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能源问题已经成为当今世界共同关注的问题,能源短缺成为制约经济发展的重要因素。住宅建筑作本身是巨大的能源消费者。随着我国人民生活水平的不断提高,住宅能耗占全国能源消费总量的比例也逐年增加。在我国政府提出建设“节能省地型住宅”和“2020年建筑节能远景规划目标”,的今天,坚持可持续发展原则,节约能源,已成为住宅建筑节能设计的重要工作。
2住宅建筑节能的内容
2.1住宅建筑节能的定义
住宅建筑节能是指通过采用合理的建筑设计和选用符合节能要求的新型墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调等措施,执行建筑节能规范标准,加强住宅建筑耗能设备的管理和使用,合理设计建筑结构的热工性能,提高其照明、采暖、给排水及通风系统的运行效率及利用可再生资源的能力,从而降低建筑物的能源消耗。
2.2住宅建筑节能的控制内容
①合理规划节能方案根据住宅所在地环境特点,依照国家及地方住宅建筑节能标准,综合考虑住宅开发、利用、维护成本,合理地规划设计节能方案,保证住宅建筑节能效果。②合理利用节能材料节能材料进场前应按照规范标准及设计要求认真核对,审核有关质量保证资料、技术推广证书。对于保温隔热材料、隔热型材、外窗及中空玻璃、幕墙玻璃、散热器、风机盘管机组、低压配电系统的电缆、电线在使用前应根据有关规范要求取样试验合格。
3现有住宅工程建筑节能存在的问题
3.1节能材料的选择
目前,建材市场上主要供应的节能材料种类单一,且大多为一次性能源,而且大多节能材料从国外引进,价格较高、具有自主知识产权、能够形成主流产品与技术的不多,难以满足日益增长的市场需求,为推广使用节能材料带来难度。另外部分开发商片面的追求降低住宅建筑节能成本,不会综合考虑节能效果、建筑节能的全部费用等因素;或者缺乏对节能新产品的了解,往往造成节能材料选择使用不当,影响住宅建筑的节能效果。
3.2住宅建筑节能规划与设计
目前,多数新建的住宅建筑在进行规划、设计时仅考虑建筑物的外观及造型,不重视绿化景观设计及相关配套工程的建设,相关规划部门也只要求住宅的方位与周围的有关参照物相一致(如道路),忽视住宅小区与周围环境相协调,未考虑住宅建筑的日照及自然通风要求,不能保证房屋的最佳朝向。住宅节能设计在我国还处于起步和发展阶段,还没有一套成熟、通用的体系,某些不成熟的节能技术,通常会产生一些垃圾建筑及建筑垃圾,降低了住宅的耐久性,不利于建筑结构的稳定,损坏建筑结构主体,缩短房屋的寿命,例如外墙内保温、外墙自保温、夹芯保温等做法所产生的一些问题正在加剧一些垃圾建筑和建筑垃圾的产生。
3.3节能住宅的检测与验收方法不完善
建筑热工法是目前国内外检测建筑节能达标与否常用方法,建筑墙体的传热系数是建筑热工法的一项重要指标。热工法现场测量的内容主要包括:热流密度、室内外气温、保温建筑墙体的内外表面温度以及热流计的两表面温度。此测试方法是以被测试墙体单元的热工性能代表整栋楼或整个小区的墙体热工性能。此方法的缺点是具有代表性的测点难以确定,难以准确而全面的确定整个住宅小区内所有建筑墙体及屋面的热工性能。另外,保温工程作为一项重要的分项工程,目前仍缺少相应的检测验收标准,国家建筑安装统一验收标准中也没有相关内容的规定,施工质量难以检验、保证。
4住宅建筑节能设计措施
4.1既有住宅的节能改造措施
非节能既有建筑主要有两类,一类是已装修的并居住多年的,这类建筑往往是建成多年的老房子,装修比较简陋,居住结构也不合理,各类设施老化,居住者本身为中下等收入群体;另一类是未装修过的新住宅。对于前者,节能改造要首先考虑成本,以最经济、效果最明显的地方下手,无需大动干戈;后者在装修环节中需加入一系列的节能措施。这二者都可以通过墙体、屋面、房屋结构、门窗的改造达到节能效果。既有住宅建筑节能技术改造的推广与实施对实现《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中的节能目标具有很大的促进作用。我们不仅在节能改造的技术上需要进一步探索,用最简便、最经济的措施达到最好的节能效果,而且还需要改变陈旧的观念,加大经济投入力度,推出切实可行的管理方法。
4.2新住宅的节能设计措施
