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自从18世纪工业革命爆发至今,社会发展和城市的面貌发生了翻天覆地的变化。工业革命无时无刻不影响人们的生活。工业建筑是为满足工业生产需求而建造的各种不同用途的建筑物和构筑物的总称,包括进行各种工业生产活动的生产用房及所需的辅助用房。从传统观念上看,20世纪建造的一批工业建筑给人们以简单实用、造价低廉,且有大、笨、粗等基本印象。但随着我国经济发展和产业升级,传统厂房逐渐被现代的工业建筑所代替,现代工业建筑更加具有公共建筑的属性。现代的工业建筑一般具有以下基本特征:建筑内部生产空间的技术要求更高,如荷载、洁净、照度、温度、湿度等的控制;建筑内部辅助空间更加人性化和公建化,尽可能的考虑人的舒适性;建筑的外观要求和标准也更高,外立面材质更加和公共建筑接近,更加突出企业文化和形象。因此,建筑师应该把握现代工业建筑的特征和趋势,重视现代工业建筑的设计。原来只注重经济、功能、安全的工业建筑设计,现在开始关注社会、城市和群众的精神生活;原来工业建筑更加关心的是如何满足生产工艺需求,造型的生成也由主要工艺流程所决定,现在设计师应该有更多的参与度和主动性。
2工业建筑的公共属性
随着社会发展和物质水平的提高,在满足工艺要求的基础上,工业建筑的设计更加重视以人为本的理念。目前,我国的工业建筑设计也在这样的发展大潮下越来越淡化了与民用建筑之间的界线,工业建筑具有了更多的公共建筑的特性。
2.1平面布局人性化
工业建筑设计中通常强调的是经济、适用、安全。然而随着经济发展和科技进步,社会对工业建筑设计提出了更高的要求———以人为本,创造出具有时代精神和人文关怀的工业企业形象。美国著名哲学家、社会心理学家亚伯拉罕•哈洛德•马斯洛认为人作为一个有机整体,具有多种动机和需要,包括生理需要、安全需要、归属与爱的需要、自尊需要和自我实现需要。马斯洛认为,当人的低层次需求被满足之后,会转而寻求实现更高层次的需要。人的需要是从外部得来的满足逐渐向内在得到的满足转化,才是激励人行动的主要原因和动力。因此工业建筑的设计在主要关注工艺设备的同时,应该更多的关注人的需求,关注人的行为与工作效率之间的关系。工业建筑的主要功能是满足工业生产的要求,人们通常在工业生产中面临较为繁重的工作强度和长时间的工作压力。因此在进行平面布置时,除了合理布置工艺生产流线,满足工业生产要求的同时,更应该兼顾人流流线的布置。合理组织人流流线有利于顺利开展工业生产和减少流线交叉。另外,根据工业生产的特殊性,合理设置必要的辅的空间,如会议室、协调室、休息室和卫生间等。根据需要设置休息中庭、餐厅、活动室、淋浴间等空间,这些辅助空间应该和生产区之间分隔和分区,可以增加人与人之间的交流机会和放松身心,营造温馨的工作氛围。塑造良好的环境,人性化的工作空间可以让人身心愉悦,提高工作效率。
2.2立面设计艺术化
工业建筑不仅应在平面布局中体现人性化,还应成为企业文化形象的实体标志。工业建筑设计越来越注重阐释产品和品牌的内涵,特别是时尚产业对外部造型、空间、立面材料等元素更加重视,力图表达出产业的特点和精髓。设计师必须充分发掘和塑造独特的企业形象,丰富企业文化的内涵,实现工业建筑与文化环境的整体协调,创造出我们这个时代工业建筑的新形象、新趋势。建筑造型设计中要在满足功能要求的基础上,选择适当经济的材料,推敲门、窗、墙的比例关系,让建筑的每个构件都能有机地组合在整体造型中,形成统一的建筑艺术形象。
2.3生产工艺现代化
随着高新技术的推广应用以及产业改造升级,工业建筑从内容上发生了很大变化。在现代工业建筑中,生产工艺的自动化、信息化等进步,常常把生产操作环境与人的作业空间分开,这样容易满足生产工业和工作人员对环境的不同使用要求,使工人的工作环境得到大幅改善。内部空间更加简洁明快、工艺流线走向清晰、标识明确。加大生产的自动化程度,既可节约生产面积,减少能量消耗,又可确保工作的环境质量。工艺生产分区更加明确,工艺要求更加精细化,对于洁净度、温湿度、噪声等要求更加精细。同时,结构、设备和电气等相关专业设计也更多借鉴民用建筑设计方法,使工业建筑方方面面均有了公共建筑的特性。
3坚持节能和绿色优先
在公共建筑中,节能、绿色的理念早已被大家所熟知。但是,节能、生态、绿色、环保等概念如何真正融入到现代工业建筑设计中,对于工业建筑而言,现阶段建筑师不仅需要技术层面的学习,更重要的是加强自身对节能、生态、绿色、环保的认知与意识,同时积极将这些良好的意识向用户、向社会宣传与推广,实践到自己的设计中去。
3.1工业建筑的节能设计
一个工业厂区节能设计是一个系统工程,必须从前期的规划设计阶段就考虑建筑节能生态策略,注重节能、生态、绿色、环保等概念的引入。由于工业建筑的多样性等问题,工业建筑一直没有像公共建筑一样,制定《公共建筑节能设计标准》。但是,工业建筑如果完全不去考虑建筑节能也是不现实的,目前工业建筑应该在考虑自身建筑特点的同时,参考《公共建筑节能设计标准》设计。同时,节能技术和材料的选用与优化对保证节能目标的实现最为关键。在建筑节能领域,新材料、新技术日新月异,层出不穷。工业建筑常常走在公共建筑的前面,大胆尝试新的建筑材料,但对于哪种更适合要经过分析对比和科学论证。
3.2绿色工业建筑设计
2013年8月8日了《绿色工业建筑评价标准》,并于2014年3月1日起施行。标准提出绿色工业建筑是指在建筑的全寿命周期内,能够最大限度地节约资源(节地、节能、节水、节材)、减少污染、保护环境,提供适用、健康、安全、高效使用空间的工业建筑。并且对建设项目的场地提出要求,因此新的工业建筑应该注重生态和绿色。我国的人均用地十分有限,土地资源宝贵,因此土地应该高效利用。工业用地在城市规划中占有很大比重。工业厂区的规划建设需要占用大面积的土地资源,在开发建设的过程中更容易造成生态环境破坏。因此,对工业厂区的规划、工业建筑的设计应坚持生态优先,绿色先行的原则。尽量保护原有地形地貌,符合城市规划的要求。即使规划必须改变原有的地形地貌,也要尽量不去改变原有的地形走势,最大限度的保护生态环境。有的工业厂区原有地貌较好,有着良好的植被和林木。众所周知,成片的乔木与相同面积的草坪相比,它们的制氧能力相差20倍以上。所以在工业建筑的建设过程中,尽量保留原有的良好植被资源,特别是林木资源是十分必要的。
4注重细部设计
好的工业建筑设计应该考虑参观者的动线和感受,应是关心社会、展现美、注重创意、爱护环境的综合设计,这样的工业建筑设计可以带给更多人启迪和教育。因此在细节设计上必须多加考虑和斟酌。
4.1建筑室外环境的细部设计
路易斯•康曾说过:“你不能将一栋建筑放在与其所处环境完全没有呼应的场地中,永远应该想办法使它们互相产生联系”。工业建筑要考虑与城市的关系,外部空间应该放置于周边的大环境中去考虑,结合周边的建筑、交通、文化等因素,美化并充分利用室外空间环境。工业建筑厂区的总图布局在规划设计上一般更加注重合理的分区,便捷的流线。工业建筑的进厂和离厂是一种有规律的活动。因此,工业建筑应该按照这种规律性的活动来对厂区进行规划设计。一般在厂区内的厂前区更加注重企业形象的突出,在绿化和环境设计上已经和公共建筑一样注重品质的要求。厂区主入口,是空间序列的起点,是外部空间设计的重点,按照人流活动规律突出企业文化和形象设计。在生产区注重方便和实用,注重人流和物流分开,道路交通合理方便。对于工业建筑单体的外部立面应该考虑与周边建筑协调,有利于企业文化的突出和可识别性,从将建筑分为结构和表皮的角度,传统视角我们仅仅满足结构,而当前更加注重建筑的表皮。另外,厂区边界如围墙、大门等与城市街道直接相连,在设计中应力求协调、美观。
4.2建筑室内空间的细部设计
