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建筑环保节能设计探讨2篇(共6532字)

发布日期:2020-03-28 16:27:20来源:土木工程网推荐:土木龙


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导读:
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(一)一、建筑环保节能设计措施在本项目的设计中,建筑环保节能作为一个重要的设计要点进行考虑。主要包括建筑围护结构环保节能设计、地面景观环保节能设计两个方面。力求在满足室内环境舒适、卫生、健康的
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(一)

一、建筑环保节能设计措施

在本项目的设计中,建筑环保节能作为一个重要的设计要点进行考虑。主要包括建筑围护结构环保节能设计、地面景观环保节能设计两个方面。力求在满足室内环境舒适、卫生、健康的条件下,采取合理有效的建筑节能技术,提高能源效率,有效降低空调、通风、照明等的总能耗,从而实现建筑环保与节能共进的目标。主要环保节能措施如下:

1.1室内窗户的环保节能设计

窗户是重要的通风、采光设施。本工程设计中,以各功能房间尽量设置直接对外的门窗为原则,使空气能形成良好对流,实现自然通风换气。因此,窗户合适的大小设计是保证建筑节能的重要措施。本体育中心设计时,首先,对建筑周围的风向进行监测,根据监测的数据对建筑的风环境进行模拟分析,总结室外风场规律。然后,以此为依据,进行窗户大小的设计。最后,综合整体因素的分析,合理确定建筑不同立面所应设计的外窗形式,实现夏通风、冬保暖的环保节能设计效果。

1.2建筑围护结构的环保节能设计

本项目按照甲类公共建筑外围护结构的节能标准进行保温处理。土建墙体材料为240mm厚蒸压加气混凝土砌块(B07),采用在墙体外设置20mm厚的胶粉聚苯颗粒浆料,经计算墙体的传热系数为0.66W/(m2・K),传热阻为1.51m2・K/W,符合现行公共建筑节能设计标准的要求。侧墙上的外门窗均采用新型隔热金属断面的铝合金型材和高气密性的门窗节点做法,同时采用双层镀膜中空玻璃材料(6中透光Low-E+12氩气+6透明),整体门窗的传热系数为2.1。在2层平台板上及2层局部看台座位下统一铺设55mm厚挤塑聚苯板。经计算,顶板的传热系数为0.49W/(m2・K),传热阻为2.04m2・K/W,符合现行公共建筑节能设计标准的要求。

1.3中央空调水系统的环保节能设计

该体育中心1层是车行观众的主要到达点,2层是看台及厕所,上下人流都共享。因此,涉及到中央空调水系统的设计。根据节能设计理念,中央空调水系统的设计要点主要应把握以下几个方面:

1)选择带热回收功能的主机形式在空调系统制冷主机形式的选择上,应以带热回收功能的主机为主。其主要作用是即满足空调制冷的需求,也可将回收的废热用于热水的供应上,实现废热重复利用的节能设计。在设计原理上,主要是根据空调制冷原理,将1个热回收换热器安置于制冷循环的冷却水管路中,或将热回收管束安置于冷凝器上,对高温环境下制冷效果散发的废热利用废热回收技术进行回收,应用于生活热水、空调水或风的预热等环节中,从而实现节能的目的。同时,与空调设备直接连接的空调送、回风管,空调水管、供热水管等应进行保温,保温材料应采用非燃型、并需经有关消防部门审查合格的材料。保温厚度需满足GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的有关规定。

2)设置全热交换新风机组全热交换新风机组能够实现双向换气功能,室内外气体等量置换,使室外进入的新风先吸收室内排风的能量后再接入空调系统。其能量回收效率达70%以上。冷热负荷(室温)不受新风影响,大幅度降低新风处理所需能量,实现高效节能。同时,该装置具有过滤净化功能,进入室内的空气在机组中经专业级过滤器过滤,有效防止灰尘和有害物质进入室内,保持室内空气新鲜。

3)降低管道漏风率本设计中空调送风管采用不燃、无甲醛的新型复合风管。该复合风管采用高密度复合板材,导热系数低,有效减少风管管壁的能量损失,降低管道漏风率。同时,承插式连接及完善胶带密封能有效阻止漏风,避免漏风造成的能量损耗。另外,复合风管具备优越的声学性能,能充分吸收气流中的各种噪音,可以消除空调通风设备的运转噪音,还可以阻止声音通过风管在各房间内传递。