应该从可持续发展及发展循环经济的角度来定位节能住宅以及节能技术,根据住宅的全生命周期来规划设计建设。针对以上存在的问题,应该从以下几个方面来解决:①节能住宅要进行科学合理的规划、设计住宅建筑的布局规划应根据当地的气候特点,因地制宜,使建筑物的整体布置和平面布置有利于利用太阳能和利于自然通风,保留小区内自然水域面积,尽量减少硬化地面,增加绿化,形成适合居住的小区气候。规划过程中还应该注意建筑物的最佳朝向,采用南北向或接近南北向,使得建筑物可以合理利用太阳能,达到“冬暖夏凉”的效果。房屋的单体设计应控制其体型系数,应该增加房屋的进深,减少体形系数,以减少其结构的热损失,减小建筑能耗。②提高建筑结构的保温性能建筑围护结构的保温隔热性能是影响建筑能耗最直接的因素。建筑围护结构主要有屋顶、外墙和外窗三部分组成。屋顶应采用高效的保温隔热屋面,其传热系数和热工性能应满足规范规定,在条件允许的情况下可以采取屋顶绿化等措施;外墙采用新型的低热转移值的节能墙体材料;外窗是建筑结构热工性能最差的环节,因此提高建筑结构节能性能的有效途径是控制窗墙比,提高窗户的保温隔热性能。③提高设备的能效比及利用新能源随着我国的经济发展,南方地区的居民夏季对空调的需求和使用逐年增长,另外北方地区冬季还需要供暖。能效比是空调、供暖等设备的重要的竞技性指标,能效比越高,说明该设备越节能。所以应优先选用符合国家规定的节能型空调和供暖设备。要实现住宅节能,一方面要通过降低建筑能耗;另一方面是利用新能源,减少消耗常规能源。例如,合理利用太阳能,采用太阳能集中供热水系统。④完善节能设计规范标准节能技术与传统工艺有着很大的区别,施工技术要求更高,技术难度更高。目前国家及各级政府部门也相继出台相应的规范和标准,对节能设计起到一定的指导作用,但是有些规范可操作性差。因此,在节能建筑施工前,要结合现有规范标准制定详细的技术交底,编制完善的、操作性强的、能够指导施工全过程的施工组织文件,加强施工人员的技术培训,严格按照施工规范施工。⑤完善对节能住宅的检测和验收方法节能住宅的检测和验收主要包括节能效果的检测和施工质量的验收。首先要对住宅节能体系进行认真检测,根据其离散程度,确定可靠的保证率。同时加强对各施工工序的专项检查和监理工作,规范、完善对节能效果和施工质量的验收方法。
关键字:环境,节能,环保
会所是源于西方的具有鲜明的亚文化属性的康乐建筑类型。一般来说,可以分为专业会所和住区会所两大类。住区会所是一类广泛普及的集物质和文化于一体的建筑形式,同时与房地产开发也密切相关。一方面,住区会所内部各项目、功能的原型都来自于康乐建筑,同时又包含有满足小区居民物质生活需求的设施;另一方面,它随着所从属的物业开发项目的特征呈现出多样化,有着自身的内在规律,是以所在物业业主为主要服务对象的综合性康体娱乐设施。[1]这就决定了会所建筑是一个人流量较大而且相对集中,建筑的能源消耗是巨大的。所以,建筑的节能应该予以高度重视。
建筑节能是可持续发展概念的具体体现,也是世界的建筑设计大潮流,同时又是建筑科学技术的一个新的增长点。设计、建造使用节能建筑有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境。同时建筑节能促使建筑物护结构形式的变化、采暖调控系统的技术进步和建筑构件产品、建筑机构的变化。[2]
国内外建筑节能现状
1973年能源危机之后,各发达国家在建筑节能方面取得了长足的进步,有了显著的特点。具体节能技术措施有以下几个方面:(1)在规划设计上有利于节能的建筑朝向和平面形状。限制建筑物的体形系数;限制建筑物的窗墙比。(2)改善护结构的热工性能。(3)改善窗户设计,减少能耗。(4)利用自然条件减少能耗。[3]而我国的建筑节能工作开始于80年代初期,但是由于认识上的不足、体制上的不顺、法规上的不健全、技术上的不配套等,严重制约了建筑节能的发展。不过在可持续发展战略思想的知道下,以及国家下定决心作出了很大的努力还是取得了一定的成绩。[4]
会所建筑的节能措施
影响建筑节能的因素有很多,如建筑物体形系数、围护结构和传热系数、窗墙面积比、换气次数等,因此建筑节能应从这几个因素入手。[5]重庆夏季常年出现连晴高温天气,夜间室外温度也居高不下,超过舒适性温度,需要强有力的降温措施。冬季虽然室外气温较高,但日照率太低,室外综合温度低,仍需要供暖才能维持房间热舒适,所以对建筑节能和环境质量的要求就会比较特殊。冬天要求保温节能,夏天则要求隔热节能。建筑保温与建筑隔热有相似之处,有的保温措施同样可以达到隔热的目的,只是两者的热流方向相反,两者的构造措施各有特点。[6]
综合国内外的研究成果,建筑节能大致有以下几个途径:1墙体节能,2门窗节能,3屋面节能4采暖节能,5通风节能。[7]
1.墙体节能
墙体是建筑护结构的主体,所以墙体的节能设计直接影响到建筑的耗能。墙体的节能有以下两个途径:
(1)建筑保温节能设计
建筑保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。建筑内保温就是在建筑外墙的内表面上加设保温材料,再在其上粉刷、涂料等,其优点是墙体内表面不用加强防水层,构造处理简单,保温材料可以免受室外雨水的影响,是一种简单但是效果很好的建筑保温方式。
