論建筑設(shè)計與節(jié)能技術(shù)

1、I科學(xué)技術(shù)lCONSTRUCTION論建筑設(shè)計與節(jié)能技術(shù)喬欣萍張翼南京江浦建筑設(shè)計院江蘇江浦211800摘要：本文對建筑設(shè)計中節(jié)能技術(shù)進行了分析，可供同行設(shè)計人員參考!關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；設(shè)計；措施1前言近年來建筑節(jié)能技術(shù)已成為全世界關(guān)注的熱點，也是當(dāng)前國內(nèi)外節(jié)能領(lǐng)域的—個熱點研究課題。西方發(fā)達國家，建筑能耗占社會總能耗的30％一45％。我國建筑能耗已占社會總能耗的20％一25％，正逐步上升到30％。因此建筑節(jié)能是目前節(jié)能領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。

2、作為建筑設(shè)計工作者，有責(zé)任也有義務(wù)在設(shè)計中做好建筑節(jié)能設(shè)計!建筑節(jié)能可分為2部分：①建筑物自身的節(jié)能；②空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。建筑物自身的節(jié)能主要是從建筑設(shè)計規(guī)劃、維護結(jié)構(gòu)、遮陽設(shè)施等方面考慮?？照{(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是從減少冷熱源能耗、輸送系統(tǒng)的能耗及系統(tǒng)的運行管理等方面進行考慮的。2節(jié)能建筑規(guī)劃沒計根據(jù)建筑功能要求和當(dāng)?shù)氐臍夂騾?shù)，在總體規(guī)劃和單體設(shè)計中，科學(xué)合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體型、間距、層高、選用節(jié)能型建筑材料、保證建筑

3、外維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱等熱工特性及對建筑周圍環(huán)境進行綠化設(shè)計，設(shè)計要有利于施工和維護，全面應(yīng)用節(jié)能技術(shù)措施，最大限度減少建筑物能耗量，獲得理想的節(jié)能效果。21建筑朝向和平面形狀同樣形狀的建筑物，南北朝向比東西朝佝的冷負荷小，因此建筑物應(yīng)盡量采用南北向。如對一個長寬比為4：l的建筑物，經(jīng)測試表明：東西向比南北向的冷負荷約增加70％。在建筑物內(nèi)布置空調(diào)房問時，盡蛩避免布置在東西朝向的房問及東西墻上有窗戶的房間以及平屋頂?shù)捻攲臃块g。因此，選擇合

4、理的建筑物鑼j向是一項重要的節(jié)能措施。空調(diào)建筑的平面形狀，應(yīng)在體積一定的情況下。采用外維護結(jié)構(gòu)表面積小的建筑。因為外表面積越小，冷負荷越小，能耗越小。22合理規(guī)劃空間布局及控制體型系數(shù)如果是依靠自然通風(fēng)降溫的建筑，空間布局應(yīng)比較開敞，開較大的窗口以利用自然通風(fēng)。而設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)的建筑，其空問7嗡應(yīng)十分緊湊，盡量減少建筑物外表面積和窗洞面積，這樣可以減少空調(diào)負荷。體形系數(shù)的定義是建筑物外表面積F與其所包罔的體積V之比值。對于相同體積的建筑物

5、，其體形系數(shù)越大，說明單位建筑空問的熱散失面積越高，研究表明，體形系數(shù)每增大o01，能耗指標(biāo)約增加25％。因此出于節(jié)能的考慮。在建筑設(shè)計時應(yīng)盡量控制建筑物的體形系數(shù)。但如果出于造型和美觀的要求需要采用較大的體形系數(shù)時，應(yīng)盡量增加圍護結(jié)構(gòu)的熱阻。23綠化對節(jié)能建筑的影響綠化對居住區(qū)氣候條件起著十分重要的作用，它能調(diào)節(jié)改善氣溫，調(diào)節(jié)碳氧平衡，減弱溫室效應(yīng)，減輕城市的大氣污染，減低噪聲，遮陽隔熱，是改善居住區(qū)微小氣候，改善建筑室內(nèi)環(huán)境，節(jié)約建

