建筑畢業(yè)論文范文模板：建筑學(xué)中節(jié)能設(shè)計(jì)的探索與思考
【摘要】：能源匱乏是全球面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題，我國(guó)的建筑能源消耗很大，在建筑設(shè)計(jì)方面要充分考慮節(jié)能設(shè)計(jì)，本文詳細(xì)闡述了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法。
【關(guān)鍵詞】：建筑;節(jié)能;設(shè)計(jì);技術(shù)
0、引言：
能源是我們生存的必須條件，面臨能源短缺問(wèn)題我們必須找出節(jié)約能源的措施，建筑節(jié)能已是我國(guó)節(jié)能工作的重要組成部分，提高建筑能源的有效利用率、節(jié)約能源勢(shì)在必行，下面我們?cè)敿?xì)討論建筑節(jié)能設(shè)計(jì)如何提高能源的利用效率，減少建筑能耗。
1、房屋建筑中節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用現(xiàn)狀
房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工作，從房屋建筑本身技術(shù)到房屋建筑用材料產(chǎn)品、房屋建筑熱環(huán)境用設(shè)備等都存在著節(jié)能潛力。因此，房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)是在保證其使用功能、建筑質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境的前提下，采取各種有效的節(jié)能技術(shù)與管理措施。
2、建筑節(jié)能材料
近年來(lái)我國(guó)房屋建筑材料中墻體材料、窗戶材料、屋面材料的節(jié)能產(chǎn)品研制、引進(jìn)和生產(chǎn)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，相關(guān)的地方法規(guī)、設(shè)計(jì)圖集也已出臺(tái)，但實(shí)施的情況還不盡如人意。究其原因，除與傳統(tǒng)習(xí)慣、推廣力度和產(chǎn)品價(jià)格有關(guān)外，與設(shè)計(jì)人員的節(jié)能意識(shí)薄弱也有很大關(guān)系。
2.1節(jié)能墻體材料在我國(guó)的推廣運(yùn)用從1988年就已經(jīng)開(kāi)始，但比歐美發(fā)達(dá)國(guó)家晚了40-50年，目前節(jié)能型墻體材料的使用占總墻體材料的比例約為30%，據(jù)測(cè)算，房屋建筑中圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗能占建筑物總能耗的1/3以上，如果墻體材料具有良好的保溫絕熱性能，便可減少冬季室內(nèi)傳出室外的熱量和夏季室外傳入室內(nèi)的熱量，從而達(dá)到了節(jié)約能源的效果。各種復(fù)合墻體的應(yīng)用方案不完全一致，通常做法是用磚或鋼筋混凝土作為承重部分，并與絕熱材料結(jié)合使用，絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯、膨脹珍珠巖和加氣混凝土等。當(dāng)然，某些單一材料的墻體同樣可以起減少能耗的作用，比如，加氣混凝土外墻與傳統(tǒng)的粘土磚墻體材料相比，其計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)約為粘土磚砌體的29%，是一種保溫性能好、節(jié)能顯著的墻體材料。此外，近年來(lái)還發(fā)展了不少墻板類材料，如GRC板、水泥纖維夾芯板、鋼絲網(wǎng)架水泥夾芯板等，均具有良好的結(jié)構(gòu)承載力和保溫效果。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)地區(qū)、陽(yáng)光輻射程度、方位角等，對(duì)不同朝向的墻體采用不同厚度的墻體材料，這樣可以減少保溫費(fèi)用，在構(gòu)造上也容易做得比較簡(jiǎn)單。獲得最佳的節(jié)能效果。