建筑外保温是在外墙外表面上做保温材料,覆以防水层,再设外墙装修的构造方法。其优点有很多。首先其保温层设在外表面,可以有效的保护外墙砌体免受太阳辐射的影响,减小墙体应力损害;其次外保温对建筑柱、梁、墙角等敏感部位处理容易,可以减少热桥的产生,并可避免内表面结露;再次围护结构内侧为重质砌体,有较高的热容性,可以减少室温的波动;最后在夏季,外保温材料又起到很好的隔热作用,使墙体不会升温过快,内表面温度降低,增加了室内舒适度。
(2)建筑隔热节能设计
隔热除考虑外墙部位需设置外,屋顶由于受太阳辐射影响最大,所以也要进行隔热设计。隔热设计主要有隔热材料隔热和隔热构造隔热。隔热材料有填充类、板块类和热反射类。而现在有一种很廉价的隔热方式:空气层的隔热。这是一种将“空气”作为隔热材料的特殊做法,其隔热性能良好,所以在隔热构造设计中被经常用到。其隔热原理是通过降低传热达到隔热的目的,而影响其隔热性能的原因有:空气间层厚度、热流方向、空气间层的密闭程度和两侧表面的光洁度。这种隔热方式现在主要被用于炎热气候地区的屋面、墙体、双层窗中,隔热效果好。同时空气间层设于墙体部分,起隔热和保温双重效果,不过水平构件只有隔热作用。而根据重庆地区的气候特点和人体对室内空气质量的要求,空气间层保温技术是最佳选择。[8]
2.门窗节能
衡量门窗性能的指标包括四个方面:隔热保温性能、阳光得热性能、采光性能和空气渗透性能等。由于玻璃的传热能力比砖墙大许多,所以充分利用保温隔热性能好的玻璃窗能有效降低建筑物的能耗。改善门窗绝热性能的首要措施是增加窗玻璃层数,在内外层玻璃之间形成封闭空气层。同时可以在窗上加贴透明聚酯膜,也是个有效的方法。还可以加设门窗密封条提高门窗气密性。[9]
3.屋面节能
国内常用的几种节能屋面是:高效保温材料屋面、架空型保温屋面、浮石砂保温屋面和倒置型保温屋面。平屋顶多采用加气混凝土保温,厚度增加到50-100mm。有的用水泥聚苯板、水泥珍珠岩或浮石砂保温。有的则在架空混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩,保温效果很好。坡屋顶为便于设置保温层,可以在坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡,或者在天棚上铺设上述绝热材料。4.采暖节能
现在有一种性能稳定、节能、环保、经济的系统方式——水源热泵系统。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流、湖泊)中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能转移的一种技术。众所周知,地下水温度在一年内波动远小于室外空气,是很好的热泵热源和空调冷源。同时,在冬季不存在结露、结霜等问题;在夏季有些情况下甚至可以直接从地下水作为冷源给用户供冷,而不用开启水源热泵,从而有很大程度上的节能。考虑到人体对室内热舒适的要求,室内应采用地板采暖和吊顶冷辐射技术。人们的舒适感觉是“足暖头寒”,所以通过辐射方式供冷、供热可以增强室内环境的热舒适性。研究表明,冬天如果采用地板采暖,当房间温度为16度时,人们热舒适感觉相当于约18度时的水平。所以,这种方式可以降低采暖能耗,达到舒适、节能的双重目的。[11]
5.通风节能
在夏季,为了满足室内舒适条件常采取空调方式,但是高能耗、高污染,未来城市环境要求“免空调”的制凉方式,也就是建筑要回归自然。良好的建筑通风对于建筑、人和环境都有较大的作用:热舒适作用,空气对流可以有效的带走室内的热量,并且是降低室内空气湿度的自然方式;空气品质的提高,由于建筑围护结构材料、室内装修材料其成分或溶剂中含有相当的有害物,而且人体及日常生活也会影响室内的空气品质,所以良好的建筑通风可以更新室内空气、带走有害物;最后,它所带来的节能效果是很明显的。现在的通风节能技术主要有以下三种,地下风凉应用、烟囱效应应用和风洞效应应用。[12]具体设计做法将在设计中体现。
总的来说,建筑节能一次投资可能比较大,但是带来的效应是无法用金钱来衡量的。现在有些人不明白花那么多的钱去做节能是得不偿失,但是他们没有想到的是我们的能源是有限的,所以建筑节能是大势所趋,势在必行。
[1]张勃.住区会所建筑设计研究.西安.西安建筑科技大学.2005年.第1页
[2]王立雄.建筑节能.第一版.天津.中国建工出版社.2004年5月.第1页
[3]聂玉强.国内外建筑节能技术现状与发展趋势.建设科技.2002年.7期.39-40页
[4]李靖颉.面向21世纪的建筑节能技术.科技情报开发与经济.2003年13卷7期.281-282页
[5]李雅美.浅析建筑节能技术措施.常州工学院学报.2005年18卷4期.55-58页
[6]付祥钊,刘俊跃.开发有西部特色的建筑节能技术体系.重庆建筑.2003年2期.12-15页
[7]刘莉,秦壮.建筑节能技术的几点措施.黑龙江交通科技.2004年27卷4期.72-74页