室内设计是根据建筑物的使用性质、所处环境和相应标准,运用物质技术手段和建筑设计原理,创造功能合理、舒适优美、满足人们物质和精神生活需要的室内环境。既能够满足相应的功能要求,同时也反映了建筑风格、环境气氛和地域特征等因素。工业建筑的室内空间可以粗略的分为生产区室内设计和辅助区的室内设计。辅助区的室内设计已经和公共建筑十分类似,越来越受到人们的重视,更加注重人性关怀。因此很多企业给设计师提出同一问题,设计应该更多地关注在辅助区的室内设计中传达企业文化和艺术价值。对这类建筑来讲,空间处理主要集中在中央入口大厅和电梯厅等交通位置和内部办公空间。入口大厅及中庭空间等交通位置人流量大,同时也为使用者提供洽谈、交流的场所,所以是辅助空间建筑设计的重点。将办公、会议和休息等空间在细节上精心设计,重点处理门厅、走廊等细部共享空间,减少人们长时间工作带来的紧张感和压抑感,让工业生产的人们得到身心的放松和休息。在建筑内部插入内院、中庭、回廊、庭院等空间,可增加人们融入自然的感觉。这些空间的营造,既有建筑功能要求,又有建筑艺术要求。比如在建筑室内和室外空间上采用台地、下沉广场等微景观处理手法,起到隔声降噪的目的;在内部空间上,多引用建筑色彩学的方法,达到提升建筑品质和愉悦身心的目的。用舒适的环境提高工作的积极性,提高了企业形象。这些都是现代工业建筑新的发展方向。生产区的室内设计常常受到工业建筑的性质影响,如空间大小、温湿度、采光、隔音吸声等影响。这些建筑的室内设计首先要满足这些基本工艺要求。在满足这些基本工艺要求的基础上,工业建筑总体的室内设计更加注重简洁、明快,有利于提高工作效率和注重细节设计,体现人性关怀。从工艺设备的设计布置阶段就要考虑工人的操作和休息等因素。总之,根据具体工业建筑的自身特点,满足工艺要求,是室内空间设计的根本。另一方面,应该充分考虑人性化的特点,满足人的使用要求。同时,建筑师应该和各专业密切配合,提高建筑室内空间的艺术品质。
4.3建筑色彩
建筑的色彩受到建筑功能、地域特点、传统文化、和气候特点等因素的影响。传统工业建筑一般以灰、白等为主,注重保证安全的信息的传达。但随着人们生活水平的提高和审美提高,工业建筑色彩多注重个性的表达,采用醒目颜色,直接用金属表达,增强个性和标识性特点的建筑已经非常普遍。其色彩和公共建筑已经没有明显的界限。而当前更加注重反映高科技的特点,反映科学技术的发达,金属、玻璃、复合材料等新材料层出不穷,材料和色彩在一定程度上引领了建筑色彩的发展。工业建筑的色彩最根本的是尊重整体大的环境,融入其中,注意色彩协调搭配。随着新材料新技术的不断涌现,建筑师一方面应该在实际工程中采用创新技术,另一方面更应该关注安全、适用、绿色等因素,创作出更多具有人文精神和反映时代特点的建筑。
5结语
【关键词】现代建筑,电气设计,节能设计,方案措施
中图分类号:TU855文献标识码: A 文章编号:
一、前言
改革开放以来,我国的建筑电气能耗逐渐增大,从我国国家建筑协会的统计数据显示得出,到目前为止,我国的建筑能耗已经达到中国全国能源总体消耗百分之三十多,而且,这一比例正在逐年增长。由此可以看出,我国的建筑电气设计上存在着很多问题,设计不合理,忽视环保节能设计研究,因此造成建筑电气消耗尤为严重,进一步加重了我国经济发展面临的巨大的能源压力和环境危机。要全面贯彻落实科学发展观,贯彻落实建设生态文明的发展理念,全面促进我国社会经济生态的和谐发展,就必须从建筑电气设计中探讨出节能设计技术,减少我国建筑能耗,提高能源利用效率,缓解我国的能源压力。
二、现代建筑电气节能设计的意义和应遵循的原则
1.现代建筑电气节能设计的意义
(一)我国经济的发展面临着巨大的能源压力,建筑能耗作为最大的能源消耗主体之一,其能耗几乎占据了我国整体能耗的三分之一还多,不科学的建筑电气设计加大了能源的消耗和浪费,增添了我国能源负担。因此,加强对能源的控制,提高对各种能源的利用效率,是我国可持续发展战略必须要坚持的策略。建筑电气设计是降低建筑能耗最为关键的环节,将节能环保的设计观念贯穿到整个电气设计中来,从而推进我国建筑降低能耗的进程,促进资源节约型社会的步伐。
(二)是提高居民生活水平,生活质量的客观要求。建筑电气设计,既可以据不同的实际状况满足建筑物所有的基本功能,而且还从建筑物的照度,温度,湿度,色差色温,气流,通风等各种细节作出合理科学的设计规划,既可以减少建筑的资源能源浪费,又大大提高了居民居住的舒适度,有助于身心健康,有助于居民生活质量的提高。
2.现代建筑电气节能设计要遵循的原则
(一)要遵循相关法律规定。随着我国电力系统的完善和建筑节能设计的要求,我国政府相关部门制定了《建筑照明设计标准(GB 50034—2004)》,并于2004年12月1日起实施。《公共建筑节能设计标准(GB 50189。2005)》已于2005年7月1日起实施。因此,在进行建筑电气设计时候,要严格按《公共建筑节能设计标准》要求进行建筑节能设计,降低消耗,提高能源利用效率。
(二)要从实际情况出发,既满足建筑功能,又经济节能。要立足国情,立足本地的发展实际情况,无需过多花费投资达到节能目的,而是要通过建筑电气的合理设计,采用合适的设备材料,完善运行方式,针对建筑物不同的 处所,不同的照度,温度,湿度,色温等一系列的建筑物功能要求,采取合理的设计,做到物尽其用,避免浪费。
(三)科学严谨设计,合理严格施工。要采用先进技术,降低能耗。要通过不断的观测和实验找出建筑物容易存在的能源浪费点,在这些和建筑物功能无关的能量消耗上重点关注,采用先进的技术,采取合理的施工措施,降低细节处的浪费,做到整体的节能。
三、现代建筑电气节能设计方案探讨
1.精确严密计算。对各种电气设备的负荷能力做出严密科学测试,得到准确数据,做出精确严格的核算。计算的结果将会对电气设备的设计和安全有着重大影响,同时,严密的计算,也是可以采取经济手段的前提。
2.科学设计建筑内的配电系统。鉴于每幢建筑的不同特点,要据实际情况对低压高压,供配系统做出科学合理的设计,既可以保证整个电力系统的正常运营,又可以保证供电用电的稳定和安全。
3.照度标准在电气设计中的选择
选择照度是照明设计的重点。照度太低,会损害工作人员视力,影响产品质量和生产效率,而且不合理的高照度则浪费电力。因此,选择照度必须与所进行的视觉工作环境相适宜,按国家颁布的《建筑照明设计标准(GB 50034—2004)》选择照度。
4.选择合理的照明方式
照明方式分为:一般照明、局部照明和混合照明。在满足标准照度的条件下为节约电力,应恰当选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。
5.科学设计电气设备的开关方式
要据不同情况选用开关方式。电气设计中有很多开关方式,在不同用途的建筑中安装不同的开关控制方式,有助于减少能源的消耗,更可以方便操作使用,提高居民使用的安全稳定性。右图是电气设计中常用的一些开关控制方式,根据不同的特点,加以对比,设计安装合理的开关程控措施,有助于贯彻落实节能措施,达到降低能耗,方便生活的目的。
6.设计合理的供电线路和导线截面
根据建筑的规模、用电负荷性质及容量,使电气间位置合理的靠近用电负荷中心,减少供电半径、减少电能的损耗。据统计,照明线路的损耗约占输入电能的4%左右,影响照明线路损耗的主要是供电方式和导线截面积。
7.选择低能耗的电气设备
在对建筑用途有了深刻的了解的基础上,对照明做出科学设计,同时,使用光效高,能耗低,使用寿命较长的电气设备,同时,要保证设备的安全稳定,减少安全隐患。在设备设计过程中,可以采购一些高效节能设备,比如节能灯,这样一来,既可以保证建筑的功能完整,又可以提升居民生活质量,还大大降低了消耗,达到了节能的目的,可谓一举多得。
8.加强防护措施设计。高层建筑越来越多,且越建越高,遭到雷电的袭击概率也日益频繁,对建筑采取防雷设计,做好接地设计工作,可以有效保障整个建筑的安全性和稳定性。
