居住建筑應(yīng)用節(jié)能技術(shù)思考

時間:2022-04-10 04:43:49

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居住建筑應(yīng)用節(jié)能技術(shù)思考

1海南省東方市的地理氣候特點分析

1.1海南省東方市的地理位置

海南省東方市位于北緯18°43''''~19°18'''',東經(jīng)108°37''''~109°07''''之間,是位于海南島西南部,西瀕北部灣,與越南相望,北和東與昌江縣、南與樂東縣接壤的一座港口和化學(xué)工業(yè)城市。全市面積2256.27km2。

1.2海南省東方市的氣候特點

東方市屬熱帶季風(fēng)海洋性氣候區(qū),旱濕兩季分明,降雨量偏小,日照充足,蒸發(fā)量大。年平均氣溫24℃~25℃。1月平均氣溫18.4℃,極端最低氣溫為1.4℃。7月平均氣溫29℃,極端最高氣溫為38.8℃。日平均日照時數(shù)最多達(dá)9.5h,季風(fēng)特性明顯,每年11月至翌年3月盛行北風(fēng)和東北風(fēng),4月~10月盛行西風(fēng)和西南風(fēng)。年平均風(fēng)速為4.8m/s,為全島之最。年平均降雨量為1150mm,沿海地帶雨量稀少,僅900mm左右。年平均蒸發(fā)量達(dá)2596.8mm,年蒸發(fā)量大于年降雨量,為全省之最。根據(jù)海南省東方市的氣候特點分析,在建筑熱工設(shè)計分區(qū)中,東方市屬于夏熱冬暖地區(qū)的南區(qū)。根據(jù)《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》,南區(qū)內(nèi)建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)考慮夏季空調(diào)設(shè)置問題,可不考慮冬季采暖設(shè)施。另外考慮到隔熱措施有可能會帶來冬季能耗的負(fù)面影響。

2東方市建筑能耗現(xiàn)狀存在的問題

在現(xiàn)有建筑熱環(huán)境、建筑能耗現(xiàn)狀等等方面分析東方市本地氣候環(huán)境,因此,東方市的建筑熱狀況與建筑能耗現(xiàn)狀是不容樂觀的,面對這樣的嚴(yán)峻形勢,海南省東方市的政府部門應(yīng)給予高度的重視,東方地區(qū)應(yīng)對以下現(xiàn)狀進(jìn)行有條件地目的性的開展。太陽輻射是引起東方室內(nèi)過熱的直接原因,因此東方地區(qū)建筑熱工狀況較差,在無空調(diào)的條件下,室內(nèi)熱環(huán)境差。所以東方地區(qū)大部分居住建筑采用安裝空調(diào)來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度燥熱的狀況,但是夏季制冷空調(diào)耗能很高,因此,東方地區(qū)建筑節(jié)能應(yīng)當(dāng)以防熱為主并且充分利用自然通風(fēng)來緩解室內(nèi)溫度較高的狀況。由于東西向的房間比南北向的房間通風(fēng)性差,室內(nèi)熱環(huán)境較差,因此遮陽措施應(yīng)當(dāng)充分的考慮,而且墻面加強隔熱措施盡量使建筑避免太陽直射。建筑屋面頂層的隔熱散熱措施也是建筑熱工中的重點工作。

3建筑防熱的重要手段

建筑節(jié)能技術(shù)具有地方針對性。我們通過對東方市建筑能耗現(xiàn)狀的分析初步確定了以隔熱、遮陽、通風(fēng)為重點,來分析東方地區(qū)建筑節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)措施的應(yīng)用。

3.1建筑外殼隔熱由于建筑外圍直接的接觸外環(huán)境,并且受太陽輻射的影響,所以建筑外圍對于建筑能耗大小的影響不可小覷。因此,建筑的外圍結(jié)構(gòu)包括外窗、屋面和外墻,三者的隔熱設(shè)計,是整個圍護(hù)結(jié)構(gòu)防熱的重要組成部分。

3.1.1外窗選擇優(yōu)化設(shè)計

一般情況,在不考慮建筑節(jié)能設(shè)計適當(dāng)?shù)恼陉柕臈l件之下,在建筑節(jié)能設(shè)計中適當(dāng)?shù)販p少外窗窗墻比,有一定的優(yōu)勢。但是,窗口尺寸太小,會使室內(nèi)自然通風(fēng)量減少,而且對居住用戶的視野受到限制。因此,在建筑節(jié)能設(shè)計窗墻比不應(yīng)過度追求的目標(biāo),而是要綜合考慮各種因素,遮陽形式及其他措施綜合設(shè)計。東方地區(qū)外窗玻璃的選擇應(yīng)當(dāng)優(yōu)化處理,由于反射玻璃可以反射陽光,減少自身熱量吸收,所以,熱反射玻璃和低輻射玻璃是適合隔熱需要的玻璃。由此可見在東方市居住建筑的建筑節(jié)能設(shè)計中,建筑外窗玻璃的選擇由以上兩種玻璃最為合適。