6、筑能耗的有效措施。3增強建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能改善建筑的保溫隔熱性能町以直接有效地減少建筑物的冷熱負荷。據(jù)有關(guān)資料介紹，圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)每增大1W／m2K。在其他工況不變條件下，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計計算負荷增加近30％。所以改善建筑外圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能是建筑設(shè)計E的首要節(jié)能措施，我國《采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GBJ42)對空凋建筑外維護的傳熱系數(shù)作了規(guī)定，對舒適性空調(diào)的最大傳熱系數(shù)規(guī)定為09—13，可采用玻璃棉、聚苯乙烯板、加氣混凝

7、土等保溫材料，也可采用雙玻璃、頂層架空隔熱層等空氣問層起隔熱作用。31外墻的節(jié)能措施311使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料，可有效減少通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱，從而減少各主要設(shè)備的容量，達到顯著的節(jié)能效果。采用新型墻體材料與復(fù)合墻體圍護結(jié)構(gòu)。在進行經(jīng)濟性可行性分析的前提下，在墻體內(nèi)外側(cè)敷設(shè)保溫隔熱的新材料。312隔離太陽輻射熱對垂直墻面可采用外廓、陽臺、挑檐陽等遮陽設(shè)施和淺色墻面、反射幕墻、植物覆蓋綠化等。32tJ窗的節(jié)能技術(shù)

8、措施321盡量減少門窗的面積門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面積約占建筑外維護結(jié)構(gòu)面積的30％，其能耗約占建筑總能耗的2／3，其中傳熱損失為l／3。所以門窗是外維護結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點。所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景條件下，盡量減少#ltJ窗洞口的面積。322設(shè)置遮陽設(shè)施設(shè)置遮陽設(shè)施，考慮空調(diào)設(shè)備的位置。減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進入室內(nèi)，可采用外廊、陽臺、挑檐、遮陽板、熱反射窗簾等遮陽措施。門窗的遮陽設(shè)施可選用特種玻璃、雙層玻

9、璃、窗簾或遮陽板等。323提高門窗的氣密性有資料表明，房問換氣次數(shù)由08h1降到05h1。建筑物的耗冷可降低8％左右，因此設(shè)計中應(yīng)采用密閉性良好的門窗。通過改進門窗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(如加裝密封條)，提高門窗氣密性。防止空氣對流傳熱。加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重要手段之一。324盡量使用新型保溫節(jié)能門窗采用熱阻大、能耗低的節(jié)能材料制造的新型保溫節(jié)能門窗(塑鋼門窗)可大大提高熱工性能。同時還要特別注意玻璃的選材。玻璃窗的主要用途是采光，但由于玻璃

10、窗的耗冷量占制冷機最大負荷的2030％，冬季單層玻璃窗的耗熱量占鍋爐負荷的10—20％，因而控制窗墻比在30—50％范圍內(nèi)時，窗玻璃盡量選特性玻璃，如吸熱玻璃，反射玻璃，隔熱遮光薄膜。325合理控制窗墻比窗墻比是窗洞口與墻的面積比值。增大這兩個比值不利于空調(diào)建筑節(jié)能，應(yīng)盡量減少空調(diào)房間兩側(cè)溫差大的外墻面積及窗的面積。控制窗墻比、對外墻及屋頂?shù)膶?dǎo)熱系數(shù)等提出具體要求。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35—45％。故在進行前期建筑設(shè)計時，

11、在保證室內(nèi)采光通風(fēng)的前提下合理控制窗墻比是很重要的，一般北向不大于25％：南向不大于35％：東西向不大于30％。4屋頂?shù)墓?jié)能技術(shù)措施41隔離太陽輻射熱隔熱太陽輻射熱，減少陽光直射，對屋頂可采用架空屋面，淺色屋面，種植屋面等。對屋面進行綠色覆蓋，既可遮陽，又能隔熱，而且通過光合作用，可消耗或轉(zhuǎn)化部分能量，也起到美化環(huán)境作用。因此植物覆蓋法是空調(diào)節(jié)能的較好的方法。還有設(shè)計通風(fēng)屋面、蓄水屋面等節(jié)萬方數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)能措施。42“冷屋頂”節(jié)能國外很