9.减少电气能量损耗
(一)减少变压器的能量损耗。建筑电气对变压器的依赖性非常强,变压器在长时间的运转下造成的能耗也是相当可观的,因此在安装中最好选择合理的变压器如选用节能型变压器。综合考虑投资和设备运行费用,对负荷进行合理分配,选取容量与电力负荷相适应的变压器, 使其满负荷高效运转
(二)减少线路上的能量损耗。电气工程对线路的使用量和消耗量非常之巨,据有关统计, 线路的损耗约占输入电能的4%左右。因此设计时,在满足允许载流量运行电压损失等各种技术指标的前提下,根据建筑的规模用电负荷性质及容量,使电气位置合理的靠近用电负荷中心,另外应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面,从降低电能损耗。
四、结束语
建筑电气设计是降低建筑能耗最为关键的环节,将节能环保的设计观念贯穿到整个电气设计中来,从而推进我国建筑降低能耗的进程,促进资源节约型社会的步伐。随着科学技术的不断进步,建筑电气节能化技术设计,将会有着自动化和节能化的发展趋势,因此,我国的相关工作人员必须加强对自己综合素质的提高,更新设计理念,提高设计水平,对建筑电气设计做出合理规划,并采取合适措施,保证整个系统的政策运营,减少浪费,降低消耗,促进我国节能步伐,推进社会和谐。
参考文献:
[1]李蔚 在建筑电气设计中的节能技术措施 [期刊论文] 《电气应用》2007年5期
[2]龚国栋 浅谈建筑电气设计的节能 [期刊论文] 《浙江建筑》 -2007年1期
[3]张成明 浅谈建筑电气设计的特点及节能方案 [期刊论文] 《城市建设理论研究》 -2011年23期
[4]刘启寿 浅议建筑电气设计中的节能技术应用 [期刊论文] 《知识经济》 -2012年5期
作出分析,并从幕墙的窗墙比,遮阳,热工,材料等方面的节能设计做出深入探讨。
【关键词】建筑,玻璃幕墙,节能设计,探讨研究
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
改革开放以来,我国的建筑逐渐呈现高层次发展,越来越多的高层建筑拔地而起,施工规模的扩大,建筑行业的繁荣,也带动了各种类型的幕墙设计施工的发展,近年来,幕墙不仅广泛用于各种建筑物的外墙,还应用于各种功能的建筑内墙,如通信机房、电视演播室、航空港、大车站、体育馆、博物馆、文化中心、大酒店、大型商场等,既很大程度的满足了建筑内外的特殊需要,提高了建筑内外的环境,也产生了很好的装饰效果,但是,在现代幕墙广泛的采用并为居民创造了更为舒适的工作生活环境的同时,也造成了巨大的能源消耗,近年来,我国的幕墙能源消耗量逐渐增加,进一步加重了我国的能源压力,使得我国的经济发展和人们生活水平的提高缺乏强有力的支持。因此,加强幕墙的节能设计,已经势在必行。
二.节能型幕墙的设计原则
建筑幕墙是现代建筑最外层的围护结构,不仅仅可以增强建筑的审美价值,更可以创造出舒适的室内环境,但是,幕墙也是整个建筑体系中重要的能源消耗点之一,加强建筑幕墙的 节能设计,必须综合考虑到建筑物周边的气候自然条件,人文经济特征,科学分析周边的光线,温度等因素,在此基础上,要结合建筑整体的高度,结构特点,朝向等条件,通过科学合理的设计手段,对建筑室内的环境进行调整,使得建筑内部的温度,湿度,光线,遮阳,采光,通风,隔热等多方面的条件更适合人们的居住和工作,既满足了整个建筑的基本功能,也通过合理的设计大幅度降低了整个幕墙建筑的能源消耗。据笔者多年幕墙施工经验,幕墙的节能设计,要遵循以下几个方面的原则。
1.要严格遵守目前设计节能的各种法律法规
伴随着幕墙在建筑工程的广泛运用,我国也相继出台了一系列的法律法规,这些法律规范都是建筑幕墙节能设计必须严格遵守的标准之一。在进行建筑幕墙节能设计过程中,要从保温,隔热等多方面进行,严格遵守GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》、JGJfF151—2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》、GB/T21086—2007《建筑幕墙》等法律规范,并使得建筑幕墙的各项设计符合节能的基本要求。2.幕墙的节能设计要具有科学性
幕墙的节能设计是一项极其复杂的过程,必须综合考虑到建筑功能,性能等多方面的因素,从地理自然条件到人文经济因素,都做出全面分析,权衡。根据建筑的实际情况,科学选择幕墙的结构形式和窗墙面积比,使用节能材料,优化建筑构造,从而使得建筑主体和幕墙之间形成科学合理的统一体。
3.幕墙的节能设计要遵守适用性原则
在设计过程中,要从当地的环境因素与项目的具体实际出发,设计符合地方规定标准和国家法律规定,严格落实节能政策,严格处理好提高建筑舒适度和降低幕墙能源消耗的关系。
4.要遵守经济性原则
在建筑幕墙设计过程中,要处理好局部和整体的关系,相对于整个建筑项目而言,建筑幕墙只是其中一个部分,也是整体建筑节能设计的一个关键环节,因此,要结合整体建筑的节能设计,将幕墙的节能设计和建筑主体的节能设计统一起来,综合考虑,实现二者的统一协调。实现建筑设计的节能性能和经济成本的优化。
三.现代幕墙建筑设计中的节能设计分析
1. 建筑幕墙节能的窗墙比设计
自从GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》出台以来,建筑幕墙的窗墙比设计显得非常重要,该标准对于窗墙比小于0.7的建筑,各项节能参数可直接从该标准的表格中选取,从而对建筑的各项节能指标予以控制。如果窗墙比大于0.7,则要求按该标准4.3节的规定进行权衡判断。窗墙比是指建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)的面积与整个外墙面积的比值。窗墙比小于0.7,通俗的说就是要求建筑外墙能够采光的面积不大于外墙总面积的70%。在该标准的使用过程中,存在一些误解,有的人认为按这条标准,建筑就不能全部采用玻璃幕墙。注意,玻璃幕墙可以加内衬板和保温层,做成非透明幕墙,只要性能满足非透明幕墙的要求即可。反言之,只要非透明幕墙的面积与整个外墙面积的比值大于0.3,也就满足了窗墙比小于0.7的要求。
2.建筑幕墙节能的遮阳设计
(一)科学选择遮阳的玻璃
在遮阳节能设计过程中,遮阳玻璃的选择是其中很重要的环节,在进行遮阳玻璃的选择时候,可以综合考虑到各种遮阳系数,建筑施工点的自然气候条件,人文经济因素等多方面的条件,进行综合分析,科学选择,一般而言,镀膜玻璃、反射玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等玻璃类型都是节能设计过程中广泛运用的类型。目前广泛应用的玻璃主要是低辐射中空玻璃,其传热系数低,遮阳效果好,在不采用遮阳构件的情况下其遮阳系数也可以满足节能设计规范的要求。还有他最大的优点是通透性好,在白天可尽量减少室内照明的使用,也可以很大程度的节能能源。反射率低,对相邻建筑和行人影响小,不会造成光污染。
(二)优化遮阳构件设计
遮阳构件的设计按位置可分为外遮阳和内遮阳,外遮阳的形式可分为水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳和挡板式遮阳、幕墙遮阳板常见形式。其中水平遮阳板设计时要注意对玻璃外侧热空气散逸的处理,即遮阳板与玻璃墙面应有一定距离,遮阳板本身也应做通风处理,比如设计成倾斜百页状。垂直遮阳板最好设置可调节,可以根据太阳位置改变方向。内遮阳就是在幕墙内侧设置遮阳帘、软百页、竹帘等。
3.幕墙节能的热工设计
(一)建筑幕墙热工节能设计的发展趋向