[8]宋德萱.节能建筑设计与技术.第一版.上海.同济大学出版社.2003年7月.46-50页
[9]涂逢祥.节能窗技术.第一版.北京.中国建工出版社.2003年9月.46-51页
[10]建筑节能.墙体与建筑装饰.2004年1期.7-8页
[11]康艳兵.建筑节能关键技术回顾与展望.中国能源.2003年11期.18-25页
[12]宋德萱.节能建筑设计与技术.第一版.上海.同济大学出版社.2003年7月.95-99页
建筑工程本身就是一个巨大的消耗工程。在建筑工程的所有能耗中,建筑过程中产生的能耗和使用能耗最主要的两种能耗。在建筑过程中产生的能耗主要分为材料能耗、设备能耗、生产运输能耗和施工能耗;使用能耗主要包括采暖、通风、空调、照明、日常工作和生活产生的能耗。从能耗的分类来看,建筑能耗是一个系统的复杂工程,由多个部分组成,无论在建造过程中还是在使用过程中都会产生各种各样的能耗。因此,采用节能环保的建筑技术设计必须兼顾这两大方面,在保证建筑工程正常运转的情况下,提高建筑的利用率,加强节能环保技术和现代科技的运用,在建筑设计、房屋设计和暖通设备、运输设备的设计中要统筹考虑,以提高能源利用率,实现节能环保的目的。
2节能环保建筑设计设计的背景
2.1建筑产业能耗巨大,具有巨大节能空间
建筑工程是一个能耗非常大的产业,与交通运输业、工业并成为三大能耗巨头。作为世界上最大的发展中国家,每年城镇化建设都有大量的建筑项目拔地而起,据初步估计,我国每年新增20亿㎡的建筑面积,同时也消耗了世界上约四成的钢筋和水泥,这些能耗加起来是全国总能耗的35%左右。建筑能够是一个关系国际民生的重要产业,而我国所有建筑项目中,约9成以上的项目都是高能耗建筑产业,只要将一些不必要的能耗降低,就能极大地释放大量的建筑产业和能耗。
2.2我国的建筑产业化水平较低,节能水平远远低于世界发达国家
据住建部的一项统计,我国建筑节能系数在国际上仅仅处于中下游水平。通常来说,很多建筑保温、散热性能都普遍较差,外立面的隔热保温效果是同纬度发达国家的五分之一,屋顶保温散热为四分之一,门和窗户的散热率是发达国家的四到六倍。从这些数据看,我国建筑行业节能环保的需求和市场非常大。
2.3科学发展观和可持续发展的国策
中国建筑行业的发展现状是当前中国经济、社会发展的真实写照。虽然我国很多大城市高楼耸立,现代大都市写字楼、商场无处不在,但是我国人均建筑空间却极不均衡,人均资源分配不足,同时我国大部分地区又处于季风气候局,居民对于改变冬季寒冷、夏季炎热的需求也较为迫切,使得建筑节能环保较为迫切。同时,为了有效贯彻和落实可持续发展和科学发展观,全面实现建筑节能环保的要求,必需实施建筑工程的节能减排,以缓解当前我国不断加剧的因能源问题而引发的经济和社会矛盾。
3建筑项目节能环保建筑设计的实施策略
3.1选择合理的项目地址
建筑项目是一个与人密切关联的场所,因此首先要根据人们的喜好选择合适的项目地址,不能简单贪图经济效益而忽视社会和环境效益。通常要根据备选地的自然环境、地形地貌、地质条件、水文条件等综合因素考量,经过系统论证和评估之后,还要保证整个项目不破坏或微破坏原有自然环境,借助当地资源,进行土地开发。
3.2设计合理的朝向日照及朝向
选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
3.3建筑项目主体结构的设计
建筑围护结构组成部分(屋顶、外墙、门和窗、遮阳等设施)的设计对建筑能耗与用户所处热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗。
3.3.1建筑屋顶的节能设计屋顶是住宅第五立面,对建筑造型起着重要作用。住宅做斜坡顶屋面,可借助屋面坡度与日照斜率相接近的特点,可再降低住宅顶层的层高。在维持平屋面住宅日照间距的条件下,既取得了改变建筑轮廓、有效地解决了屋面防水和扩大屋顶部位使用空间的效果;也减少了住宅之间的日照间距,节约了建设用地。平屋顶可采用北向的退台,既获得露天活动空间,也可缩小日照间距。
3.3.2建筑墙体和外立面的节能设计建筑墙体作为整个项目的主要设计,它的基本性能决定着整个建筑物的节能减排效果,因此,它是建筑节能设计的重中之重。一般来说,建筑墙体和外立面通常起到防潮、防水、隔热、保温等作用,建筑材料的选择直接关系到它的基本作用。作为建筑墙体和外立面的基本作用,保温性能直接关系着整个建筑节能减排的效果。实践证明,通常单一的墙体难以完全做到隔热、保温作用,因此在设计中,尽量选择空心砖或者复合墙体,实现多重防护。
3.4有关建筑材料的节能设计
建筑材料的节能环保是建筑项目进行节能减排的重要方面,它是整个建筑物的物理组成部分,也是建筑节能环保中的关键一环。在建材的选择中,首先要选择节能、环保、经济型材料,积极应用具有较高科技含量的新型建材。同时,在建筑过程中,也要注意节省材料,合理利用建材,提高建材的使用效率。