1.4电气的节能设计

本工程中,电气节能设计的主要原则是在保证体育中心建筑功能的基础上,最大限度地使能源利用率得到提高,控制能源的消耗。电气节能设计的关键点主要在以下几个方面:

1)配电系统首先,在配电系统电压等级的设计上,建筑的电能负荷中心应选择较高的配电电压,并在负荷中心设置变压器,尽量使低压侧线路的长度减少,降低线路损耗。其次,变压器的选择以低耗变压器为主,尽量将变压器的实际负荷设计为最佳负荷,从降低变压器能耗,提高经济效益着眼。最后,在变压器运行方式的设计上,对线路的路径进行合理选择,保证运行方式的最小损耗。

2)照明系统本工程筒灯光源主要采用节能灯,格栅灯光源采用T5灯管,并选用效率60%以上灯具。所有气体放电灯均采用电子整流器,提高单灯功率因数,并在低压侧设置总功率因数补偿,使总功率因数达到0.9以上。

1.5太阳能利用

本项目在地面建筑均进行了太阳能一体化设计:

1)拟在建筑物的屋顶及体育公园绿地周围设置太阳能光电板以及聚风型风力发电技术,将太阳光能转化为建筑使用的电能及室外泛光照明系统用电,构成风光互补的城市景观能源系统,创作出独特的景观建筑造型。

2)太阳灯具设计拟在室外大量采用太阳能灯具。太阳能灯具具有普通灯具不能比拟的优点。其优势主要有:节能:以太阳能光电转换提供电能,取之不尽,用之不竭。环保:无污染、无噪音、无辐射。

1.6给排水环保设计

本项目在给水设计上,不设屋顶生活水箱,在市政进水管上设管道倒流防止器。管道倒流防止器由两个止回阀及一个安全泄水阀构成,其中一个止回阀装于管道靠近进口处,另一个止回阀装于管道靠近出口处,安全泄水阀装于管道的底部,与两个止回阀在管道内形成阀腔。能将倒流的水排出管道系统外,有效防止回流污染,保证体育馆中心生活用水的卫生与安全。在排水设计上,室内外雨污分流,室内污水经化粪池处理后排入市政污水管;多余雨水汇总后排入市政雨水管。有效避免污水对河道、地下水造成污染,明显改善城市水环境。

二、总结

建筑节能是当今节约型社会背景下所倡导的重要理念。体育馆中心建筑节能设计系统性强,复杂程度高,在具体设计实践中应从围护结构、采暖系统、电气系统以及给排水系统等方面严格把握节能设计原则,在保证建筑功能的基础上,优化设计,突出建筑环保节能特色。

作者:楼彬 单位:杭州江南建筑设计院有限公司

(二)

一、建筑环保节能设计的原则

在建筑设计中要把节能和环保的思想进行有机结合,按照国家的节能标准进行设计,设计要遵循以下的原则:

1)对自然资源利用的效率要提高。由于建筑在建造和使用过程中,消耗大量资源,所以要对现有资源进行合理使用,对资源的使用率要提高,如水资源、土地资源、建筑材料以及能源等。

2)防止建筑物环境污染。建筑在施工过程中既会影响到环境,又会影响到人们的生活。因此,在建筑的施工过程中要防止对水和土壤造成污染;选择可以重复使用的建筑材料,对建筑材料做到可以回收以及再次利用;在进行建筑设计过程中要做到以人为本的设计理念,既要满足人的生活需求,又要保护好生态环境,对人类的未来居住环境进行考虑。

二、建筑环保节能设计的具体措施

2.1建筑物的布局设计

1)选址建筑物的选址应该设置在朝阳以及避风的位置,朝阳可以使建筑物对太阳能进行充分的利用,避风可以使建筑物减少热的损失。

2)规模和区域密度在进行建筑物的布局设置时,要注意对城市的规模进行控制。进行规划设计时,在人口密度以及建筑密度非常高的功能区,应该避免连片布置,控制好区域密度。

3)朝向要尽可能的选用南北朝向的布置,对日光进行充分利用,依据每个房间功能的不同,将建筑的辅助用房以及停留人员时间很短的房间设计在朝北的方向,楼梯和电梯设计为东西朝向。这种把房间进行南北朝向设计的优点是冬季可以得到更多的日照,使居住的环境更加舒适。