在幕墙节能设计过程中,如果幕墙的主要用于采暖供热(适用于北方地区),那么,在设计时候要注意保温性能,力求实现温室效益,双层通风幕墙就是一种比较科学合理的发展方向。但是,如果是为了达到制冷效果(适用于南方地区),,在综合考虑到这些性能特征的同时,就要充分考虑幕墙的遮阳性能,减少太阳直射产生的热量。
(二)幕墙热工节能设计中的传热优化
进行幕墙热工设计时,必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径:一是玻璃和铝合金金属框格的传热:通过单层玻璃的热流传热,通过金属框格传热,通过玻璃的镀膜层减少辐射换热;二是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热:内表面与室内空气间的对流换热,内表面与室内环境间的辐射换热;三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热;外表面与周围空气间的对流换热,外表面与外界环境间的辐射换热,外表面与空间的各种长波辐射换热。对于明框幕墙,设计时采用断桥隔热设计,形成“断桥”,可增大热阻,减少热传导,提高幕墙的节能性能。
4.幕墙结构粘接材料的选择和使用
《公共建筑节能设计标准》4.2.10条和4.2.11条对外窗和幕墙的气密性作了较高的要求的要求。硅酮结构密封胶将建筑幕墙玻璃粘结到支撑结构上。结构硅酮密封胶既起结构粘结作用,又起幕墙密封胶作用。因此在幕墙设计中如何选用合适的结构硅酮胶产品和打胶方式对确保幕墙的气密性、安全性和耐久性是至关重要的。幕墙所用各种胶料均必须进行相容试验和性能检测,并出具试验检测报告。
四.结束语
节能环保是我国建筑行业发展的重要趋势之一,在能源危机日渐严重的今天,幕墙的能源消耗大大的增加了我国的能源负担,不利于我国社会主义和谐社会的进程,随着建筑行业的飞速发展,现代幕墙将会得到更广泛的运用,幕墙能源消耗势必会进一步增加,为了缓解我国的能源压力,在幕墙设计过程中,不断提高设计人员的综合能力和专业素质,在综合考虑到施工地点的自然环境,人文经济等多方面的因素的基础上,从整个建筑构件的设计,连接和建筑的热工,保温等各个方面做出科学是设计,使得现代幕墙既可以满足节能需要,又可以创造出独特的建筑风格,实现实用价值和美学价值的统一,为国家经济的发展和人们生活质量的改善注入新的活力。
参考文献:
[1] 傅春林 现代幕墙建筑设计中的节能设计探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年3期
[2] 刘定嘉 建筑设计中的幕墙节能设计 [期刊论文] 《科技风》 -2009年17期
[3] 林锡护 浅析现代建筑玻璃幕墙中的节能设计 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年5期
[4] 张艳平 幕墙设计当中的节能设计 [期刊论文] 《中国科技纵横》 -2010年8期
[5] 邢杰 关于玻璃幕墙节能设计的一些思考 [期刊论文] 《中国科技信息》 -2012年5期
关键词:现代建筑;绿色节能;关键因素
引言
在我国和谐社会的构建中,不但注重社会政治、经济、文化体系的全面建设和发展,而且强调环保节能理念在社会发展中的进一步应用。我国建筑行业普遍存在的能源浪费问题逐渐得到各界的关注,而且成为现代社会的焦点问题之一。在我国现代房屋建筑的发展中,节能施工技术的应用不但有效解决了行业内严重能源浪费问题,而且促进了我国建筑行业的科学、可持续发展。虽然国内建筑行业加强了对于节能施工技术的理论研究和实践应用,但是在国内现阶段的节能施工技术应用中,仍然普遍存在难以把握技术要点的问题,这也是阻碍我国建筑行业技术发展的关键因素,必须及时得到改善与处理。
一、对于绿色节能的主要概述
1.绿色建筑的节能设计本身就是较为复杂的一项工作,它所涉及的范围比较广,包括生态技术、生物技术、人文精神、能源策略以及对生态环境的保护等方面。这些方面都与社会经济有着直接的必然关系,从而也促进了生态产业以及经济循环等方面的持续发展。所以,在当今的建筑设计中,它是具有综合性的一项设计工作。现代建筑的绿色节能设计要解决的主要问题就是建筑物与居住环境二者之间的关系。因此,在进行设计时,必须要以建筑设计作为主导思想,同时也应合理地协调好城市生态问题、景观生态问题、自然资源问题等,也应对结构、环境、材料、热能、生物等方面进行综合的分析研究,在研究的同时也开辟绿色节能设计的新领域。
2.对于降低污染以及对环境的保护,作为建筑行业应重视节能、节约用地、节水以及节约材料等方面的重要工作。因此,在建筑行业当中,降低污染、保护环境,从而更好地合理利用资源是绿色节能的关键因素;而减少浪费、降低污染才是对环境保护的有利措施。
3.建筑设备设计应综合考虑
建筑设备之间的热量有时起到节能作用,但是有时候则是冷热抵消。如夏季照明设备所散发的能量将直接转化为房间热扰,消耗更多冷量。而冬天的照明设备所散发的热量将增加室内温度,减少供热量。所以,在满足合理的照度下,宜采用光通量高的节能灯,并能达到冬夏季节能要求的照明灯具。
二、有关节能设计的关键因素
1.提高隔热与保温的主要性能
(1)对于建筑物的围护结构首先要具备的就是保温效能。由于在建筑的外墙耗能当中它可以达到40%左右,因此必须要提高它的隔热与保温效能,这对提高节能减排效率具有重要的意义。由于在不同国家和与不同地区当中存在着一定的气候差异,所以对建筑的围护结构在传热效能方面也会存在不同的要求。如果在较为寒冷的区域,建筑的护结构应具有较小的传热系数,所以就要利用导热系数较小的隔热材料,进而改善建筑的热环境。同时,也应根据建筑结构的位置以及材料的不同,可以利用不同的保温技术,而在这其中最为有效且最简单的就是外墙的保温技术。外墙围护的保温不等于隔热,隔热的主要作用还是为减缓在外墙围护结构当中所吸收的热量向室内传递的速度。一般建筑如果可以达到自然通风,那么外墙隔热系统主要就是为了保温。因此,作为护结构必须要具有相当的时延,从而可以维持表面温度在较低的情况下,也能有效地降低室内的热量。例如,可以在建筑的防热表面利用平滑的浅色装饰材料,或者应用可以吸收太阳辐射率较小的材料。一般来说,屋面的能耗会占到墙体能耗相当的比例,所以,必须要重视墙体保温隔热的性能。
(2)由于太阳能是一种洁净天然并且可再生的能源,所以在现代建筑设计当中有着广泛的应用。在高速的经济发展当中,电力、煤矿、石油等方面的供应已经随着需求量的增大变得日益紧张,这也推动了太阳能技术的发展,在一定程度上解决了目前能源紧张的问题。太阳能产品的制造技术已经越来越成熟,得到广大消费者的认可,所以太阳能技术应该具有很大的经济效益。然而,由于目前我国的太阳能产品是以零散的应用与安装为主,所以存在着很多的问题。为了可以更好地解决这些问题,就必须把太阳能技术归纳到建筑的绿色节能设计当中,更加积极地提高太阳能产品的应用率,从而在一定程度上解决我国能源紧张的问题,也将促进建筑节能设计的发展。
2.利用自然通风
在一般的建筑当中,自然通风主要是通过气流传热,而空气流动主要通过建筑物的窗、门等开口位置所具有的空气压力差传热。出现空气压力差的因素主要体现在两方面,一方面就是风压的作用,另一方面就是热压的作用。热压一般是取决室内外的空气温差,也就是空气的容重差以及高度差。解决热压现象主要可以根据合理的空间布局、合理设计门窗等方法,同时,在建筑的设计当中必须要设置相当数量高窗与低窗结合,从而可以提高进出口的高差,当热空气有所上升时,则由高窗进行排出,而凉风则会进入室内,从而发挥出烟囱效应。但是,当设计中应用烟囱效应时,则必须要把天井设计在其中,或是在楼梯间以及走廊的屋顶设置一个排风的天窗等,从而也可以增加自然通风量。
3.对室内的布局设计
