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1我国建筑在使用过程中的能耗分析
1.1建筑外围护构件保温隔热能力差,冬季热量流失、夏季室温过高建筑外围护构件例如外墙、屋顶或架空地坪层是室内外热量交换的主要部位,我国北方地区冬季的室内外温差可以达到40℃以上,而南方地区夏季气温高、室内闷热,又需要建筑物采取相应的隔热降温措施。传统的建筑在构造设计时并未较多的考虑建筑外围护构件的保温隔热要求,因此,严寒冬季室内通过采暖及空调设备提供的热量就容易通过建筑外墙及屋顶等部位流失,通过固体传热、辐射及对流等方式与室外低温环境进行热交换,使得采暖及空调能耗增大;炎热夏季室外高温环境下的热量又容易通过外围护构件传递到室内,使得空调设备制冷效果大打折扣,室内持续高温不降。因此,提高建筑外围护构件的保温隔热能力是解决这一能耗问题的根本途径。
1.2建筑造型复杂多变,创新型设计增加了能源负担随着建筑造型的多样化发展,尤其是公共建筑外立面造型追求创新独特,既增加了设计施工难度,又提升了建筑能耗,例如单层玻璃幕墙结构是现在常用的一种建筑外立面设计形式,虽造型豪华、现代感强,具有很好的装饰效果,但由于建筑大面积采用玻璃幕墙,出现了“冬寒夏热”的现象,因此不得不通过加大功率,延长空调开放时间以调节室温,能源高消耗触目惊心,尤其是处于直射或当阳的玻璃外墙,其耗能则是普通建筑的4倍以上。复杂的外立面造型虽凹凸有致,但因增加了建筑外围护构件的表面积从而提供给热传递更大的空间,建筑能耗也随之不断增加。
2现阶段常用的建筑节能措施
针对建筑节能的基本要求,现阶段我国采用的节能措施主要包括以下几个方面:
1)建筑外立面设计简单规整,减少外围护构件面积。建筑外立面在考虑造型及审美要求的前提下尽可能的简单规整,通过减少外围护构件的面积从而减少传热区面积,尤其在设计时注意冷(热)桥的处理,例如L形截面的窗过梁则优于矩形截面。而建筑外立面平整光洁则优于凹凸不平、造型复杂,因为传热区的面积直接影响了建筑采暖、制冷的负荷。
2)建筑外墙增设保温隔热层或采用复合墙体。建筑结构层的保温隔热能力有限,因此在外围护构件上通过增设附加功能层来实现提高建筑保温隔热能力、降低能耗的目的是现阶段应用最为广泛的一种做法,通常可在墙体的外侧附加保温材料,例如聚苯板、挤塑板、岩棉板等,有时根据需要也可在墙体中间填充保温材料,例如水泥炉渣填充。复合墙体例如墙中设有空气间层,或承重墙一侧增设加气混凝土砌块层,利用密闭的空气导热系数小的特点提高建筑外墙的保温隔热能力。
3)加强建筑的自然采光及通风以降低能耗。建筑物的场地选择及朝向对其能耗的影响不可忽视,例如南北朝向的建筑比东西朝向的耗能要少。而窗与墙的面积比不仅是建筑耗能的重要影响因素,也是建筑日照、采光及自然通风等是否满足室内环境要求的重要因素,一般南向窗墙面积比控制在50%内,东南向控制在35%内,而其他朝向应控制在30%。夏季应保证采光和通风,冬季应尽量利用太阳辐射提高室内温度。加强建筑的自然通风,充分利用自然界的有利因素。
4)构造设计中可利用自然资源实现建筑节能。自然资源如风能、水能、太阳能等取之不尽、用之不竭的可再生能源以及现在倡导的“绿色建筑”“生态建筑”等,在建筑构造设计时将其考虑到设计方案中,例如高层建筑可充分利用顶层的风能进行发电,以提供建筑日常的用电需求;而经过改良设计的玻璃幕墙也可利用其透光敞亮的优点为室内自然采光提供保障,例如上海中心大厦的双层玻璃幕墙,既有良好的保温隔热效果,还能充分满足大厦的采光要求;建筑屋顶及部分外墙通过植被覆盖既可增加城市绿化面积,又可在夏季降低室温。因此,利用自然资源实现建筑节能是我们应当努力的方向。
3结语
随着我国建筑业的飞速发展,与之相适应的建筑节能技术也在不断地完善与优化,新建建筑已不再单纯的只考虑其建筑造型及结构要求,而是更多的从节能方面出发,考虑如何积极响应国家政策实现建筑的节能环保要求。现阶段我国建筑节能技术的应用还具有一定的局限性,技术成熟但缺乏创新,因此,我国建筑节能的道路还很长,需要更多行业人才的共同努力才能把这条路走的更平坦、更宽广。
作者:李莉 单位:甘肃工业职业技术学院