3.5积极使用新型能源
新型能源具有环保、低能耗的特性,通常情况下,风能、地热、太阳能是新型绿色建筑中比较常见的能源。目前,人们对太阳能的利用随着科技的进步也在不断提高。太阳能具有清洁、体量大、不会造成环境困扰等特点而被人们津津乐道。虽然现代科技取得了长足的进步,但是人们所能利用的太阳能却只占太阳能源的很少一部分。当前,建筑项目中,主要利用太阳能采暖和制冷。太阳能取暖主要是利用太阳能加热水,利用热水的循环作用相建筑物供暖。而太阳能制冷则要利用太阳能制冷压缩机进行吸收或吸附制冷。压缩机将太阳能转换成电能,再用电能驱动,进行压缩制冷。风能也是人们所喜闻乐见的新型能源之一。自然风通过在建筑物内的流通实现制冷。通常使用风能供冷的季节是自然风出现季节过度或黑白过度的时期,利用自然风进入压缩机实现驱动通风蓄冷,这样既节省了电能,也不会对自然环境带来任何污染和破坏,同时还能有效改善建筑物内空气质量。当然,地下水也是暖通空调的重要环保伙伴。利用地热水的热能或冷源对建筑物供暖或供冷,是当前非常流行的供暖方式。
4结语
经济的发展加快了城市化的进程,目前建筑耗能占我国整体能源消耗总量的百分比逐年上升。由于每年都要新建或者改建一些建筑,这就会消耗大量的能源,使自然环境不断的恶化。同时,在建设中存在着严重的水污染、土地资源的利用率较低、建筑耗材高等一些严重的问题。由于自然环境地不断恶化,这就使建筑系统内外物质的良性循环和能量的良性转换得到严重的破坏,即生态环境遭到严重破坏。由此可见,居住住宅区的气候设计,不仅仅只是能够充分的利用自然能源、尽量减少再生能源消耗的一个问题,还是直接处理人与自然之间关系的一个问题。
二、环保节能建筑设计原则
1要做到对环境的影响降低到最小化。具体如下:
(1)防止在建筑设计的过程中污染水、土壤和空气;
(2)尽量的使用本地建材,这样做不仅可以大大的减少在运输的过程中对环境的污染,同时还能在一定程度上促进当地的经济发展;
(3)注重建筑材料的循环利用。我们在选择材料时,一定要充分的考虑材料的可循环性,在建设过程中倡导材料循环再利用。
(4)尽量利用既有的建筑,从而能够提高建筑物的使用寿命。
2要使资源的利用率达到最高。即要充分地利用在建设的过程中的能源、水、土地、以及各种建筑材料等,从而可以更好的节约能源。
3要做到能够最好的对待生态环境。这里所说的对待生态环境好是指要做到对于人和其他自然中的生物的生存和健康要有利。众所周知“以人为本”原则固然正确,然而人类亦是自然生物当中的一份子。因此,在建筑设计中,不但要满足“人”的物质需求、精神需求,还要做到平衡人类与生态环境的关系,从而更好的实现可持续发展。
三、如何实现建筑设计中节能环保
1建筑的绿化覆盖
绿化和自然环境不是孤立存在,他们之间相互依赖。要想实现建筑的绿化覆盖,首先要使建筑空间与城市绿化能够得到统一。其次,要将建筑与绿化复合,使双方的效益达到最大化。再次,要以一种人性化的方式解决建筑与城市的生态问题。
2选用绿色环保节能型建筑材料
(1)装饰材料。因为不同的装饰材料所消耗的能源都不尽相同。例如,如果一个房间贴着深色的壁纸,其所需要的照明用电是同样大小贴浅色壁纸的房间的两倍。另外,房间里面选择合适的灯具可以实现节能效果。首先,像大面积的房间例如客厅,要选用那些多角度的装饰灯具,这样可以更好的使房间的每一个角落都可以得到照明;其次,应大量使用一些节能的灯具,使灯的亮度根据自然光线的强弱来调节;再次,要鼓励居民经常使用不同规格的灯泡。因为不同材料对于能源的利用是不一样的,所以要尽可能的选用那些绿色节能的材料来建造我们的家园。
(2)维护材料。据统计,目前我国的民用建筑外墙围护热能损耗量是发达国家的几倍甚至十几倍,因此,解决外墙周护热能损耗的问题刻不容缓。市场上一些新型的节能环保材料如:外墙挤塑板、中空玻璃、倒置式隔热保温屋面等都可以更好的提高建筑的保温性能,改善建筑热工环境,因此,在今后的建筑设计中我们要积极的推广使用。
(3)要开发一些新的节能能源代替电力。目前,节能灯的使用虽然在一定程度上缓解了部分用电紧张的局面,但是每逢夏季,用电不足的现象在我国南部仍然存在。因此,如果在建筑住宅设计的最初阶段把燃气作为电力能源的补充考虑进去的话,就能够节省很大一部分的电力。因为液化天然气具有安全、价格低廉、清洁等优点,所以成为燃气空调的首选能源。此外,我们还要加大对新能源的开发,如地热、水热、风能等自然能源。
3屋面节能设计
住宅建筑护充分考虑节能设计以后,还应对屋面隔热保温效果进一步加强。首先,选择保温层的时候,要选择那些导热系数较低并且密度较小的材料,以防止屋面厚度和重量过于大;其次,要控制好保温层的吸水率,防止由于保温层吸水过量导致保温效果降低。目前市场上,膨胀珍珠岩保温层能够很好地解决常规屋面保温材料的一些缺点,而且它不污染环境、价格也比较低廉、施工操作还简单。至于住宅建筑其他部位则应该根据实际情况来进行分析。