(1)由于对室内房间的合理布局总体上利于室内的自然通风与采光,但因在建筑面积、体形系数以及建筑节地等方面有所限制,所以,不是每个房间都具有良好的通风与采光条件。我国的建筑节能计算主要是通过建筑进行研究的,所以在不同的房间里所应用的性质以及应用的时间也有所不同,此外,对室内的舒适要求也会存在一定的差异。因此,在设计布局时,必须要确立先后的顺序,也就是先从起居室再到主卧室、次卧室以及工作室,最后才是厨房、卫生间。
(2)由于门窗设计是建筑围护隔热、保温以及节能中最为薄弱的一个环节,所以增加建筑材料玻璃在热工方面的性能,其主要目的就是为了控制窗表面的温度,防止夏季过高而冬季又会较低的现象。对于门窗洞口的设置一方面要增加室内面积的合理布置从而提高利用率,另一方面也应考虑到穿堂风,防止出现口袋屋式的布局设计。
(3)设置厨房与卫生间的排风口时,必须要全面考虑到主导风向以及对邻室的影响作用,从而防止出现油烟的污染以及发生强风的倒灌现象。
(4)在进行设计时,必须要正对进风口和出风口的位置,防止出现通风的流线转折,从而提高房间的通风率。如果进风口与出风口具有较大的面积时,则会利于增加通风量。
结束语
综上所述,我国建筑正处于起步阶段,有待于每一个建筑师结合现代技术及绿色环保观念,继承发扬独特的地域文化传统,设计出既能与环境共存,又能改善人类生活的绿色建筑。对人居环境的探讨,一直以来都是建筑界所关注的热点问题,人们在建筑节能方面已经取得了很大成效。
参考文献:
[1] 张承;面向建筑设计过程的能耗模拟分析――采暖地区居住建筑节能设计程序的开发[D];西安建筑科技大学;2003年
[2] 朴在林;李泉海;孙国凯;张文基;倪云枭;;农村住宅绿色建筑关键技术的集成与应用研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
【论文摘要】在夏热冬冷地区(以湖南地区为例)建筑设计中综合考虑建筑节能与建筑噪声的一些技术手段,对建筑节能与建筑噪声控制的实践操作有积极的现实意义和实用价值。
0.前言
在全世界总的能源消耗中,建筑能耗约占25%~40%。近年来,我国的建筑节能工作已进入全面实施阶段,随着一系列关于建筑节能的国家法规及地方标准的颁布和实施,整个建筑行业从业人员不仅从观念上对建筑节能有了一定的重视,而且在具体工作中取得了一定成果。使建筑节能在理论研究和实践操作上均获得了一定效果。但是,与世界发达国家相比,还有相当大的差距。关于建筑节能,我们尚有许多工作要做。
本文试浅谈在夏热冬冷地区建筑设计中综合考虑建筑节能与建筑噪声的一些技术手段,借此对建筑节能与建筑噪声控制的实践操作产生积极的现实意义和实用价值。
1.从理论上谈谈建筑节能与建筑噪声控制的原理和措施
节能方面,不论从冬季保温还是夏季隔热方面,建筑能耗构成主要是通过围护结构(墙、屋顶、楼板、门和窗)的传热及空气渗透。关于围护结构的传热,与围护结构的传热系数(K[W/m2?K])紧密相关,而解决空气渗透在于增强建筑的密闭性,密闭主要是在门窗这一块,门窗要有很好的气密性。噪声控制方面,主要考虑建筑围护结构的隔声,为使所设计建筑达到允许的噪声标准,必须使围护结构具有足够的隔声性能,以防止来自外界的噪声干扰。
因此,在建筑围护结构中采用传热系数较低而又可提高围护结构隔声量的材料(例如离心玻璃棉等)或构造,可取得节能和隔声两方面的效果。另一方面,虽然增强窗的气密性与减少围护结构的孔洞、缝隙面积是不同的概念,但是,对建筑密闭性的要求使其在构造上具有某些相近的措施。
2.可综合考虑节能和隔声的围护结构
可综合考虑节能和隔声的围护结构主要有外墙,外门、窗等,下面谈谈在这些围护结构的构造和材料的选取上具体如何兼顾节能和隔声。
2.1外墙
现阶段南方地区建筑外墙以240厚粘土空心砖为主,分层增加约20~60厚膨胀聚苯板或聚苯颗粒保温砂浆等材料形成外墙保温构造以满足整个建筑节能设计要求。而砖墙本身面密度大,隔声较好,240厚砖墙双面抹灰的计权隔声量达到54.5dB,完全能满足建筑隔声要求。但建筑外墙有提倡使用加气混凝土砌块的趋势,这种材料虽导热系数较低,约0.2~0.3,可很大程度上降低墙体传热系数。但其隔声性能不如砖墙,200厚加气混凝土墙双面抹灰的计权隔声量为44.5dB,这与其面密度有关(质量定律)。此时,若只采用200或240厚加气混凝土砌块外墙自保温则可能在某些情况下难以达到隔声要求,须采取增加其他材料或设空气层等构造措施来提高隔声量。在设计中应注意此类情况。
2.2门窗
2.2.1外窗
(1)窗墙比
不同朝向的窗墙比的大小对能耗有很大影响(由于外窗的传热系数一般来说比外墙小很多,影响外围护结构的综合传热)。随着窗墙面积比的增大,外窗的传热系数要求更小,以达到相近的节能效果。不同朝向、不同平均窗墙面积比的外窗传热系数不同。
同样,窗墙比对外围护结构的综合隔声能力也是有很大影响的。窗户的隔声性能不好,如果窗户的面积不大,隔声性能与窗面积大、隔声性能非常好的窗几乎差不多,由此可见,在适当范围内减小窗墙比可使节能和隔声均更易满足要求。
(2)窗体材料
节能方面,湖南地区窗框材料木、塑料、断热铝合金优于钢、铝合金。 转贴于
但木、塑料非现代建筑所青睐,断热铝合金由于造价较高,使得铝合金成为应用最为广泛的窗框材料,同时采用复合层玻璃(如中空玻璃窗)等方法提高窗的节能效果。
隔声方面,同济大学声学研究所对于不同的窗框材料的隔声性能做了测试,可从其实测结果得出结论:铝合金窗框与塑钢窗框在1KHz以下,两者隔声量基本接近,但铝合金窗框在中高频隔声性能优于塑钢窗。而关于玻璃,我们知道可以单纯增加玻璃厚度来提高隔声量。但在实际应用中,往往使用复合层玻璃来替代,可以取得窗扇重量大为减轻的优点。在随复合层玻璃的变化,隔声性能的数据对比中,可以得出一个很有实用意义的结果,即在玻璃+空气层+玻璃的复合层中,单层玻璃的厚度宜控制在4~6mm,空气层厚度约在10mm左右。经过对比,若节能设计时的采取相近的中空玻璃参数,可以取得节能和隔声两方面的效果。
(3)双层窗
双层窗对节能和隔声都有利,双窗的间距受到建筑物外墙厚度的限制,可供采用的间距一般为10cm左右。双窗间隔10cm的计权隔声量为33dB。在双窗间隔作吸声处理后,其隔声量达36dB。隔声效果较好,而双层普通玻璃窗的节能效果从造价来说,双层窗的工程造价约为复合玻璃窗的50%。
2.2.2住宅外门及阳台门
住宅外门及阳台门在节能设计中可采用多功能户门(具有保温、隔声、防盗等功能)及夹板门等。夹板门一般中间填充玻璃棉或矿棉等作为保温材料,而玻璃棉或矿棉等同时也是吸声材料,节能设计中应用较多的如:双层金属门板,中间填充15mm厚玻璃棉板,可考虑适当增加填充厚度来提高隔声量。而门的密缝处理对于门的隔声也有很大影响,在防止空气渗透上也能起一定作用。
3.建筑绿化
建筑绿化在节能上的含义及作用已是众所周知的,而利用绿化减弱噪声,也是常用的噪声控制方法。
3.1节能方面,绿化可以调节温度,尤其是降低夏季温度,树木枝叶形成浓荫可以遮挡太阳辐射和地面、墙面和相邻物的反射热。经过测试,夏季林地及草坪的气温与普通场地气温比较,平均降温值约为2.5~3℃。而西墙外有绿化的房间的室温低于无绿化的房间约3℃,同时在11~16时段内的升温速率有绿化房间也明显优于无绿化房间。不同的建筑绿化布置方法对节能均能起到一定效果。如:临街绿化,楼间绿化,楼旁绿化,建筑本体绿化等。
3.2减噪方面,在噪声源与建筑之间的大片草坪或是种植由高大常绿乔木与灌木组成的足够宽度且浓密的绿化带,是减弱噪声干扰的措施之一。在道路边设置1.8~2.4m宽的灌木绿带+6m宽的大乔木绿带,其隔声量可达8~10 dB。
南方植物基本属于常绿植物,以香樟最为常见,香樟属于常绿乔木,一般来说,可形成浓密的树冠及浓荫,在建筑绿化中以香樟与灌木绿带的结合布置较为普遍,设计得当,在节能与减噪方面均能产生效果和作用。■
参考文献
[1]柳孝图.建筑物理.中国建筑工业出版社,2000.