4)气流对气流进行合理的控制,降低建筑物的热损失,更好的实现自然通风。建筑物群不能设计为周边布局模式。低层建筑安置在夏季主导风向的迎风面,多层建筑安置在中间部分,高层建筑安置在建筑群的最后面,并且要让走廊两侧的门面对面,以便于夏季通风。

2.2建筑物的体型、朝向以及间距设计

1)建筑物的体型在进行节能的设计中,建筑物的体型系数(建筑物外表面面积与建筑物体积之比)影响着建筑物的节能效果。建筑物要进行保暖时,相同体积条件下,建筑物外表面积要尽量小,或相同外表面积条件下,建筑物体积要尽量大。对建筑物的体型系数应控制在节能设计的标准范围之内。研究发现,建筑物的体型系数每增加1%,耗热量就会增加2.5%,因此要控制建筑物的体型系数在0.30以下。合理改变建筑物的形状是减小体型系数的一种方法。建筑物的形状尽量设计为简单的几何图形,减小外形的凹凸变化,在不对平面的功能布置产生影响以及在地形不受限制的条件下使用简单常规的外型,是一种对建筑体型系数进行减小的可行方式。将建筑物外形设计为圆形或是正方形是种较为理想的节能形式。夏季建筑物的受热量非常大,因此建筑物的长宽比要合理设计。建筑物的进深由8m增加为14m,建筑物的耗热量就会降低11%~33%。此外,对建筑物的外墙的凸面以及架空楼板的设计要尽量减少,在外墙的洞口处不能设置没有窗户的凸窗,坡屋顶部要设置结构平顶棚或者降低坡度,且要使用封闭式的楼梯间。当建筑物的体型系数超过标准时,对保护结构的热工性能进行加强,且要控制建筑物采暖空调的能耗不能超过规定标准。

2)建筑物的间距如果建筑物的间距比较大,日照时间很充分,建筑物的受到的日照质量就会很好,有利于建筑物的节能。但目前城市用地非常的紧张,为节约土地,建筑物间距设计得非常小,因此要在设计中处理好这一问题:建筑物的布置要合理,从既要有良好的日照,又要有较小的间距两方面考虑,采用最优设计。

2.3建筑物墙体设计

墙体是建筑物维护建筑结构中的主要部分,其主要功能有建筑物的承重、防水、防潮、隔热以及保温。建筑物承重结构的布局影响着节能工程的造价,所以进行建筑节能设计的关键是对建筑物的承重结构进行合理的设计。我国传统建筑中使用实心粘土砖作为墙体的材料,常常为了满足保温的要求增加墙体的砌筑厚度,这对材料以及土地资源造成了极大的浪费,单一的墙体材料不能满足保温和隔热的要求,因此要推行使用空心砖墙以及复合墙体的技术,这是现代节能墙主流的模式。

1)复合墙体

用砖或者钢筋混凝土作为承重墙,与绝热的材料进行复合,绝热的材料包括岩棉材料、矿棉材料、玻璃棉材料、聚苯乙烯材料以及加气的混凝土等。复合墙的制作有:①内保温。在外墙的内侧复合绝热的材料,施工简单,应用广泛。②外保温。在承重墙的外侧复合绝热的材料,热稳定性非常好,避免了冷桥现象,居住环境非常舒适。外保温墙能够消除日晒雨淋以及冰冻的影响,中间保温,外墙中间设置绝热的材料,这样可以起到保温的作用。填充要非常的密实,避免出现内部的空气对流,内外墙体之间的拉结要做好。此外,一些单一材料的墙体也可以起到对能耗进行减小的作用。如加气的混凝土的外墙和传统的粘土的砖墙进行对比,前者导热的系数是粘土砖砌体的29%,是一种保温性能很好的墙体材料。