2.2窗戶及屋面節(jié)能材料窗戶特別是普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物運(yùn)行能耗的50%，改善其保溫絕熱性能是節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)工作之一�，F(xiàn)在已有不少小區(qū)建設(shè)時(shí)采用了中空玻璃窗，并提高其氣密水平，實(shí)踐證明這是一種成本增加少而節(jié)能效果明顯的方法，建議盡快加強(qiáng)這方面的法規(guī)建設(shè)。窗框材料有塑料窗、鋁合金窗、彩鋼窗、木窗等，從節(jié)能保溫效果來(lái)看，塑料窗相對(duì)好一些。屋面節(jié)能材料主要是保溫絕熱材料，近年來(lái)發(fā)展很快的一種屋面節(jié)能保溫材料—膨脹型泡沫聚苯板，它自重很輕，傳熱系數(shù)小，其相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工圖集已經(jīng)出臺(tái)。其他的屋面保溫材料還有玻璃棉類、礦棉類等，設(shè)計(jì)時(shí)采用何種材料，可根據(jù)當(dāng)?shù)丶肮こ瘫旧淼那闆r選用。
3、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
3.1住宅的總體規(guī)劃的節(jié)能設(shè)計(jì)
住宅的總體規(guī)劃應(yīng)與單體建筑相協(xié)調(diào)，充分考慮各種宏觀因素(如地區(qū)、朝向、方位、建筑布局、地形地勢(shì)等)對(duì)單體布局的影響，充分利用所在地區(qū)的天然熱源、風(fēng)源等來(lái)實(shí)現(xiàn)每一棟住宅建筑單體夏季都有充足的迎風(fēng)面。單體之間的組合對(duì)氣流的形成具有直接的影響，特別是高層建筑群內(nèi)部易受到回旋渦流的作用，容易出現(xiàn)死角，不利于室內(nèi)的自然通風(fēng)，從而形成不利的小區(qū)微氣候。因此，為了營(yíng)造綠色舒適的小區(qū)微環(huán)境，應(yīng)調(diào)整好單體之間的組合，使每棟建筑物處于周圍建筑物的氣流旋渦區(qū)之外，避免出現(xiàn)滯流區(qū)。
3.2住宅平面的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
住宅平面設(shè)計(jì)中首要問(wèn)題是確定適當(dāng)?shù)奶仔兔娣e。因?yàn)檫m當(dāng)?shù)慕ㄖ娣e不但可以節(jié)約用地，還可以大大節(jié)約建筑用材，減少營(yíng)造、維護(hù)與使用過(guò)程中的消耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節(jié)能效果。由于我國(guó)地處北半球，太陽(yáng)高度角和方位角變化規(guī)律使南朝向?yàn)樽顬楣?jié)能建筑朝向，此朝向夏季可減少太陽(yáng)輻射得熱，冬季可增加太陽(yáng)輻射得熱，而且此朝向建筑與我國(guó)夏季盛行的東南風(fēng)差不多成垂直關(guān)系，容易形成穿堂風(fēng)，而又避開(kāi)冬季盛行的西北風(fēng)，因此，將住戶長(zhǎng)時(shí)間活動(dòng)的居住空間(如廳、主要臥室)設(shè)于日照通風(fēng)條件最佳的南向位置，利用自然環(huán)境使室內(nèi)達(dá)到最大的舒適度，為住戶節(jié)約采暖和空調(diào)的能耗。
3.3住宅外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)
墻體是住宅的主體部分，是建筑室內(nèi)外熱交換的主要介質(zhì)，建筑節(jié)能65%，其中就有約25%是通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻的保溫隔熱性能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。使用節(jié)能外墻與使用普通外墻室內(nèi)溫度相差可達(dá)10度，所以墻體的設(shè)計(jì)是不容忽略的一個(gè)方面。外墻除了應(yīng)具有基本的承重、安全圍護(hù)等功能外，還應(yīng)考慮選用保溫隔熱性能好的墻體材料，對(duì)傳熱性好的墻體或墻體中傳熱性好的部位應(yīng)加設(shè)保溫隔熱層。目前，常用的幾種外墻材料中，保溫隔熱性能較好的是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復(fù)合墻體。復(fù)合墻體中絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、聚苯乙烯、加氣混凝土等。混合墻體保溫隔熱宜選用外墻外保溫。外保溫是連續(xù)外包的，有效隔斷具有熱橋作用的混凝土梁、柱等，而產(chǎn)生“斷橋”作用，達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果。
