失。在取暖系统的运行过程中,环路系统并没有装置可以消除剩余压头、调节流量的装置,仅仅依靠手动调节阀门,最终可能会导致远端冷、近端热等流量不均匀的水力失调的情况。在通常情况下,为了解决这一问题,一般采取提高水泵扬程、加粗入户管径的方法,但是此方法并没有彻底解决这个问题,某种程度上反而使得大流量小温差的运行加剧,最终造成整个系统耗电量增加、水泵效率降低、供热品质下降等连锁问题的发生。解决这一问题的关键,笔者认为就是应用好水力平衡调节技术。本工程在建筑物采暖工程设计的过程中,首先采用了同程式采暖运行系统降低水流的沿程损失,针对每栋住宅楼,在主管的布置上确保将水力失衡情况降至最低。室外管线的水力平衡方面,在供水主管道上安装自力式平衡阀,设置流量,坚持“近小远大”的原则,确保小区末端用户供水流量达到设计标准;室内管线的水力平衡方面,在每一个用户的入户表回水支管安装了压差平衡阀,确保近远端用户室内压差恒定,温度达标,避免出现高层穿短裤、底层穿棉衣的不平衡情况,大大降低能源浪费,起到节能的目的。采用水力平衡技术,是采暖供热工程节能方面的一大进步,它对于能耗损失能起到极大的防范作用,使用中节能成效明显,根据相关部门测算,使用平衡阀的采暖系统比传统采暖系统能节电25%~30%,节煤15%~20%,增加供热面积25%~30%。同时,此项技术对于居民住宅投用后的供暖质量的保障也有极大的帮助,末端用户不热的问题能获得良好的解决。
3.4散热器温度控制器技术
所谓散热器指的就是室内采暖中的热交换设备,散热器的具体作用是将供暖热水中的热量传导到室内,使得室内的温度达到合格的标准。但如何在用户已经安装了热量计量装置的情况下,既能达到用户的满意,同时又能节约取暖费,关于这一问题,在此次工程中做了特殊的处理。在此次工程中采用了散热器温度控制器技术。其具体做法是把温控阀门安装在散热器的进水管上,使用旁通管串联供暖干管。如此一来用户在根据自身的需求调节温控阀门的同时,还能帮助多余的热量串联进入采暖系统,以达到降低能耗、提高热效率的目的。此次工程采用的调节温控阀由调节阀和恒温控制器构成。恒温控制器是由高新敏感材料制成,通过自动感应室内的温度,根据事先编订的温度区间数据控制调节阀对阀门开启度加以调整,进而控制热源进入散热器的流量,按照一定的比例对室温加以调整。此项技术的运用,最大的特点就是自动化程度高,无需用户随时调节。用户需要做的就是配合热量表计数,掌握用暖成本,根据自身需求设定室内温度,其余调节工作将全部由恒温控制器与调节阀完成,简单易行、个性化程度高,节能降耗成效突出。
3.5聚丁烯管及其施工工艺
现如今,对于塑料管材在管路系统中的应用愈加广泛,在很多场合中已经逐渐取代了金属制品,例如应用在冷热水系统之中的聚丁烯、聚丙烯等等。聚丁烯塑料管材是被欧美国家共同承认最适合利用于采暖热水管路系统的新型材料,是一种极为先进的节能环保材料,有“塑料中的黄金”的美誉。聚丁烯这种塑料管材近几年在我国得到了广泛的应用,率先应用的地点有北京、上海等等。它的优点首先是寿命长,例如当聚丁烯管路中的热水温度小于或者等于80℃时,许用环应力值是5.46MPa,其使用周期可达到50年之久。其次是不腐蚀、不结垢,聚丁烯管材内表面光滑,所以其阻力相对较小,可大幅度减少功耗。再者,聚丁烯管材保温性能良好、导热系数较小、热损失极小,能耗低。最后,因为聚丁烯管材所具有的高柔韧性、低蠕变特点,使其能够快速的组装,还因为其由环保材料构成,可以回收再使用,大大降低废弃管材对环境的污染、提高再利用率。
4节能技术在采暖工程中应用施工要点概述
施工单位严格按照设计图纸与施工规范进行施工,对于各个施工阶段的要点和质量进行了严格的控制。下文就按照工序要点,进行论述[2]。
4.1准备阶段
4.1.1材料设备的检测
在此次工程中全面采用聚丁烯管材,小口径管材在上海工厂生产,大口径管材在瑞士工厂生产。材料入场时,除了进行常规审查之外,还增加了由瑞士STS机构和国内化学建材测试中心出具的双重测试报告。此外,德国进口的热量表属于精密计量仪器,按照相关规定,在国内采用国外进口计量仪器时,必须要在我国批准注册。所以在上报审查的时候,除具备原产国生产许可证外,还增加了中国质监总局出具的注册证书。
4.1.2施工的相关规范
