浅谈节能技术在房屋建筑中的应用
目前,人类面临了很多与环境有关的问题,如全球气候变暖、能源的匮乏、自然环境的破坏等等,使得大众越来越关注和重视环境的保护与建筑的节能问题,作为耗能的大户,建筑业应该首先担负起节能减排的责任,由此可见,好好地研究节能的技术在房屋建筑中的应用不仅仅有着十分重要的现实意义,也发挥了良好的经济和社会的效益。
标签 节能技术;房屋建筑;应用
建筑节能是综合性很强的系统工程,不仅涉及了多个专业,学科的跨度很大,而且兼备了综合性与专项性。目前的节能技术主要是在房屋建筑的两个方面得到应用:第一个方面是建筑围护结构节能,比如墙体、门窗、屋面等;第二方面是建筑的内部机电设备的节能,如采暖系统、配电、通风系统、监测和安全系统等。
本文首先介绍了建筑节能的重要性,再分析建筑节能设计中的问题,最后简单探讨了节能技术。
1 建筑节能的重要性
目前,在全球范围内,煤炭、石油和天然气等传统的能源日益匮乏,我国也面临了更严重的能源问题,随着城市化进程的加剧,建筑能耗上升的速度迅猛,已经占社会总能耗的32%,再加上房屋建筑材料的生产能耗每年约为13%,使得建筑业的总能耗达到了45%,考虑到我国现有的建筑面积,和占比很高的高能耗的建筑数量,如果仍然执行现阶段较低节能水平的设计标准,将会加剧能耗的负担,也提高了治理的难度。因此,为了避免让建筑能耗继续成为全民经济的负担,我国的建筑行业的全面节能工作必须马上进行。
2 要高度重视建筑的节能设计
在实现全面的建筑节能的进程中,做好建筑节能的设计工作是一个非常重要的环节,能有助于从源头上来杜绝能源浪费问题,现从两个大方面来进行分析:
2.1 重视整体的和外部环境的节能设计
要做好建筑的整体以及外部的环境设计工作,首先要充分的了解建筑周围的环境条件,然后通过使用合理选址、规划和体型朝向以及外部的环境等来进行规划和设计,为了给建筑创造一个较好的外部的微气候的环境,从而能实现节能的目的。
2.1.1 进行合理的选址
开始建筑的选址工作要综合的考虑很多的因素,比如气候、地形、土质及周
围的环境条件等。在进行建筑设计的时候,不仅要让建筑时常处于合适的微气候的环境中,创造良好的建筑节能的条件,而且还要保证不使整体的生态环境被破坏。
2.1.2 设计合理的外部环境
在完成了建筑的选址工作以后,要开始着手研究微气候的一些特征。充分结合建筑功能的正常需求,通过设计出合理的外部的环境来完善目前所处的微气候的环境,开发出更有利于建筑节能的环境,主要的设计方法有:(1)做建筑的周围环境的绿化工作,比如种上树木和植被,既可以净化空气,又能遮挡风沙、遮阳和降噪;(2)创造人工的自然环境,比如说,在建筑的附近设置喷水池等,合理的利用水的作用来平衡环境的温度,还能有效的收集雨水。
2.1.3 进行合理的规划和体型的相关设计
要综合考虑各个方面的因素来进行合理的建筑规划以及体型的设计,包括对建筑的体型、形体以及整体体量的组合、还有朝向、建筑日照等各个方面来确定。选择朝向和日照的原则是为了在冬季可以得到更多的适量的日照,同时也可以回避主导的风向,而在夏季的时候,则能够利用自然通风,可以尽量的减少太阳的辐射。
2.2 单体的节能设计
要设计建筑的各个部位的节能构造,首先要考虑的是要满足建筑的基本组成,然后再分别对各个部位来进行设计,比如门窗、屋顶、墙体等,在材料、结构和造型等方面进行设计,充分的利用建筑的外部气候环境的条件,实现节能的同时改善室内的微气候的环境的作用。
2.2.1 屋顶的节能设计
作为与室外的大气接触最多的一个部分,在屋顶的设计方面,可以采用的节能措施有(1)采用坡屋顶;(2)加强屋面的保温措施;(3)根据需要来设置保温隔热的屋面,如种植屋面、蓄水屋面和架空隔热屋面等。
2.2.2 楼板层的节能设计
楼板层的节能设计主要是要利用楼板吊顶的造型和结构的中空空间来进行设计。比如把循环的水管设置进去,这样,夏季就可以利用冷水循环来降低室内的温度,冬季则可以利用热水循环来取暖。
3 介绍几种节能技术应用的途径