关键词:建筑材料;建筑节能;作用
前言:节能降耗为全社会所面临的非常重要的任务。就建筑产业来说,其占用大量的土地,消耗大量的能源,自然资源以及使用中的长期耗费竟然达到国家总能耗40%到50%。到2020年中国的城镇将会新建40到50亿平方米的建筑,但是新建的建筑将会严格的执行节能的标准。国家鼓励新型的建筑材料研发以及生产,还要建设出具有一定地域特色节能环保的建筑。
一、建筑材料在建筑节能上的作用
1.建筑在节能方面的重要性
能源以及环境问题逐渐的成为了关系着民生重要的课题,能源消耗将会对环境造成污染,在以前的建筑当中,设计者以及建设者都是注重于建筑的外观以及性能,然而在能源消耗方面没有引起足够的关注,造成了当前能源消耗非常大,环境严重污染等一些问题。在节能方面,现有建筑中94%属于高能耗建筑,新建建筑仅20%达到节能标准,特别是普通住宅单位面积能耗为发达国家的3倍。为此当前无论是从政府的导向到建设方方面的设计建设都务必将建筑的节能减排规划到重点关注的对象当中,建筑节能将会是未来在建筑行业发展的一个新的方向。
2.建筑节能的使用
建筑围护结构在建筑节能中起重要的作用,在建筑节能设计标准中规定的节能50%的目标,其分配方式是建筑物承担30%,系统承担20%。为此,使用节能型的建筑材料便是房屋建筑进行节能减排的关键所在,使用节能建材不仅能够达到保护环境,降低能耗的作用,同时还可提高建筑自身的噪音、性能、隔热保温性能,改善人们工作生活的环境。
二、建筑材料在建筑节能上的应用
1.用于复合形式墙体的墙体材料
(1)内保温复合外墙
内保温复合墙体即在外墙内侧(室内)粘贴保温材料。内保温复合外墙包括:增强水泥聚苯板内保温、增强石膏板复合聚苯板内保温、纸面石膏板复合聚苯板内保温、充气石膏板内保温、水泥聚苯板内保温、钢丝网架聚苯板内保温、保温砂浆内保温等几种形式。内保温具有投资少、施工简便、构造相对简单等优点。
(2)夹芯保温复合外墙
夹心保温复合墙体把保温材料(聚苯板)放在墙体中间形成夹心墙,这样有利于发挥墙体材料本身对外界环境的防护作用,从而降低造价。例如在砖砌体、砌块或钢筋混凝土墙体中间安设岩棉、矿棉板、聚苯板、玻璃棉板或植入散状膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等,又或不填材料做成空气层,则都具有良好的保温效果。
(3)外保温复合外墙
外墙外保温的构造是在主体墙结构外侧用粘接材料固定一层保温材料,并在保温材料的外侧抹砂浆或作其他保护装饰。目前主要有聚苯板保温砂浆外墙保温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种外保温形式。外保温复合外墙包括:纤维增强聚苯板外保温、引进美国专威特体系外保温、钢丝网架聚苯板外保温(外挂的、现浇的)、喷涂聚氨酯外保温、聚苯颗粒浆料外保温、坚壳珍珠岩块外保温、建筑模网混凝土结构外保温等几种形式。实践证明,采用外墙内保温技术,建筑节能率达到15%~25%;采用一般的外墙外保温隔热技术,建筑节能率可达到45%~55%;采用完善的建筑外墙外保温节能体系,建筑节能率可到达55%~65%。
2.相变材料
相变材料(简称为PCM)指的是随着温度的变化而改变自己形态且可以提供潜热的物质,相变材料在改变温度的这一过程称之为相变过程,这个过程便是相变材料从固态转变为液态或者是由液态转变为固态的过程,在这个过程当中就会吸收以及释放热能。相变材料是在20世纪80年代得到了应用,建筑方面主要是利用它来吸释放和吸收热能的功能。科学技术不断的发展,PCM的材料技术同样也得到非常大的发展,同普通的建筑材料如砂石混凝土、水泥板等通过了一定的技术手段以及施工工艺所复合到一起,它所具有热能储存的作用在建筑结构当中得到广泛的应用。在早期相变的材料研究当中,主要是对于无机水合盐方面的研究,由于这种材料较为便宜,且非常容易生产出来,但是这种材料它本身所表现出来的严重过冷与析出的特性,让其储能性能不能满足人们的需求,且在相变的过程当中温度在很大的范围内波动,这边就不适合在人类居住环境中来使用。尽管通过了科研人员不断的努力,过冷以及析出的问题得到了一定程度的改善,且解决一些较为关键的问题,但是在建筑材料的领域还是没能得到广泛的应用,较大的降低了相变材料的利用率。为了可以体现相变材料在建筑节能上的作用,科研人员也找到了一种拥有低挥发性的无机材料,它在价格方面较高于其他的材料,单位储能上面表现也很一般,但这种材料具有较为稳定的物理及化学性能,在热行为上面也表现较好,在相变温度上面的可调性让相变材料在建筑行业内占有非常重要的地位,并且得到了广泛的使用。
3.节能玻璃
(1)中空/真空玻璃
中空玻璃由于在两片玻璃之间形成了一定厚度并被限制了流动的空气或其它气体层,从而减少了玻璃的对流传热和传导传热,因此具有相对较好的隔热能力。同时中空玻璃的单片可以采用镀膜玻璃和其他节能玻璃,这样就将这些玻璃的优点都集中到中空玻璃上,也就是说中空玻璃可以集本身和其他节能玻璃的优点于一身,从而发挥更好的节能作用。
真空玻璃是目前节能效果最好的玻璃,它是将密封的两片玻璃之间抽成真空,从而使玻璃与玻璃之间的传导热接近于零,同时真空玻璃的单片一般至少有一片是低辐射玻璃。低辐射玻璃可以减少辐射传热,这样通过真空玻璃的对流传热、辐射传热和传导传热都很少,节能效果非常好。
(2)热反射玻璃
热反射玻璃是对太阳光具有较高的反射比和较低的总透射比,可较好地隔绝太阳辐射能,并对可见光具有较高透射比的一种节能玻璃。热反射玻璃的较高反射比是通过磁控真空溅射、电浮法、真空离子镀膜、溶胶凝胶等在玻璃表面镀敷或离子交换形成一层极薄的金、银、铝、铜、铬、镍、铁等金属或金属氧化物膜来实现的,因此也称为镀膜玻璃。镀膜玻璃是更为广泛的概念,因为改变膜层的组成和结构,既可制成热反射玻璃,也可形成吸热玻璃和其他品种的玻璃(如低辐射玻璃、减反射玻璃等)。
(3)吸热玻璃
吸热玻璃指既能吸收大量红外线辐射,又能保持良好可见透光率的一类平板玻璃。
(4)双层玻璃
在原有的玻璃上面再加一层较为普通玻璃同样也能够起到节能的效果。
结语
综上所述,建筑材料为建筑节能的关键所在,在随着人们对于建筑节能环保方面的重视,节能建筑材料在房屋的建设以及改造当中将会得到大力的推广及普及,这将会为我们的工作以及生活带来非常大的影响,为能源的节约以及环保做出重要的贡献。
参考文献:
[1]苏亚娟.建筑节能材料的发展与应用[期刊论文]《城市建设理论研究(电子版)》.2013年
关键词:传统;低碳建筑;创新应用
在经济建设上,水泥是一种很重要的材料,也是我们国家国民经济关键的基础产业。水泥是在普通硅酸盐水泥里按比例和一定的加工程序加入其他物质以达到特殊效果,如矿渣水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等等。这些水泥的原料就比原来的普通硅酸盐水泥要多一些活性混合材料或非活性混合材料。由于水泥工业迅速发展,从而很大力度的对我国社会的经济建设进行支持。但是水泥这个传统的工业部门有着很明显高能耗、高污染与资源的性质。该工业的传统生产与发展的模式,让能源资源都很难连续,也给生态环境带来了极其大的危害。所以水泥产业的发展也要选择低碳,促进水泥产业的低碳生产技术的研究开发,大幅度的减少排放量,完成先进工业,绿色制造是迫在眉睫的任务。这些年最流行的设计话题就是传统和现在,传统的材料和目前的建筑在样式上的结合是现在热点。二十一世纪的现在科学和技术的迅猛发展,伴随着新的材料研制,传统的材料将面临很大挑战,传统建材无法再和传统的建筑道路吻合,需要的是和新的建筑结合起来了。传统的材料和目前的建筑的形式的结合不仅可以给建筑添上一层独有的风采,还给新材料的发展提供了平台。
1新一代建筑风格解析
现代新的建筑风格,是在现代的功能主义和机器的美学理论基础上产生,主要的人物代表有赖特、密斯凡、德罗、格罗皮、乌斯、勒柯布、西耶等人。现代主义其设计风格重点在室内装饰等结合风格和结构上的统一反对利用传统的风格,重点是功能。二十一世纪的今天,现代的建筑风格跟社会的迅速发展相符合。但是由于现代的建筑拒绝使用传统水泥材料,这使得现代的建筑出现停滞。传统水泥材料在传统的建筑的方面有它特有的优势,所以把传统水泥材料用到现在的建设中是很必要的。
2传统水泥材料在现代建筑设计中的应用
传统水泥材料主要就是普通硅酸盐水泥、掺混合材料的硅酸盐水泥和特殊水泥。强度,加工简单,美丽外观的木料以及瓦料。这些都给传统的建筑物留下了不可磨灭的一笔。若传统水泥材料仍局限于传统建筑上面,这样会严重妨碍到自身的发展和存活。传统水泥材料沉淀着历史,可以给现在的建筑带来生命力。
2.1给现代建筑添加审美文化价值
建筑重要的媒介就是材料,不一样的建材有着不一样的感受。当今到处都是各式的高楼,我们现在的住房和工作地都是这样的建筑,导致质朴纯真审美的消失。传统建材在设计上有着特有的审美文化价值,给建筑物本身也添加了质朴的纯真,现代的人们也正是爱着这一份纯真。
2.2给现代建筑添加历史文化底蕴
上海世博会上,水泥竹子被越南馆充分作为传统建材。作为越南传统水泥材料竹子,它不仅仅有特有的地方性,还有浓厚的历史与文化意蕴。十三到十四世纪的时候陈朝的建筑主要的建材就是竹,这些反映出越南的特有审美理念。越南的现在,其生活的各个方面也都充满着竹子的身影,因为这是他们民族的典型特色。在上海世博会上越南馆里面的波浪形状竹子,不仅造型优美,还体现了现在保护环境的理念。观赏的人一进越馆就能深深的感受到一种特有的意蕴和历史内涵。充分感受到越馆的人文的气息和越南的文化的精髓———和谐与自然。
3传统建材应用于现代建筑的形式
3.1结合新材料