此外，減少建筑物體型系數(shù)，也就是減少建筑物外表面積，減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積，減少建筑形體的凹凸，也是節(jié)能的有效措施之一。體形系數(shù)是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。因此，體形系數(shù)越小對(duì)建筑節(jié)能越有利，也就是說(shuō)，在其他條件相同的情況下，寬的建筑比窄的好，高的比矮的好，外表整齊的比外表凹凸變化的好。為得到合理的有利節(jié)能的建筑體形，體形系數(shù)一般應(yīng)控制在0.3以內(nèi)，住宅進(jìn)深應(yīng)擴(kuò)大到10mm以上，而長(zhǎng)度則以55mm為宜。從熱傳遞方面分析，通常建筑物實(shí)墻的陽(yáng)角內(nèi)側(cè)氣流較通風(fēng)口處差且散熱面相對(duì)比較大，所以交角處內(nèi)表面的溫度遠(yuǎn)比主體內(nèi)表面溫度低。同時(shí)由于具有熱橋作用的框架柱或構(gòu)造柱常設(shè)在此處，所以一般交角處是建筑物耗能量較大的部位。如果建筑物設(shè)計(jì)成圓柱形，則外墻棱角少，外表面積也小，有利于減少能量的消耗。所以外表面整齊的建筑比外表面凹凸變化的建筑要節(jié)能。從接收太陽(yáng)輻射熱能考慮，應(yīng)使建筑物南向墻面的面積盡量的大，其他墻面的外表面積盡可能的小，也就是說(shuō)南向墻面與其他各方位墻面的面積比應(yīng)是越大越好。
3.4住宅門(mén)窗的節(jié)能設(shè)計(jì)
外門(mén)窗是耗熱的重要渠道，它既是太陽(yáng)輻射的得熱部件，又是主要的失熱部件，傳熱約為墻體的3-4倍，是節(jié)能的重點(diǎn)部位，所以合理確定窗墻面積比是節(jié)能的重要措施之一。對(duì)于住宅設(shè)計(jì)應(yīng)避免少做落地窗、飄窗等。外墻門(mén)窗設(shè)計(jì)除滿足自然通風(fēng)外，設(shè)計(jì)中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)東西南北開(kāi)窗區(qū)別，不同功能房間開(kāi)窗區(qū)別。面對(duì)冬季主導(dǎo)風(fēng)向的立面，應(yīng)盡量減少開(kāi)窗面積。設(shè)置外窗部位，應(yīng)提高外窗的密封性能，選用好的窗型(如平開(kāi)窗氣密性相對(duì)較好)，提高窗框的隔熱性能(如采用塑料型材、鋁合金斷橋型材、玻璃型鋼材等)，減少窗框的外露面積，采用保溫隔熱性能好的玻璃(如真空玻璃、鍍膜玻璃等)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，采用中空玻璃塑料鋼窗是較好的選擇。外門(mén)窗除了采光，通常也是建筑自然通風(fēng)的渠道，所以，外門(mén)窗的開(kāi)啟也是夏季通風(fēng)節(jié)能的必要條件。夏季迎風(fēng)面可作為主要的開(kāi)窗部位，引進(jìn)自然風(fēng)，增加夏季的滲透通風(fēng)。但同時(shí)，外門(mén)窗的設(shè)計(jì)應(yīng)減少冬季寒風(fēng)的滲透，有利于室內(nèi)保溫，改善生活環(huán)境的舒適度。對(duì)于向陽(yáng)的地方，可采用凹式開(kāi)啟設(shè)計(jì)，外加遮陽(yáng)板及鍍有特種金屬的熱反射窗簾，這種設(shè)計(jì)既美觀又兼有較好的遮陽(yáng)效果。
4、結(jié)束語(yǔ)：
建筑節(jié)能是國(guó)家發(fā)展的基本國(guó)策之一，建筑節(jié)能技術(shù)必將得到迅速發(fā)展。因此，抓好房屋建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，合理地使用節(jié)能設(shè)計(jì)方法，提高能源的有效利用率，促進(jìn)全社會(huì)建筑節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)：
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