4太阳能的利用
在我国,大部分地区都有较好的太阳能资源,这样就可以大大的减少建筑能耗。太阳能的主要利用方式有两种:
(1)主动式太阳能建筑。指那些需要借助其他资源配合的太阳能使用系统的建筑。在该系统里面,光电系统的研究最多,这是因为它的能量转换率低但是费用却很高。所以如果想要在今后能够大批量使用的话,还需要进一步来研究。
(2)被动式太阳能建筑。主要是指在阳面通过使用储蓄热质和阳光房来吸取储备热量进而将其合理利用的这样一种形式,这种方式在我国目前应用比较广泛。
四、结语
太阳能技术从当前形势来看,建筑工程中使用太阳能技术的主要目标便是散热、遮阳和能源收集一体化各功能朝着混合型技术方向发展,并通过阳光反射设备为建筑提供充足的光照和热量,最终实现节能的目的。虽然如今已较大范围应用太阳能技术,但却仍旧存在着诸多问题,诸如成本过高、易受天气状况影响、地域差异较大等。因此,面对这些问题还需要有关工作人员不断进行实验和创新。风能技术风能作为一种可循环使用的纯天然能源,不仅具有环保优势,同时应用起来还十分便捷。一般情况下,风能的应用主要是将自身通过设备转换成为电能,进而提供给社会各领域使用。若将风能和太阳能进行比较,两者各有其优点。地源热泵技术一般条件下,建筑物内部部分空调系统都具有良好的节能效果,这主要是因为应用了地源热泵技术,而地源热泵的工作原理便是应用地表层内部所储存的大量能量,利用它对室温进行调节。由于室外温度早晚差异较大,而地表以下的温度又通常变化较小,具有稳定性。在干燥炎热的夏天,建筑物内存在的热量会不断排出,并且能够被地表吸收,这便会使建筑物内部温度控制在较为稳定的状态之下,继续保持良好态势。
二、建筑工程环保和节能技术的应用
建筑工程屋面施工的环保节能技术这一部位施工的环保节能技术应当充分结合不同地域的气候条件和生态环境等多种因素,同时针对这些具体情况制定出切实可行的施工技术方案。例如,我国东北地区夏季炎热湿润而冬季寒冷干燥,因此在对建筑工程屋面施工时,应充分保证室内具有良好的隔热、保温效果,具体做法是在屋面结构的上下部位安放通风隔热层,并设置一定数量的保温材料。此外,施工技术人员需要全面考虑建筑设计要求,科学调整屋面的厚度和坡度,避免在房屋建筑屋面形成“热桥”。建筑工程门窗施工的环保节能技术这一部位施工是工程环保节能技术的重中之重,应使用经济且实用性较高的施工材料。目前,较为常用的材料便是低辐射玻璃,它能够有效减少玻璃门窗反射的效果。此外,在建筑工程门窗施工环保节能技术中,热传系数以及隔热效果也极为重要。国内颁布的节能技术标准,针对房屋建筑门墙及窗墙都做出了相应的规定。具体是东向、北向房屋建筑不大于20%,南向房屋建筑不大于35%,西向房屋建筑不大于30%。建筑工程外墙体施工的环保节能技术
(1)普通外墙体的施工环保节能技术
外墙体的砖承重墙通常应用整砖平砌,孔洞竖直方向且长圆孔沿着墙长方向进行设置,不应对空心砖进行砍凿。在整砖不够的情况下,可以考虑使用空心砖完成外砌,墙中洞口预埋件以及管道部位应使用空心砖砌筑,在砌筑时需要进行预留或预埋,不应随意用水泥填孔和凿孔,以防外墙体出现不严密等问题。此外,针对墙体热阻值较低、易开裂、渗透等问题,应使用相应施工技术进行巩固。
(2)外墙体保温施工的节能技术
通常,墙体保温层设置在墙体的内侧或外侧。若是将其设置在内侧,那么施工技术就变得比较简单,但保温效果却远不如外侧。而若将其设置在外侧,便可达到节省使用面积的目的,但这样粘合性较差,易产生渗水、开裂甚至脱落等问题。对于施工工艺,一般使用复合、干挂、喷涂、粘贴以及抹灰。
三、结语
“自维持建筑”的技术是以建筑节能技术为基础的,以其“完全独立运转”的特点区别于一般的“可持续发展建筑”“绿色建筑”或“低碳建筑”等概念。在研究节能环保建筑发展历史的过程中不难发现,可自维持建筑的理念比可持续发展建筑理念先行。这种雏形的建筑可持续理论的先行性也正突显了最初建筑师对于节能的理想化和绝对化设想。所以,当“自维持技术”在微型建筑上使用时,要求其达到的首要目标即为实现脱离市政管网下的建筑运转。首先是根据微型建筑的具体用途计算耗能(E1),通过获得太阳能、风能等能源(E2)以保证获得大于或等于微型建筑的耗能,即E2≥E1。使得微型建筑在完全脱离市政管网的能源支持下,亦能独立完成正常生活运转。其次是在设计过程中尽可能地减少建筑耗能(E1),增大建筑自维持的可行性。具体而言,自维持的技术策略分为三方面:a)用电和采暖制冷自维持;b)用水自维持;c)排污自维持,主要包括生活污水处理和生活垃圾处理两方面。
2小型建筑自维持的技术策略