传统建材也不都是不和新的材料结合。新的建材出现其自身也给当今的建筑提供了新发展的空间,若只是把传统水泥材料融于现在的建筑里面的话,当今的建筑就会停止前进,没有创新。所以当今的建筑应该把传统的材料和新的材料融于一起,共创美好的建筑和设计的崭新局面。
3.2结合新技术
传统水泥材料像石子等都是有着环保功能的,利用这些传统水泥材料可以更好的展现出今天的环境与保护理念。然而传统建材不结实易损坏,所以就要和新的技术相结合充分发挥优势。
3.3结合新工艺
传统建材的自身不是不能改变的,它应该和新工艺相结合共创新的局面。在新工艺下,传统水泥材料无论是在光泽还是色彩的方面都有着特有韵味。例如在上海世界博览会上的西班牙展览馆里面建筑师们独具匠心的把一整个的建筑都裹上了柳枝。详细的建筑进程里建筑师们充分的把藤编的工艺与拼接与外墙的组合展现出来,这样一个编藤的展览馆就诞生了。远远的望去,仿佛是个跌宕起伏,圆滑灵动的庞大的编藤艺术品。
3.4混凝土节能材料的发展与应用
混凝土是水泥一种新型的表现,归于传统建筑材料范畴。建筑节能材料的发展也是一种绿色建筑节能材料,该绿色建筑节能材料的使用可以帮助建筑实现绿色化的建材原料不足的问题,利用绿色混凝土与绿色达标的水泥一起搅拌、加工,形成整体性的加工材料。在混凝土的建筑节能材料不断发展的过程中,首先,要积极研发和推广高性能混凝土。它是利用制成的,其中最重要的特点是耐久性现代高科技方法,并且可能不会出现在材料质量退化或时间比较长,不仅具有良好的耐久性,而且节能和环保。它还增加使用超高性能混凝土突出的强度和耐久性的优势更多的工业废料天晴外加剂,水泥熟料节约,具体的可以减少74%,减少32%的水泥,从而减少造成对环境的污染。二是积极推进商品混凝土。许多建筑工地使用的网站具体的混合方法,不仅可以占用施工现场,相当多的人力和资源的一部分,但也无法有效地监督生产质量管理。所以,要积极推广商品混凝土的应用,这样就可改善以上不足,并且能减少污水、粉尘等对空气与环境所造成的污染。目前,商品混凝土还不能得到很好的普及与应用的关键就是价格偏高,所以要想加快混凝土的绿色步伐,就得进行科技创新,提高生产效率,降低商品混凝土的生产成本。
4总结
建筑与设计师个性上的追求通过建材展示出来。当今出现的新的材料、新的技术给现代的建筑物的设计提供了崭新的平台,与此同时,也给传统水泥材料增加加了挑战性。在材料与技术高速发展的当今,传统的材料要想生存,就必须同步进化,和新的材料和技术相互融合,共同打造当今建筑和设计的美,创造出丰富的人性和个性化的多元的建筑。
参考文献
[1]何苗.传统的建筑材料演绎下的现代建筑山[J].中外建筑,2005.
[2]萧蕾.传统建筑材料与现代建筑表现力[D].华南理工大学硕士学位论文,2001.
[3]肯尼斯•弗兰姆普敦著,张钦楠等译.《现代建筑:一部批判的历史》,三联书店,2004年版.
关键词:玻璃幕墙;建筑节能;通风式玻璃幕墙
Abstract: the present construction of glass curtain wall design application is more widely. Especially through new glass curtain wall process structures the application of the traditional glass curtain wall is optimized. Effectively reduce the energy consumption of the glass curtain wall, make the ventilation type glass curtain wall in the architectural design of the application of the more extensive.
Keywords: glass curtain wall; Building energy efficiency; Ventilation type glass curtain wall
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
引言:建筑节能成为世界建筑界共同关注的问题。建筑护结构的热工性能直接影响建筑能耗,玻璃幕墙是现代建筑较多采用的护结构之一,它不仅实现了建筑护结构中墙体与门窗的合二为一,而且把建筑围护结构的使用功能与装饰功能巧妙地融为一体,使建筑更具现代感和装饰艺术性。
一、玻璃幕墙的应用及节能
为了视觉效果和美学的追求,建筑师都希望增加建筑护结构的玻璃比例。这样就出现了玻璃幕墙,它不仅实现了建筑护结构中墙体与门窗的合二为一,而且把建筑围护结构的使用功能与装饰功能巧妙地融为一体,使建筑更具现代感和装饰艺术性。玻璃幕墙的这种良好特性,使它一经问世就得到人们的重视和青睐。我国从上世纪80年代初开始引入玻璃幕墙,经过20多年的发展,玻璃幕墙在全国各地的建筑,特别是在一些地区的标志性公共建筑中已经使用的相当多了。香港的中环广场,上海的金茂大厦、锦江大厦,北京的西单国际大厦等都采用了大面积的玻璃幕墙。据不完全统计,上海目前约有8层以上玻璃幕墙建筑1300多幢,幕墙总面积超过1000万m2。我国每年有600多万平方米的幕墙投入使用,并以10%的速度继续增长瞳1。而大面积玻璃幕墙在提供良好采光的同时却又带来了采暖与制冷能耗高的隐患,这是建筑能耗的一个薄弱环节。因此,研究玻璃幕墙的节能设计对建筑节能工作的开展有重要意义。
二、通风式玻璃幕墙的结构原理
通风式玻璃幕墙主要由一个单层玻璃幕墙和一个双层玻璃幕墙组成。在两个玻璃幕墙之间有一个通风夹层,在通风夹层上下两端有进风和排风设施。从原理上讲,通风玻璃幕墙采用“烟囱效应”和“温室效应”的原理。冬季,内外两层幕墙中间的通风夹层由于阳光的照射温度升高,像个温室。这样提高了内侧玻璃幕墙的外表面温度,减少室内的热量辐射,降低了建筑物采暖的运行成本:夏季,通风夹层内的温度很高,可以打开夹层上下两端的进风和排风设施,在通风夹层内形成热烟囱效应气流,夹层内运动的气流带走夹层内的热量,可以降低内侧玻璃幕墙的外表面温度,减少空调制冷负荷,节约能量。据统计,通风式玻璃幕墙与传统的普通玻璃幕墙相比,采暖季节节约能源42%~52%,制冷季节节约能源38%~60%。
如果将外层玻璃幕墙设计制作成封闭式,内侧玻璃幕墙设计制作成开启式,使夹层内上下两端进排风口的调节在基层内形成负压,利用内层玻璃幕墙两侧的压差和开启的窗扇可以在建筑物室内形成气流,进行通风,有效改善室内的空气质量,提高室内卫生品质。通风式玻璃幕墙利用两层玻璃幕墙和通风夹层,还可以大大提高建筑的隔音效果。
三.通风式幕墙与传统的单层幕墙相比有如下突出的优点
1)从原理上,通风式幕墙采用“烟囱效应”及“温室效应”的原理,是从幕墙的功能上解决节能问题:而单层幕墙仅仅只是通过材料本身的特性来达到一定的节能效果。
2)从环保上,通风式幕墙由于其功能解决节能,外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃,可最大限度地减少玻璃反射带来的不良影响“光污染”:而单层玻璃幕墙为保证室内外效果与节能的考虑,玻璃般选用有一定反射功能的镀膜玻璃。
3)从节能上,通风式幕墙上换气层的作用,比单层幕墙节能约50%,是解决建筑节能的一个新的方向。
4)从使用上,换气层的出现,使通风式幕墙夏季节省制冷费用,冬季叫节省取暖费用。同时遮阳百叶置于换气层,能有效地防止日晒而不影响立面效果。
四、通风式幕墙根据通风层的结构不同叫分为“内呼吸玻璃幕墙是双层通风幕墙”和“外呼吸玻璃幕墙是双层通风幕墙”两种。
内呼吸玻璃幕墙是双层通风幕墙的一种,其基本特征是在幕墙上部设置排风机,从底部的迸风口引入室内回风,在幕墙内产生由下向上的空气流动,通过热交换,从上部排风口排出热量,同时在幕墙内设置百叶,减少太阳辐射热的影响,降低围护结构的热损失,提高节能效果采用双层通风幕墙的最直接效果是节能,同时也可以提高室内的热舒适度和空气品质,其隔声效果显著。内通风玻璃幕墙结构示意图见图1-1
外通呼吸璃幕墙是双层通风幕墙的另外一种,其基本特征是在外层玻璃幕墙上下两端设有进风和排风装置,与热通道连接。冬天由于阳光的照射,热通道内的空气温度像一个温室,可以提高内侧幕墙的外表面温度,减少建筑物采暖运行的费用。夏天热通道内温度升高,这时打开热通道上下两端的进排风口,在热通道内由于“烟囱”效应产生气流,气流运动带走通道内的热量,降低内侧幕墙外表面温度,减少空调负荷量,节省能源。此外,敞开式外通风幕墙也可以根据需要而在热通道内设置可以调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘,有效的调节阳光的照射。内通风玻璃幕墙结构示意图见图1-2
呼吸式幕墙根据空气腔的几何类型可以分成以下四类:
1)窗盒式:这种类型是横向、纵向分割把幕墙分成了很小并且独立的盒子。
2)竖井式:这种类型幕墙中设置了一系列的窗盒组件。这些窗盒通过固定在幕墙中的嚷井相连。这些竖井可以使烟囱效应得到加强。
3)走廊式:由于隔卢、安全和通风的原因,进行了水平的分区。
4)整体式:幕墙中不存在水平或垂直分区。空气腔通风是由空气腔底部和顶部附近的大的开启实现的。
结束语:
近年来,我国建筑行业迅猛发展,建筑节能也得到了高度重视,节能战略对建筑节能提出了明确的要求。通风式玻璃幕墙虽然在前期投资上成本要高于普通玻璃幕墙,但对长期的运行开支来讲是能够抵消初期投资的。同时对室内空气质量的提高所带来的效益是巨大的。通风式玻璃幕墙技术的成熟为玻璃幕墙的发展提供了新的途径,对这一新技术的应用,建筑师们任重而道远,通过不懈的努力,玻璃幕墙技术的发展一定能够翻开更加崭新的一页。
参考文献:
[1]宋德萱.能建筑殴计与技术.上海:同济人学出版社,2003.
