
采暖住宅建筑设计中的节能措施
摘要:本文根据我国国情出发,在建设资源节约型、环境友好型社会的指导思想下,对采暖住宅建筑设计,必须以降低建筑使用能耗、提高能源利用效率和保护环境为目的,要求设计师应合理布置建筑平面,控制建筑体形系数,加强围护主结构的保温,提高外门窗的保温能力,重视室内外过渡空间的保温等诸方面入手,实现建筑节能。
关键词:建筑设计节能措施采暖住宅
中图分类号:s611文献标识码:a 文章编号:
当前,一场世界范围内的节约运动正在展开,它关乎环保、可持续发展、循环经济的大事,我国随即提出了要建设资源节约型、环境友好型社会,大力提倡建筑节能,并在具体制定节能工作目标下,实现建筑节能。
建筑节能,就是降低建筑使用能耗,提高能源利用效率,保护环境,需要大力提倡建筑节能。而采暖住宅建筑节能是一项系统工程,涉及到建筑设计、设备设计、运行管理等多个方面,笔者从建筑设计的角度浅析采暖住宅建筑的一些节能措施。
1、合理布置建筑平面
我省建筑节能工作的目标是:按照建筑节能设计标准和规范,在建筑项目设计和建造、改造过程中,对建筑围护结构采取隔热保温措施,使节能型用能系统,实现建筑节能。因此,在建筑平面布置时,朝向和日照间距是影响室内冬季获得太阳辐射热最为关键的两个因素。一般来说,对于浙江地处东南沿海,受季风影响,一般冬季多西北风,夏季多东南风,因此,其最佳的建筑朝向为南北偏西向(即偏西10度左右)偏西向布置,建筑物室内在冬季上午晒东,下午晒西,获得太阳辐射比朝南向要少,可谓是冬暖夏凉,且又往往避开冬季主导风向位置,会使空气渗透耗热减少。根据《民用建筑节能设计标准》规定:“建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向,主要房间宜避开冬季主导风向。”当其他条件相同情况下,东西向板式多层住宅建筑的传热耗量比南北向高5%左右。
日照间距是两栋建筑间外墙的间距,在《民用建筑设计通则》中规定:“住宅应每户至少有居室,……能获得冬至日满窗日照不少于1小时。”目前,在住宅楼栋布置时,往往忽视了这一点,导致楼栋间距满足不了规范要求,其底层住户在整个冬季见不到太阳,严重影响了人们的身心健康和居室中热环境的改善,应当引起设计师的重视。如此欧的芬兰,是一
个能源匮乏的国家,但它有悠久的木屋建造史,它的设计建造已发展到一个很高的水平。木屋用的纹路美观,色泽柔和的木材建造,起到了冬暖夏凉,可减少空调和暖气的使用,达到节能目的,值得我们去借鉴。
2、控制建筑的体形系数
建筑物与室外大气接触的外表面与其所包围的体积的比值称之为建筑的体形系数,在其他条件相同的情况下,建筑物耗热量指标与体形系数是成正比的。因此,《标准》规定:“建筑物的体形系数宜控制在0.3及0.3以下;若体形系数大于0.3,则屋顶和外墙应加强保温。”为达到这一目标,在采暖住宅建筑设计中应尽量避免建造单元少,特别是点式平面的多层住宅,从有关资料获悉,当板式住宅单元数达到4个以上,层数达到6层,体形系数控制在0.3以下是不难做到的;建筑的平、立面尽量规整,避免出现过多的凹凸面;在住宅套型设计时,在满足使用功能的要求下减少面宽,增加进深,降低层高,这些均能相应的减少建筑的体形系数。
3、加强围护主结构的保温
采暖住宅建筑的耗热量,是由通过建筑物围护结构的传热耗热量和通过门窗缝隙的空气渗透耗热量两部份构成,其中围护结构中的外墙约23-24%,屋面约7-8%,地面约占2%,因此,做好外墙、屋面和地面的保温十分重要。
3.1多层住宅砖混结构。当外墙厚度一定时提高墙体的保温性能的措施有两种:一是改善砌体的保温性能,集承重和保温于一体,如采用空心砖、加气混凝土砌块,混凝土空心砖等类型的材料;二是对墙体采取外保温或内保温措施,即在外墙的外侧或内侧加设保温层,这种不起承重作用的保温材料较多,各种板状、纤维状、构散颗粒状的保温材料均可使用,但这种材料应具有生态形的耐雨水冲刷、防火和不受大气污染等性能。外墙保温采用外保温方式是我国外墙保温的一种新方向,因为这种保温方式不仅解决了钢筋混凝土构造柱、圈梁、过梁等热桥部位的保温问题,而且具有增加室内使用面积,方便室内二次装修等优点。当然,在采用这种方式时,应在其外表面覆盖一层防水层或饰面层。