本工程主要执行以下规范:国内标准方面主要有《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》、《采暖通风与空气调节设计规范》、《冷热水用聚丁烯(PB)管道》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》等;国际标准方面有德国《供水设备技术规范》、《聚丁烯(PB)管一般质量要求》;企业标准方面有乔治•费歇尔公司的《聚丁烯PB冷水、热水管道系统》[3]。
4.2施工过程
4.2.1聚丁烯管路系统的安装工序
本工程聚丁烯管的施工工艺采用热熔连接,按设计和施工工艺相应要求,施工过程严格依照规范操作,施工单位成立管材维护小组,主要负责管材表面清洁、切割、标识熔接深度等工作。在熔接操作中,一是严格控制热熔机电压在220V,确保热熔机温度保持在260℃-280℃之间,连接效果好;二是连接完成后,为避免交叉作业破坏管道,需要在墙面、地面上用油漆标注管道位置;三是管道安装时,要避免轴向扭曲,管道在穿越墙壁或楼板时,要设置钢套管;四是管道在与金属管道平行敷设时要保持一定的掩护距离,净距离不宜小于100mm,且聚丁烯管材应布置在金属管道的内侧;五是为防止污染管道,摆设过程中的管道开口处应及时封堵。在管道打压过程中,着重把握两点:一是管道摆设结束前,进行水压试验,确认管道连接状态良好;二是压力试验应在热熔连接结束后的24小时后进行,试验前管道必须固定。此次工程严格按照上述工艺进行施工,经检测合格率为100%。
4.2.2进行系统压力测试
在供暖管道以及相关设备全部安装完成之后,必须要经过严格的压力测试。在此次工程中采用先封板后整体的压力测试方式。每一个用户系统的压力测试必须严格按照GB50242及DIN1988TRW1(德标)进行测试。此次测试压力试验压力:P试=1.5P,系统低区工作压力为0.4MPa,试验压力为0.6MPa,高区和中区工作压力以0.6MPa计算,试验压力为0.9MPa。经测试,压降在规定范围内,通过实验。
4.2.3验收阶段
工程质量方面,按照GB50300、GB50242、CJJ2/T88-2000等标准进行验收,达到验收标准通过验收。在流量调节的过程中,对各个建筑物供水管路的流量调节装置以及用户系统的压差平衡阀等多个设备进行了调试,对末端流量、末端用户室内温度、压力值等多个数据进行了全面的统计调查,确保供热效果能够符合规定的标准(±18℃)。经过一系列的检测,本工程的热水采暖系统达到了热力平衡、水力平衡、室内温度符合设计标准、供暖效果优良。
5结语
通过对此次工程的深入分析可以得出,采暖工程中节能技术的运用其实并非高端科技,在项目设计阶段引入节能设计,采用新型材料和工艺即可达到良好效果。虽然与传统工艺和技术相比,工程造价方面有一定程度的增加,但是笔者相信,随着我国建筑采暖系统更加科学、环保节能意识的稳步提升,节能手段在供热采暖领域中的应用会更加广泛和深入。
【参考文献】
【1】吴春芳.浅析采暖工程中漏水通病及防治措施[J].民营科技,2013(06):12-13.
【2】杨春玲,温雯,杨波.基于综合单价的采暖工程价值工程评价[J].内蒙古农业大学学报(自然科学版),2013(06):22-23.
关键词:生态建筑;设计
Abstract: the ecological construction is also known as the green building, sustainable architecture. Ecological architecture involves is very wide, is a multidisciplinary, multi-disciplinary, is a comprehensive system engineering. The construction of ecological architecture is an important sign of the improvement of the quality, an important starting point is also the Chinese construction industry to the green road to development.