[2]熊建明.玻璃幕墙建筑节能技术分析及其经济评价.新型建筑材料.2000(9):15---17.
【关键词】土木工程;土木建筑;建筑节能;建筑节能重要性
中图分类号:TU201文献标识码: A
目前,能源问题受到世界各国的普遍关注,已被列为人类面临的四大生存问题之一。而在全世界的能源消耗中,无论是发达国家还是发展中国家,建筑能耗在总能耗中所占的比重是很大的,约占25%~40%,建筑节能已经成为节能的重点。能源是现代经济建设的基本物质基础.然而现有主要能源的枯竭,却是人类要面临的问题。如何有效利用现有能源、节能降耗是解决这一问题的两大关键。
1 建筑节能的概念及意义
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。所谓建筑节能,就是满足居住舒适性要求的前提下,建筑中采用隔热保温的新型墙体材料和高能效比的采暖空调设备,达到节约动力、降低能耗、提升能源利用效率之目的。据不完全统计,我国建筑耗能量已占社会总耗能的30%。随着我国城市化进程的不断推动、城镇经济的高速发展以及人民生活质量的不断提高,专家们预言:如不及时地对建筑能耗方面进行有效管控,这个比例将火速地上升到40%以上。由此可见,建筑节能迫不及待,应将其置于设计施工任务的重要位置。
由于中国是一个发展中国家,人口众多,人均资源占有量相对匾乏。人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源只有世界人均占有量的1/4,已探明的煤炭储量只占世界储量的11%,原油占2.4%。每年新建建筑使用的实心粘土砖,其用料相当于毁掉良田12万亩。物耗水平相对发达国家,钢材高出10%--25%,每立方米混凝土多用水泥80公斤,污水回用率仅为25%。国民经济要实现可持续发展,推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。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。在建筑中积极提高能源使用效率,就能够大大缓解国家能源紧缺状况,促进中国国民经济建设的发展。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。
2 土木工程中建筑节能重要性
伴随着经济社会的迅猛发展过程中,由于人类过分追求发展的速度和发展所带来的满足而忽视或淡薄了其所带来的负面效应,致使在极大满足自身物欲的同时,也给自身未来的发展埋下了诸多隐患,这些问题随着时间的推移暴露越来越明显,直至威胁到人类自身的生存,如温室效应的出现、水污染等问题。在某种程度上,这些问题都归于人们对发展的片面理解,认为只要经济发展了,一切问题都可以迎忍而解,忽视了环境保护。事实上,只有科学的发展才能不断解决人类所面对的问题。我国建筑不但能耗偏高,而且其能源利用的效率很低,建筑在不久的将来将会是我国的第一耗能大户,建筑节能也就会成为全社会的节能工作之首。最近几年,我国正处在建筑高速化发展阶段,大举促进建筑节能,也处在了一个关键的时机。由于我国幅原辽阔、气候各异,不同类型的建筑节能仅仅依靠墙体保温等的措施是无法解决的,这就有必要在建筑设计、建筑细布的构造处理、环境控制的设备和系统等各类技术的集成来解决这个问题。所以,建筑能耗不单影响了国家的能源供应、能源使用的效率并且对环境造成了极大的影响,建筑节能与居住环境是互为关联、互为影响的两个问题。从土木工程建设的角度来看,建筑节能措施的应用是缓解能源紧缺矛盾、改善我国人们生活工作条件、减轻环境污染、促进经济持续发展的一项措施。
3 土木工程中建筑节能措施
3.1 树立坚持以人为本的概念
建筑节能并不是片面的盲目节约,而是应该全面性地提升建筑的基本质量。人们通常误认为建筑节能就应该要降低建筑的标准与使用的水平,所以要提防简单化地将节能建筑领会为"低标准"与"简易房"两种,如今的社会,科学技术的发展已是日新月异,其最终的产品要求必须是:不仅质量优良,而且可以充分地体现、满足以人为本的和谐观念,造福广大人民、回归纯自然生态,并且和社会的发展水平相符合的人性化建筑。
3.2 加强工程建筑节能设计
建筑节能设计要树立"因地制宜、天人合一"的节能环保理念,除应符合国家现行的有关标准、规范外,还要着重考虑以下四个方面:(1)环境平面规划(选址、布局、朝向、间距、绿化等符合要求);(2)单体设计(外形、窗墙比、材料选用、围护结构热工性能等合理);(3)建筑细部构造(楼地面、楼梯间、屋顶等保温隔热以及建筑安全节能玻璃的使用);(4)节能型空调和采暖器的选用,以及太阳能光热与光电产品的推广应用等等。
3.3 使用照明科技的进步
在我国目前提倡的建筑节能理念中,节电是其中最受关注的内容。在非工业建筑中,照明的耗电量所占比重是很大的,成为建筑节能的重点,已经成为CBD大楼的重要节能内容。据统计,整栋办公楼耗电量的33%被用于照明;电气设备总费用的十分之一被用于照明设备。为这个用电大户配置合理的用电方案、引进节能照明设备、启用照明自动控制系统,可以有效的减少资源的消耗,降低维护费用,带来极大的社会效益和经济效益。自动照明控制系统的应用,还会提高CBD现代化水平。在一些发达国家, 对照明系统进行自动化控制已经成为智能节能化办公不可或缺的一部分,并且正被越来越广泛的应用于各个领域。随着现代建筑节能水平的不断提高,照明自动控制系统也在不断的发展以适应不同布局建筑物的需求。
4 结束语
随着气候环境的变化和经济的发展,人类面临现有平均资源的不足和生活环境恶化的困局越来越明显,现有资源量和需求资源量之间的矛盾也日益尖锐,此事实迫使各行业寻找一条节能和环保的出路以求人类的生存和发展,建筑业也不例外。目前,随着时代的推进,能源问题愈来愈引起世界各国的特别关注,现已被列为人类生存所面临的四大问题之一。而在全世界的能源消耗当中,不管是发达国家或者是发展中国家,建筑行业的能源消耗在总的能耗中所占比重是较大的,约占20%~40%。因此,建筑行业的节能成为全球节能的重点。
参考文献
[1]叶帮清;土木工程中建筑节能重要性探讨;中国高新技术企业;2009年第6期;
[2]张亮;探究土木工程中建筑节能与设计;城市建设理论研究(电子版);2011年第21期;
[3]华虹,陈孚江.国外建筑节能与节能技术新发展[J].华中科技大学学报 .2006.