3.1 墙体节能
墻体构成了外围护结构的主体,其材料的保温性能会决定了建筑所耗的热量。而我国是以实心的粘土砖来当墙体的材料,其保温的性能满足不了设计的标准。所以,在提倡节能的时候,空心砖墙及其复合墙体技术就必不可少。用钢筋混凝土或砖来作承重墙,并使其与绝热的材料来复合,绝热材料主要包括岩棉、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。而复合墙有三种做法:第一种是内保温法,是把净绝热的材料用在外墙的内侧,施工过程简易,应用的比较广泛;第二种是外保温法,是把绝热的材料复合在承重墙的外侧,这样的做法使得热稳定性好,能避免冷桥,住起来较舒适,但问题是,外保温要能够经受风吹雨打以及恶劣天气的侵袭;第三种是中间保温法,把绝热材料设置在外墙的中间,这样能保持较好的保温性,但是在填充的时候要做到密实,防止造成内部的空气对流,而且要注意做好内外墙体之间的拉结工作。
3.2 门窗节能
外门窗是最容易使房屋的能耗散失的部位,占总能耗的比例比较大,传热和冷风渗透损失各占三分之一,因此在满足了采光、日照、通风、观景等要求的同时,要注意外门窗的洞口的面积要尽可能的小,这样可以增加外门窗的气密性来减少冷风的渗透,同时要注意增强外门窗的保温性能,使传热量得到减少。具体的节能措施如下:(1)控制好房屋的窗墙比;(2)改善门窗的保温性能;(3)合理的设置温度的阻尼区
3.3 屋面节能
在不断地改进了建筑的外墙和外窗的保温性能以后,接下来要进一步地研究加强屋面的保温隔热问题。屋面节能的措施有两个要点,第一,屋面的保温层不适合选用导热系数较高和密度较大的保温材料;第二,屋面的保温层不适合选择吸水率比较大的保温材料,为了防止在屋面湿作业的时候会因为保温层的大量吸水使保温效果降低,目前,高效的保温材料已逐渐开始在屋面应用,部分建筑采用了以膨胀珍珠岩保温芯板保温层来作为屋面保温,这样克服了许多使用常规作法的缺点。用这种保温芯板,施工更加方便、价格方面也很低廉、不会造成环境污染。
3.4 合理的利用太阳能
据统计,地球所能拦截的太阳辐射能差不多目前的全球的电力消费总量的1500多倍。由于现有的技术条件不是很完善,目前开发和利用的太阳能仅占了理论的资源量的非常小的一部分。由此可见,我们在太阳能开发和利用方面还是存在着巨大潜力的。在建筑方面,太阳能的主要利用方式有太阳能供热、被动或主动式的太阳能采暖以及用太阳能来发电等。其实,我国的太阳能资源是非常丰富的,如果能够将太阳辐射能源充分并妥善的利用起来,不仅可以节省大量的常规能源,也能够把用太阳能采暖覆盖到多一些的区域。
3.5 夜间通风
现介绍一下夜间通风的方法和原理,首先是要在夜间的时候来把室外的冷空气引到室内,再通过作为蓄热材料的建筑维护结构和冷空气的接触来进行换热,从而使建筑材料得到冷却,完成蓄冷的效果。夏季烈日当头,为了能够使室内环境变得舒适,就需要用到空调供冷系统。这个季节,由于室外空气在夜间的温度会比在白天的时候低得多,这就使得夜间的室外的冷空气可当成一种很好的自然的冷源来被利用。可以这么认为,只要是室外的空气温度比室内的空气温度低,这时室外的冷空气就完全可以被当成可被利用的自然冷源。
4 结语
科技的发展速度越来越迅猛,给世界带来日新月异的变化的同时,也引发了能源的过度开发和匮乏问题,因此,节能问题也受到了全球化的关注。由于世界三分之一的能源都耗在建筑上面,如果继续这样的恶性循环,将会成为世界经济大步向前的绊脚石,也会严重影响人类的生存环境,所以我们必须本着可持续 发展的原则,让建筑能够尽量少消耗或不消耗不可再生的资源,同时也减少对环境造成的污染。截止到目前,我国已经制定了各种行业标准来要求建筑节能,希望节能技术能够在房屋建筑中得到广泛的应用,同时也希望全民参于其中,让我们树立真正的建筑节能观,共同努力,彻底把建筑节能工作落到实处。
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