Keywords: ecological building design
中图分类号:TU2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
一、生态建筑设计的概念
所谓生态建筑设计就是运用生态学的思想,按照以人为本的设计理论,从人、建筑、自然所构成的整体环境为出发,设计出能够实现人、建筑、自然三者和谐统一的最优关系的建筑,使建筑与环境之间成为一个有机的结合体,它既要为人创造一个舒适的空间小环境,同时又要保护周围的大环境。生态建筑是更高层次上的回归自然,它依赖于许多相关技术的最新发展以及根据具体条件面对这些技术的最佳搭配。无论使用何种技术,一定要将建筑作为一个有生命的机体,形成一个与自然生态相平衡的良性循环体系。将建筑视为一个生态系统,通过设计、组织建筑内外空间中的各种物态因素,使物质能源在建筑生态系统内部有序地循环利用,获得一种高效、低耗、少废、少污、生态平衡的建筑环境。
二、我国生态建筑发展中存在的问题
(一)对生态建筑的理念存在误解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力, 并具有节地、节水、节能、减少污染延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。但这些观点只停留在生态建筑的表面,对生态建筑的理解是不全面的。
(二)生态建筑领域的实践匮乏
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、 设计原则及生态学理论对建筑学的指导、 国外先进生态建筑的经验介绍, 缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
(三)忽视对农村居住环境的关注
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
三、生态建筑设计应把握的原则
(一)以满足人的最高居住要求为前提
首先应明确生态建筑的最终目标是在满足人们更高居住要求的同时注重对环境和生态的保护,离开人的居住这一前提谈生态建筑是没有意义的。“以人为本”这一原则对于生态建筑则应表现为健康舒适的建筑内外生活环境。
(二)生态建筑方案要具有经济上的可行性
作为发展中国家或地区,生态建筑技术方案在经济上的可行性至关重要。发达国家很多项目都是高投资的大型项目,在经济发展水平不高的情况下,投资巨大的高新技术是难以实现的,至少在目前,当生态利益和经济利益间发生矛盾时,经济性就可能成为取舍的最终依据。
根据我国的经济状况,生态建筑的技术战略应当是利用成熟的技术,通过工程设计各专业的密切配合,在规划、设计层次上逐步地实现节约能源、减少污染、环境舒适的基本目标。所以,选择生态建筑技术方案时不能片面强调高新技术而无视对传统技术、材料的再开发、再利用。
(三)因地制宜的原则
由于建筑所处自然环境千差万别,人们的生活习惯也不同,因此因地制宜地对不同的生态建筑技术方案有所取舍。如我国各地气候差异极大,北方冬季采暖多用油、煤做燃料,对环境有严重污染,生态建设应平衡采暖效率和污染问题;而南方夏季炎热、潮湿,自然防热通风,降低空调能耗则是主要问题,需要针对不同问题寻求不同答案。
(四)弹性设计原则
具有足够的弹性,以包容未来科技的应用与发展。可持续的概念是一种动态的思想,体现在生态建筑中就是建筑应具有足够的弹性,以适应未来的发展。如:楼梯的可生长,预留的空间管道,家具系统的可变化性等。
四、生态建筑设计的模式
(一)建筑选址
在建筑设计的第一步—— 选址问题上,应当充分顺应自然特征,自觉运用生态学原理,使建筑符合最理想的自然状态。我国古代的风水之说,阐述了建筑与天候、地域、人事相互协调的哲理,分析了地质、水文、日照、风向、气候、气象、景观等一系列自然地理环境因素,进行评价和选择,以采取相应的规划设计和建筑设计措施,达到趋吉避凶纳福的目的,创造适宜长期居住繁衍生息的良好环境。
(二)最大可能增加绿色面积
生态建筑外部与自然相呼应, 内部空间的设计也应绿色化,即通过精心的室内设计, 将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气,吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计,可以使室内空间室外化,运用绿化、水面等划分空间,这些设计手法在建筑创作上最为常见。
(三)尽可能多地获得自然采光
屋顶是光线进入室内的主要途径,于是各种光线收集、反射构件被应用于屋顶形式。中庭是中高层建筑中光线进入的主要通道,在生态高技建筑中可以看到大量采光中庭。阳光由中庭渗入建筑,通过阳光收集、反射装置达到内部空间。与这个开敞空间相连的房间不仅可以减少一半的热量流失,同时减少制冷需耗。
(四)利用新材料和新技术
1、利用太阳能的新技术