2.1用电及采暖制冷自维持技术建筑供给使用需满足人对于基本用电、供暖的要求,不同建筑根据功能和使用环境产生的能耗也有所不同。由于自维持建筑强调能源可持续性,要求使用清洁能源,目前较成熟的清洁能源一般采用太阳能、风能或生物能(如沼气等)等。太阳能作为一种最为普遍且最为成熟的清洁能源一直被优先利用,中国也是太阳能资源十分丰富的国家,2/3国土面积年日照在2200h以上,年辐射总量大约在每年3340MJ/m2~8360MJ/m2,相当于110kg标准煤/m2~250kg标准煤/m2[2],所以太阳能利用具有广阔前景。对于微型建筑来说,采用太阳能供能的技术也较为普遍且成熟。从能源利用角度来说,太阳能集热板和太阳能电池板具有储能率高、利用率高、可行性强等特性。微型建筑据利用太阳能的方式可分为两类:主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑。a)主动式太阳能建筑是通过集热设备将热量传入建筑物内分配使用,对太阳能的利用高,功率大,便于控制,但需要设备投入并占用室外空间。其中利用太阳能主要分为发电和集热两方面。目前中国国内性价比较高的太阳能发电技术主要为光伏技术,主要依靠太阳能光伏发电方阵来实现。太阳能发电技术与微建筑结合时一般有两种方式,见表1;b)被动式太阳能建筑被定义为不通过传统采暖方式和主动空调形式来实现舒适的冬季和夏季室内环境的建筑[3]。被动式太阳能技术是一个抽象概念,可以被许多具体技术策略与技术手段来实现。比如被动式自然调节可以分为被动式太阳能采暖、被动式降温、天然采光与自然通风这四方面[4],而后每一个方面下又有更为细致具体的技术手段支撑。被动式太阳能建筑的采暖方式主要有直接受益方式、新型集热墙的使用和应用多种供暖或降温措施,如以水为媒介的蓄热器,或采用对流式散热等[5]。对于微型建筑来说,完全依赖主动式太阳能来供给采暖、制冷是不经济的,这不仅要耗费过多的设备费用,也不符合生产过程中的可持续生态要求。故要实现建筑采暖制冷自维持应一方面在设计上尽可能利用被动式太阳能,微型建筑可通过调整建筑朝向,选择适当建筑材料(最好是在当地产出的材料),巧妙处理建筑的空间和形体,进行合理建筑构造设计使建筑物自然地应用太阳能供暖、采光并维持建筑能耗。综上可知,主动式和被动式太阳能利用方式应在自维持微型建筑中综合运用,利用先进技术手段和绿色设计理念,合理利用每一束可利用的太阳光,必将创造出更加节能、环保的建筑空间[6]。
2.2用水自维持技术微型建筑用水自维持的水源主要来自雨水或附近水源(如江、河、湖、海等,具体情况适建筑周边环境而定)。雨水净化是目前微型建筑自维持用水最常用也是最容易的措施。微型建筑可以采用坡屋面集水或独立装置储水方式,独立雨水收集系统根据初期弃流后的雨水水质情况和实验结果,采取雨水-雨落管-初期弃流装置-贮水池-泵-加药装置-滤池-中水-消毒装置-中水的处理流程,其出水可满足CJ25.1-89生活杂用水水质标准[7],该水可用作灌溉、冲厕、拖地等杂用。生活杂用水经过特殊专业处理后才能供给生活用水,以煮饭、洗澡、饮用。
2.3排污自维持一般排污包括生活污水处理、生活废料处理两方面。一般生活污水包括厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲厕用水,其特点有三:a)冲厕水中含粪便,是多种疾病的传播源;b)生活污水浓度低;c)生活污水可降解性较好,适用于厌氧硝化制取沼气。根据以上特点,生活污水一般处理方法有:生活污水净化池技术、无动力多级厌氧复合生态处理系统、土壤渗滤生态处理系统。其中,生活污水净化池技术由于净化池后期维护成本较高,需要每年精心管理、清洁。另外,土壤渗滤生态处理系统针对土地较少情况提出,对土地特性有一定要求。因此微型建筑中应首先考虑无动力多级厌氧复合生态处理系统。即针对独户或联户生活污水的处理,基本形成一套成熟的厌氧处理与生态床相结合的处理方法。生活废料生活中产生的可降解和不可降解的垃圾,可降解一般采取回收利用,不可降解垃圾则一般归置到城市不可降解垃圾进行统一处理。
2.4具体小型自维持案例分析近年来,国内外建筑师将自维持理论和技术运用于构思或实践,有了诸多微型自维持建筑的概念模型或实践案例。如JoseManuelPequeno设计的“可搬运的游客塔”、伦佐•皮亚诺设计的“第欧根尼”小屋,及东南大学设计的铝合金太阳能小住宅“未来屋111”等,均在不同程度上实现了建筑在供水、用电、排污等多方面的自维持。现具体就一个实际建造案例介绍如下。“第欧根尼”小屋[8]由著名建筑设计师伦佐•皮亚诺(意大利)设计(见图1)。造价约1.72×104英镑(约合2.64×104美元)。主体为木结构,外墙是一层铝板。长3m,宽2.5m,屋顶是三角形,最高处是3.7m。室内面积为6m2,空间包含了起居室、厨房和卫生间。囊括食宿、办公、排泄、沐浴、储物等功能,空间设置合理,环保节能。房屋可以依靠太阳能和雨水实现自维持,屋顶一侧铺设太阳能板,利用太阳能转化为的电能可足以维持厨房和起居室的用电;生活用水由雨水供给,屋子地板下铺设雨水采集系统和净化系统,以此解决生活用水问题,且造价相对低廉,故此案例对于一般意义的微型自维持建筑具有一定参考价值。
