建筑節(jié)能設(shè)計思考
當然節(jié)能是一項系統(tǒng)的工程，科學(xué)技術(shù)的進步與不斷的開發(fā)研究，最好與建筑的完美結(jié)合才能將建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)揮出來。
摘要：節(jié)能設(shè)計就是要利用自然的光合熱轉(zhuǎn)化為電能和熱能，取代傳統(tǒng)的電能和熱能消耗，這是建筑節(jié)能設(shè)計發(fā)展的方向和主流，顯然它是以節(jié)能降耗為目的的，采用清潔能源減少了大氣污染，降低了對化石資源的利用。本文從建筑的墻體、屋頂、節(jié)能材料出發(fā)對節(jié)能設(shè)計進行了探析。
關(guān)鍵詞：建筑;節(jié)能;設(shè)計;節(jié)能材料
任何現(xiàn)代建筑無外乎是由地基、墻體、屋頂、框架組成，節(jié)能建筑必須是在傳統(tǒng)建筑的基礎(chǔ)上考慮節(jié)能框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計和改變，以充分利用太陽能和地熱能為目的進行建筑改變。因為這些清潔能源是可以實現(xiàn)的資源，而且是取之不盡用之不竭的，比起化石資源、風力資源、雷電資源，穩(wěn)定可靠無污染。隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各地的城市建筑迅速膨脹，高層建筑、大規(guī)模建筑、地下建筑快速增長，任何一座建筑都是能量的消耗體，消耗電能、熱能、光能等，有了這些能量的消耗人們才可以在建筑中工作、生活、居住。節(jié)能設(shè)計就是將每一座建筑變成能量的轉(zhuǎn)換者，實現(xiàn)從消耗到利用創(chuàng)造能量，從而減少化石燃料的利用、水資源的利用。如果把所有的建筑都改造成節(jié)能型建筑，那么一年將會節(jié)約上億噸煤，減少大氣污染將不可估量。要做好節(jié)能設(shè)計就必須從建筑的基本框架入手，墻體和屋頂都是接觸光和熱最多的地方，特別是高層建筑，受熱更加充分，光照時間更長，是理想的能量轉(zhuǎn)換場所。只要把太陽能收集起來，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽湍芄?jié)約火力發(fā)電和水利發(fā)電，也就是說整座建筑變成了太陽能發(fā)電廠，從收集到使用一站式利用，大大減少了有線電網(wǎng)的使用。
1優(yōu)化建筑規(guī)劃設(shè)計
1.1合理優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)布局
在建筑結(jié)構(gòu)布局方面主要考慮建筑的選址、方向以及受風向的影響，因為建筑物的方向關(guān)系到接受太陽能的多少，從而也影響到太陽能轉(zhuǎn)化為電能和熱能的多少，所以選址和建設(shè)的方向很重要，一般建筑選址在向陽處，若是城市地域廣闊，為了都能采集到陽光，可以適當拉開建筑之間的距離，以增加受熱面。若是城市樓群密集，則考慮高層建筑向高空發(fā)展。不管是高層建筑還是其他建筑都要考慮風向的選擇：避風可以減少建筑物熱量的損耗，通風可以凈化空氣，特別是在樓群密集地區(qū)，適當通風可以降低建筑內(nèi)部溫度，一來給人們提供舒適的生活環(huán)境，二來可以減少火災(zāi)的發(fā)生。其次通風還可以降低空調(diào)的使用，從而起到了節(jié)能的效果。
1.2綠化配置
不管是節(jié)能建筑還是一般建筑，都需要城市綠化，因為有了城市綠化植被大量吸收太陽能輻射，建筑地面接收的熱能將被阻止，這樣可以改變城市小氣候，除了植被還有水池、噴泉等城市公園設(shè)施，這些都可以降低建筑群的溫度，降溫的目的就是減少空調(diào)的使用，從而減少電量的消耗，起到節(jié)能的作用。綠化除了室外做好以外，室內(nèi)也是關(guān)鍵，因為室內(nèi)植物也可以大量吸收陽光，改善室內(nèi)空氣和溫度。
2采用高效節(jié)能的建筑材料
從建筑的結(jié)構(gòu)來看，節(jié)能材料分三種類型：
(1)建筑墻體的材料。墻體的材料非常重要，既要考慮保溫隔熱又要堅固耐用，通常采用夾心復(fù)合材料，與混凝土外墻、空心磚外墻復(fù)合使用。其次是塑料泡沫保溫材料，也是與鋼筋混凝土外墻復(fù)合使用。最后是有色玻璃的使用，有色玻璃可以大量吸收太陽能，若是玻璃與太陽能集熱板相聯(lián)系，那么它就可以大大提高能量的收集和轉(zhuǎn)化，也就是說每一塊玻璃板就是一個集熱板，那么整棟樓下來就有好多塊集熱板，因此太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能和熱能，這樣大大節(jié)約了能量的消耗，從而使清潔能源變得高效利用。如果建筑外墻體用玻璃覆蓋，那么就得考慮玻璃的穩(wěn)定性和堅固性。