12、多專家對“冷屋頂”(coolroofs)進行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)其節(jié)能效果很顯著。所謂“冷屋頂”(coolroofs)是指口射反射率高的屋頂，它通過對普通屋頂涂上高反射率的涂料，提高屋頂?shù)娜丈浞瓷渎?，減少太陽熱量的吸收，從而達到減少空凋冷負荷和空調(diào)節(jié)能的目的。研究表明：采用“冷屋頂”節(jié)能可使空調(diào)負荷減少約lO一50％。5空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施51降低系統(tǒng)的設(shè)計負荷目前我國的多數(shù)設(shè)計人員在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)時。往往采用負荷指標(biāo)進行估算，并且出于安全

13、的考慮，指標(biāo)往往取得過大，造成了系統(tǒng)的冷熱源、能量輸配設(shè)備、末端換熱設(shè)備的容量都大大的超過了實際需求，形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象。即增加了投資，也不節(jié)能。52冷熱源節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)消耗的大部分能量是在冷熱源系統(tǒng)中消耗的。所以合理選擇冷熱源系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能至關(guān)重要?？照{(diào)系統(tǒng)的常采用的冷熱源方式是：①水冷冷水機組鍋爐；②熱泵；③溴化鋰吸收式鍋爐。夏季用水冷冷水機組制冷，冬季用鍋爐供熱。水冷冷水機組制冷消耗電能。設(shè)計工況下的能效比(制冷量／耗電量

14、)比較高，一般為37—5左右，一般空調(diào)制冷量在300RT(1RT3517KW)以上選用離心式壓縮機，空調(diào)制冷量在150～300RT的制冷量范圍內(nèi)選用螺桿式壓縮機比較合適，當(dāng)空調(diào)制冷量小于150RT時選用活塞式壓縮機較為合適。在水源比較充足的地區(qū)使用水冷冷水機組比較合適。熱泵型機組的使用對節(jié)能是很有利的，其中風(fēng)冷熱泵冷熱水機組在中央空調(diào)中使用的較多，這種機組一機兩用，夏季制冷，冬季供熱。特別適用=rg冰地區(qū)。溴化鋰機組的能效比制冷量／消耗

15、的熱能)比較低夕卜燃式為10—12左右，直燃式機組稍高。溴化鋰機組節(jié)電不節(jié)能。外燃式溴化鋰機組主要用于有廢熱、余熱的地方，如熱電廠、鋼鐵廠等，既利用了廢熱、余熱，又達到了制冷的目的。對于缺電而無廢熱或余熱的地區(qū)可考慮使用直燃式機組。53減少輸送系統(tǒng)的動力能耗動力能耗主要是指空調(diào)系統(tǒng)運行中風(fēng)機和水泵所消耗的電能。采用科學(xué)合理方法使之降低，對整個空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有十分重要的意義。具體的技術(shù)措施有：531提高供回水溫差若系統(tǒng)中輸送冷(熱)量的載

16、冷(熱)介質(zhì)的供回水溫差采用較大值’貝lJ當(dāng)它與原溫差的比值為N時，從流量計算式可知，采用大溫差時的流量為原來的流量I／N，而管路損耗即水泵或風(fēng)機的功耗則減小為原來的I／N2，節(jié)能效果顯著。故應(yīng)在滿足空調(diào)精度、人體舒適度和工藝要求的前提下盡可能加大溫差，但供回水溫差一般不宜大于8℃。532選用低流速流體水泵和風(fēng)機的功耗與管路系統(tǒng)中流速的平方成正比，故采用低流速能取得較好的節(jié)能效果。且有利于提高水力工程的穩(wěn)定性。53，3提高輸配系統(tǒng)的效率