3结语
现如今,保护环境,节约能源是可持续发展中的一个重要理念,越来越多的人开始关注生态环保的细节。因此,对于建筑行业来说,节能环保是当前必须着力解决的问题。建筑施工的装饰材料不仅影响着建筑的装饰效果,还会对建筑结构的保护作用的高低有着决定性的作用,更是关系到企业是否能在日益竞争中脱颖而出的一件利器。国家也在逐步完善生态保护的政策,为了更好地完成国家规定的指标,建筑行业也必须在装饰材料中选择节能环保性强的新型材料。增加建筑装饰绿色材料的使用对于减少光源吸收,为居民提供良好的城市生活环境也具有现实意义。
2建筑装饰节能环保新型材料的种类
(1)无甲醛类人造板。
众所周知,甲醛对于人们身体健康的危害是非常大的,对于建筑环境的内部污染也潜藏着极大的隐患。在建筑装修的选材中,人们都会选择低甲醛、无甲醛的材料。无甲醛人造板是指采用天然植物为原料,通过特殊制作工艺制造胶粘剂,并使其胶合强度满足国家技术标准的装饰材料。
(2)绿色类石材。
所谓绿色类石材,是指开采符合环保标准、质量符合装饰标准、无放射性危害、加工先进便捷的石材。在建筑装饰环节中,人们对于装饰材料有着越来越高的要求,所以,绿色类石材这种辐射伤害小的石材如今被广泛地应用。
(3)环保类涂料。
所谓环保类涂料是指那些无毒无味,不会对家具环境造成污染的涂料,其中乳胶漆水性涂料就是环保类涂料之一,深受人们的喜爱,建筑装饰的施工方也普遍利用这种涂料来装饰房子,不仅色彩美观,而且实用性非常好。
3节能环保新型材料的优势
(1)更加节能。
新型环保材料在节能上有着明显的优势,这些材料本身的性能极好、加工的时候也极其细致,施工方式比较独特,这一系列过程都有效降低了建筑装饰施工与建筑使用过程中的能源消耗,极大的节约能源。
(2)绿色环保。
节能环保型材料符合当前社会的生态环保要求,不会散发有毒气体,不会发生霉变锈蚀,没有辐射危害,遇火也不会产生有害气体,极大地减少了装饰材料的辐射危害和污染程度,保障了居住者的身体健康。
(3)实用功能更加完善。
建筑装饰新型材料不再只具备单一性能,节能环保型材料具有较强的耐久性、力学性能、化学性能、物理性能都得到了极大的提高,在通过先进的工艺与相关技术手段,建筑装饰材料在各项防护功能上也有了很大的进步,使其实用性大大地提高。
4当前建筑装饰节能环保材料存在的问题
(1)环保质量参差不齐。
由于目前国家对于新型材料的环保质量要求没有提出明确的标准。因此,市场上的材料质量参差不齐,人们在购买环保材料也不知道以什么标准为依据。因此,购买的环保材料的质量也不能够得到保证。
(2)商家只顾利润,不顾节能环保。
业户在购买装饰材料时,许多商家为了利润,只管卖出材料,而不管该材料是否真的环保节能。这就导致了许多买主买不到真正的节能环保材料。同时,也对节能环保材料的认识上产生了误区。
5建筑装饰节能环保新型材料的推广与运用策略
(1)建筑装饰节能环保新型材料推广、运用需注意的方面。
在建筑装饰节能环保新型材料的选择和使用上要根据实际情况合理选取,不能盲目、随意地使用。对于新型材料的推广也要符合当地建筑装饰材料的现状,遵循市场规律,不能夸大其词、盲目、空洞的宣传,要根据实际情况制定详细完整的宣传方案。建筑者们在选择材料时,应明确所用材料是否符合新型材料节能环保的要求,对于材料的性能、工艺、质地要严格控制,保障建筑装饰节能环保材料的施工顺利进行。
(2)建筑装饰节能环保新型材料的推广与运用完善策略。
1)加大建筑装饰节能环保新型材料的研究力度。要想制作出符合标准的节能环保材料,研究工作是必不可少的环节。因此,在建筑装饰材料的研究力度上要不断加大,结合国家对于节能环保材料的标准,装饰材料市场的需求,以及研究资金和进度等方面,加快研究速度,提高研究成果,让节能环保新型材料能够在建筑业上快速的推广和运用。
2)尽快落实节能环保型材料的发展策略。通过国家的宏观调控,制定、落实新型材料的发展策略。国家政策是管控建筑装饰市场的主要力量。因此,要想加快新型材料的推广就必须得到国家的政策支持以及建设资金的投入。配合国家对于节能环保新型材料考查、监督、管理的工作,科学有效地制定出符合市场需求的发展策略,从而保证建筑装饰节能、环保材料适时适量、高质高效的生产。
3)积极学习、借鉴、引进国外的节能环保材料。无论在新型材料的研发中,还是节能环保材料的使用与推广中,我国都处于发展中状态,所以,要想提高新型材料的研制与运用,就必须结合外国的先进技术以及丰富的经验,取其精华,运用到本国技术领域中,加强同国外的沟通和合作。无论在时间范围、材料种类还是材料质量和材料的性能方面,都与国外存在着一定的差距,所以,我们要积极引进相关的生产设备、生产技术,结合本国国情、市场需求等因素,进行综合分析,有效借鉴其经验和优点,集思广益,为我国节能环保型材料开拓出一条阳光大道。
6结束语