2)空心砖墙

空心砖以及空心的砌块外墙既可以减少粘土的用量,使重量减轻,又具有很高的热阻特性,使用工业的废料所制作的更加具有环保的作用。在进行节能的具体设计中,不管墙体的朝向位置如何,每面墙都使用相同的传热系数,因此要在每一面墙上添加相同厚度的保温层,虽然这样能耗可以降低,但从经济方面来看,因为建筑物各面受到太阳辐射量的差别非常大,主要是南面墙冬季获得的热非常多,西面的墙如果增加保温的话不如对北面的墙进行保温获得的经济效益更大,因此最好将保温材料设置在北面以及东面墙上,这样不仅减少了保温措施的费用,在构造方面也很更加简单。外墙的保温应该根据墙体朝向的不同,使用不同深浅的颜色装饰表面,这样会获得更好的节能效果。

2.4窗户设计

建筑物中的窗户是同时具有保温作用、隔热作用、隔音作用以及防火作用和观察作用的维护结构。窗户是薄壁轻质结构,属于建筑耗热的主要部分。一般普通的单层玻璃占到建筑物在冬季保温以及夏季的降温中能耗的50%以上,因此要对窗户的绝热效能进行改善。在不同的朝向,控制不同的窗墙面积比,避免在东西方向设置大窗户,同时在夏季要对窗户的遮阳性能进行提高。依据空调设备的价格以及制冷采暖的费用选择合适的玻璃品种,从玻璃对太阳的阻隔特性和导热特性进行节能效果比较来看,选择可以吸热的玻璃、热反射的玻璃和低辐射的玻璃来降温,以及用中空的玻璃等提高建筑的气密性。另外,窗户上贴上透明的聚酯膜,也具有节能的效果。此外,这些年出现了很多具有节能效果的门窗,其保温特性及气密性都很好。值得注意的是,在保证空气质量达到基本卫生要求后,要对窗户的气密性进行加强,以减少空气渗透的耗热量。

2.5屋顶设计

除了对建筑外墙以及外窗进行保温设计外,也要特别注意屋面的保温和隔热问题。屋面的节能方面的措施主要有以下2点:①屋面的保温层不能使用密度非常大以及导热系数很高的保温的材料,避免屋面的重量以及厚度过大;②屋面的保温层还不能选择吸水率特别大的保温的材料,防止屋面进行湿的作业时出现保温层大量吸水而降低保温的效果。如果还是选用了吸水率很高的保温材料,在屋面上应该设置排气孔,对保温层内不容易排出的水分进行排除。目前许多建筑在屋面的保温措施中,使用了岩棉板的保温层,替代了沥青的珍珠岩和水泥的珍珠岩,克服传统屋面保温的一些缺点。

2.6建筑的采暖系统以及空调系统方面

建筑的采暖以及空调的节能设计要与建筑维护结构的节能设计同步进行。人们的居住的要求一般是可以昼夜连续使用,所以室温以及空气的质量要满足很高的要求,因此对建筑物节能的重点工作就是对采暖系统进行节能以及减少用来降温的能耗。在设计之前,要进行合理的规划以及选择合适的采暖设备,对采暖的供热系统进行合理设计,对其运行进行管理,使锅炉的运行效率得到提高;对管道的保温进行加强,提高室外的管道的输送效率。并且为了提高采暖系统的发热效率,要提倡集中供热的方式,最大程度上节省燃料的消耗。为了尽最大可能的对制冷设备的能耗进行降低,最佳的方式就是不使用制冷而是用通风的方式来对室内的温度进行降低。如可以对室内产生的热进行抑制,对室内的热吸收进行促进,避免热量进入室内;对热量进行引导,使热量向室外进行散发。如果使用降温设备,要使用高效、节能的空调设备,并进行合理的运行,使空调设备在运行过程中有很高的效率。

三、结语

随着人们的环保节能的观念不断的增强,必须对建筑的节能设计进行相关的研究和分析,降低建筑的能源消耗水平,对家居的生活成本进行控制,充分发挥建筑的功能,提供给人们一个健康而舒适的生活的环境,提高建筑节能的效率,使我国的经济发展符合可持续发展的战略。

作者:郭旭阳 单位:浙江工业大学教育科学与技术学院

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