(2)窗戶設(shè)計。窗戶是接收太陽光最強烈的地方，特別對于高層建筑。因此節(jié)能設(shè)計主要考慮窗戶的改良和設(shè)計面積，前面提到有色玻璃能大量吸收太陽能，從而實現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)化，顯然窗戶的面積越大所轉(zhuǎn)化的電能和熱能也就越多，所以樓群建筑的節(jié)能設(shè)計在窗戶上是最理想的。然而要做到窗戶玻璃節(jié)能首先對玻璃材質(zhì)進行考量，材質(zhì)既要能吸收光又要堅固。其次窗戶玻璃與其他復(fù)合材料的共用，窗戶將大大節(jié)約建筑材料，建筑材料的減少還需考慮窗戶能否支撐建筑的重力，所以光靠窗戶玻璃是難以支撐建筑物重力壓迫的，必須與其他材料混合使用，如玻璃與鋼結(jié)構(gòu)建筑混用。
(3)屋頂?shù)脑O(shè)計。除了窗戶面積外，屋頂也是接受太陽能最多的地方，而對于屋頂我們從屋頂?shù)脑O(shè)計出發(fā)，一般塔式屋頂或者圓形屋頂能很好地躲避冰雹的打擊、雨水的滲漏，另外塔式屋頂能減輕空氣動力的影響，從而保證整座建筑的質(zhì)量。顯然窗戶和墻體能用玻璃建筑，同樣屋頂也能裝上有色玻璃，而屋頂接收的陽光更充足，所以也是理想的光電轉(zhuǎn)換場所。
3太陽能技術(shù)
太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，最常見的太陽能利用，就是太陽能熱水器，將光能轉(zhuǎn)化為熱能，然而利用太陽能熱水器也有很多麻煩，如高層建筑中的住戶有上百戶，家家戶戶都用太陽能熱水器，那么建筑樓頂能夠占用嗎?其次若是屋頂塔式則無法安裝太陽能熱水器，所以太陽能熱水器的安裝要根據(jù)建筑而定。以上都是對太陽能技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了從光能轉(zhuǎn)化為熱能，光能轉(zhuǎn)化為電能。但是利用太陽能也有缺陷，如遇到陰雨天太陽能就無法利用，特別是在我國南方夏季雨量多，對太陽能技術(shù)應(yīng)用不太理想。
4風能技術(shù)
除了太陽能技術(shù)外，風能也是一種理想的清潔能源。樓群建筑上能安裝太陽能熱水器，那么同樣也能安裝風輪葉片，再通過風力發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)化為電能，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，風能葉片也不需要太大，只要能帶動風力發(fā)電機就可以了。風力技術(shù)特別適合高層建筑和南方的城市建筑，因為樓層越高空氣的流動性越好，因而風輪轉(zhuǎn)動的速度也就越快，帶動發(fā)電機的效果更好，從而會產(chǎn)生大量的電力。其次風能技術(shù)克服了季節(jié)天氣的影響，無論晴天還是陰雨天只要有空氣流動就能產(chǎn)生風能，顯然陰雨天的空氣流動效果比較理想。
5使用納米透明隔熱涂料
納米透明隔熱涂料可采用噴涂或刷涂技術(shù)涂在各類建筑物的玻璃上。在夏季，能抑制65%太陽能輻射不進入室內(nèi)，并能保證透光率達到70%，能使室內(nèi)溫度低于室外溫度達到4℃～7℃，測試表明，夏天開空調(diào)時，空調(diào)的耗電量可從原來303度降低到208度，可節(jié)電20%～30%左右;在冬季，隔熱涂膜的特殊金屬膜呈透明型、引進可視光，長波長的暖氣能在室內(nèi)反射，使室內(nèi)的暖氣(遠紅外線)約90%不外流。
6加強冷橋部位的保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計
在外圍護結(jié)構(gòu)中,經(jīng)常設(shè)有導(dǎo)熱系數(shù)較大的嵌入構(gòu)件,如外墻中的鋼筋混凝土梁、柱、過梁、圈梁、陽臺板、挑檐板等。這些部位的保溫性能比主體部分都差,熱量容易從這些部位傳出去,這些部位通常叫圍護結(jié)構(gòu)的“冷橋”,在節(jié)能型建筑中,由于采用新型節(jié)能圍護體系,整體的大面積加強了保溫,其冷橋節(jié)點失熱比傳統(tǒng)非節(jié)能建筑要大得多。所以是否處理好冷橋節(jié)點部位的保溫構(gòu)造設(shè)計是新型圍護體系節(jié)能技術(shù)的成敗關(guān)鍵,應(yīng)引起足夠的重視。
7結(jié)束語
總之，以上我們從建筑的結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計對節(jié)能技術(shù)進行了分析，闡述了太陽能、風能在建筑中的技術(shù)應(yīng)用，可以說人們使用清潔能源取代傳統(tǒng)的高耗能的能源是可以實現(xiàn)的。當然節(jié)能是一項系統(tǒng)的工程，科學(xué)技術(shù)的進步與不斷的開發(fā)研究，最好與建筑的完美結(jié)合才能將建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)揮出來。
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