3.2屋面保温措施。屋面应采用轻质高强、吸水率低或不吸水的可长期使用,性能稳定的保温材料。如我国目前主要采用的加气混凝土条板、乳化沥青珍珠岩板、憎水型珍珠岩板、聚苯板、彩色钢板聚本乙烯泡沫板等材料,均有利于提高屋面的保温性能,从而起到良好
的节能效果和改善屋顶房间的热环境。这里提示一下,若采用坡屋顶也是其中屋面保温节能的措施之一。
3.3地面保温措施。地面保温的措施有两种,一种是建筑直接接触土壤的周边地区,按《标准》要求沿外墙周边从外墙内侧算2m范围内采取保温措施,具体的做法是地面垫层以下设置一定厚度的松散状或条板状的,具有一定抗压强度、吸湿性小的保温层;二是对不采暖的地下室或底部架空层的地板的保温,采取的主要措施是在地板的底面粘贴一定厚度的如聚苯板一类的保温材料。
4、提高外门窗的保温能力
外门窗的传热耗热量相加约占采暖住宅全部耗热量的50%。可见,外门窗是采暖住宅耗热的薄弱环节,也是节能的重点部位,改善采暖住宅建筑外门窗的保温能力应从以下几个方面入手。
4.1合理确定窗墙比。窗户洞口面积与房间立面单元面积的比值为窗墙比,其值的大小,对窗内的热环境和热能的消耗,有重大影响。因此,在满足室内房间采光、通风的基础上,不同朝向的房间的窗墙比应满足《标准》要求:“北向0.25,东西向0.3,南向0.35。”
4.2应选择保温性能良好的门窗材料。当前,常用的门窗材料有木、钢、铝合金和塑钢等四种,其中塑钢门窗具有保温隔音、耐腐蚀、造价低,制作、表面色泽鲜艳美观等优点,与木、钢和铝合金等门窗相比可节约取暖能源的30-50%。而塑钢门窗又是我国大力推广的一种新型材料。单层玻璃本身的热阻力很小,在寒冷地区可采用增窗扇层数或在单扇窗上设置两层或三层玻璃来增加热阻,两层玻璃间距保护2-3cm的空间距。另外,可采取选择如中空玻璃等新型材料,在窗的内侧或双层窗间挂窗帘等措施来减少室内向室外辐射的热损失,提高门窗的保温能力。
4.3提高门窗气密性,减少冷空气渗入。采用推拉门窗和大块玻璃窗扇,以减少扇与框、扇与扇、扇与玻璃间的缝隙,并在缝隙中嵌入密封胶条;在门窗框与墙间的缝隙,用保温砂浆或泡沫塑料等材料来填充密封,使从门窗渗入的冷空气大大减少,气密性提高。
5、重视室内外过渡空间的保温
处于室内与室外之间如楼梯间、坡屋顶下空间、地下室、阳台等空间称之为过渡空间,做好这些空间保温,使它们成为一个温度阻尼区,从而有效地阻止室外冷气向室内的直接渗透,减少外墙、屋面和地板的热损失。
5.1楼梯间。该部位的隔墙传热耗热量约占采暖住宅建筑总耗热量的10%,因此,不可忽视楼梯间的保温。其做法是选用保温性能好的门窗,把开敞式楼梯间改为封闭式;北向单元出入口设门斗,避免冬季西北风灌入;对屋顶上人孔做密封处理,使其不能形成通风道,使热能从楼梯间顶部抽出。
5.2坡屋顶下部空间。坡屋顶除了防渗外,其保温和外观等功能均比平屋面要好。屋顶通风窗尽量不设,如设应在冬季能关闭并采取密闭措施,使屋顶下部的空间形成一个封闭的保温空间。
5.3阳台。封闭北阳台,并做好栏板的保温措施,减少冬季西北风对室内的直接渗透;适当减少南阳台及其外伸长度,以免影响对下一户的冬季日照遮挡。
5.4地下室。住宅楼设地下室已成为一种趋尚,它不仅改善了底层住户的居住条件,也为住户提供了储藏空间。地下室一般不设暖气,因此,除了必须对地板采取保温措施外,还应提高地下室窗的保温和密闭性能,在楼梯口处设保温门,阻止地下室中的冷空气渗入到楼梯间。
参考文献
1、地暖通风及空气调节设计规范(2001年版、修改版)。
2、民用建筑节能设计规范
3、建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范
4、实用供热设计手册
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