17、設(shè)計時合理的選擇水泵的揚程，如果揚程過高時，靠減小閥門開度來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的水力平衡，使得系統(tǒng)的能耗過多的消耗在閥『J和過濾器上。適當(dāng)采用二級泵系統(tǒng)。在送風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)計時應(yīng)盡量維持風(fēng)機工作在高效區(qū)。534采用變流量水系統(tǒng)在設(shè)計空調(diào)水系統(tǒng)時。如采用定水溫變流量或變水溫變流量的調(diào)節(jié)方式。使供水量隨空調(diào)負荷的變化而增減。不但可以減少處理過程的能耗還能節(jié)省輸送能耗。535采用變風(fēng)量系統(tǒng)變風(fēng)量空調(diào)(VAV)系統(tǒng)可以通過改變送風(fēng)量的辦法來控制不同房間的溫濕

18、度。同時，當(dāng)各房間的負荷小于設(shè)計負荷時，變風(fēng)量系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)輸送的風(fēng)量。從而減少系統(tǒng)的總輸送風(fēng)量。這樣，空調(diào)設(shè)備的容量也可以減小。既可節(jié)省設(shè)備費的投資，也進一步降低了系統(tǒng)的運行能耗。而風(fēng)量的減少又節(jié)約了處理空氣所需要消耗的能量。有資料顯示。采用變風(fēng)量系統(tǒng)可節(jié)省能源達到30％。并可同時提高環(huán)境的舒適性。該系統(tǒng)最適合應(yīng)用于樓層空間大而且房間多的建筑。尤其是辦公樓，更能發(fā)揮其操作簡單、舒適、節(jié)能的效果。因此。變風(fēng)量系統(tǒng)在運行中是一種節(jié)能的空調(diào)系

19、統(tǒng)。6結(jié)論為了實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建筑節(jié)能設(shè)計勢在必行。只要結(jié)合我國國情和實際情況，綜合利用各種節(jié)能技術(shù)措施。趨利避害，選擇經(jīng)濟合理的節(jié)能方案，必定可以獲得顯著的節(jié)能效果。(上接第229頁)能混凝土的攪拌時間應(yīng)比普通混凝土適當(dāng)延長，不少于2min、也不大于3min。以攪拌均勻，色澤一致為準(zhǔn)。運輸：運輸宜采用混凝土輸送車。運送到現(xiàn)場的混凝土不得發(fā)生漏漿，離析和分層現(xiàn)象。澆筑：混凝土人模前，應(yīng)測其溫度、坍落度、含氣量、水膠比、泌水率等工

20、作性能。入模溫度一般為5—300C為宜。澆筑應(yīng)采用連續(xù)推移的方式進行，間歇時問不得超過90rain；一次攤鋪厚度不應(yīng)大于600ram。同時取樣做好檢查試件(耐久性、同條件、標(biāo)養(yǎng))，以測定其各項性能。振搗：應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，選擇適宜的振搗方式和振搗設(shè)備。每點的振搗時間以表面泛漿或不冒大氣泡為準(zhǔn)，一般不超過30S。養(yǎng)護：混凝土振搗、抹面后，應(yīng)及時對暴露面進行緊密覆蓋，盡量減少暴露時間，防止表面失水過快，出現(xiàn)裂紋。注意混凝土炎熱季節(jié)和冬季施工的

21、天氣驟然變化，提前做好防風(fēng)、防寒、保暖、降溫措施。施工后管理：混凝土施工完畢后，應(yīng)及時做好強度統(tǒng)計及質(zhì)量驗評工作，并對混凝土施工質(zhì)量管理、控制做出分析、評價，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷提高施工管理水平。4結(jié)束語隨著經(jīng)濟和技術(shù)的進步，高性能混凝士在地鐵工程中的應(yīng)用將日益增多。但必須認識到高性能混凝土的應(yīng)用，是集配制技術(shù)和施工管理水平于一體的全過程協(xié)作過程。在工程實際應(yīng)用中，應(yīng)注意高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)和管理經(jīng)驗的積累，穩(wěn)步推進高性能混凝土在地鐵工程