3.1.2屋面隔熱優(yōu)化設(shè)計

在東方地區(qū),屋面的隔熱層的厚度應(yīng)合理而優(yōu)化設(shè)計,由于隔熱層厚度的增加,而使累計負(fù)荷持續(xù)下降,但是下降過程并不呈現(xiàn)直線狀況,而是逐漸減緩下降的狀況。所以,不能盲目加大隔熱層的厚度。屋頂?shù)暮侠碓O(shè)計可以使建筑屋面降低溫度,提高隔熱性能,達(dá)到減小建筑耗能的目的。1)通風(fēng)隔熱屋頂。屬于雙層屋面的構(gòu)造形式。通過兩層屋面之間的空氣流動,從而帶走太陽的輻射熱以及室內(nèi)對樓板的傳熱,降低屋頂內(nèi)表面的溫度,減少房屋空調(diào)能耗。其構(gòu)造做法是在樓板上鋪設(shè)架空的大階磚或者水泥板,架空高度一般為200mm左右,為了保證間層內(nèi)的良好的通風(fēng)效果,通常要求每段風(fēng)道長度不應(yīng)大于15m,風(fēng)道出入口正對的女兒墻上應(yīng)該開設(shè)足夠大的可通風(fēng)面積。在自然通風(fēng)條件下,實砌屋面和通風(fēng)屋面隔熱效果如表1所示。2)屋面鋪隔熱板。屋面隔熱的方法有很多,在屋面結(jié)構(gòu)層上鋪設(shè)聚苯乙烯泡沫板、聚乙烯板等等絕熱材料的方法是目前最常見的做法,是為了增加屋面的熱阻,降低傳熱系數(shù),并減少外部的熱量傳遞到房間?;蛘咴陂g層上部的階磚面貼敷鋁箔限制階磚向樓板的高溫輻射。3)植被屋面。植物的光合作用能消耗太陽能,從而使太陽能用于植物自身的蒸發(fā)。而且植物的莖葉具有一定的遮陽作用,從而有效地降低屋面室外綜合溫度,減少屋面的溫差傳熱量。種植植物的土壤也可以減少太陽輻射對屋面的作用,也可以防止頂層房間過熱。因此,植被屋面是十分有效、生態(tài)環(huán)保的一種隔熱節(jié)能屋面。4)蓄水屋面。蓄水屋面是在防水層上面進(jìn)行儲蓄一定高度的水,形成一定面積的水面屋頂,水面可以對陽光進(jìn)行反射作用,并起到保溫隔熱的作用。在室外環(huán)境的綜合作用下,水由液體蒸發(fā)為氣體,將熱量帶到空氣中散發(fā),從而減少屋頂對熱能的吸收,起到隔熱的作用。蓄水屋面既可隔熱又可保溫,還能保護(hù)防水層,延長防水材料的壽命。一般水深50mm即可滿足理論要求,但實際使用中以150mm~200mm為適宜深度。

3.1.3墻體優(yōu)化設(shè)計

使用淺色的外表面處理。例如:淺色漆,淺色磚等的合適性,這樣不僅可以減少吸收太陽輻射熱的壁表面,而且還可以減少幅度壁溫。墻可以使用熱空氣對流原理。夏熱冬暖地區(qū)的建筑熱工設(shè)計中墻體的優(yōu)化設(shè)計也是重要環(huán)節(jié),東方市居住建筑的外墻適宜采用淺色的表面處理。外墻可以利用熱壓原理通風(fēng)的對流,做成空心夾層墻,使墻體內(nèi)表面溫度降低。建筑外墻墻體材料的選擇也是阻熱措施的關(guān)鍵,在墻體外側(cè)貼敷隔熱材料,可以降低傳熱系數(shù),達(dá)到形成復(fù)合隔熱外墻的效果。

3.2建筑遮陽技術(shù)

通常在南方炎熱地區(qū),建筑得熱的直接原因是太陽輻射。有效的防熱措施是通過遮陽措施來隔斷太陽輻射的熱量。因此,東方地區(qū)居住建筑的建筑節(jié)能中的建筑遮陽優(yōu)化設(shè)計為之重點。首先,結(jié)合東方地區(qū)東南風(fēng)的條件,適合的朝向應(yīng)該是盡量接近南向,或者東南方向。這樣會使居住者應(yīng)用的主要房間得到更好的朝向。其次,是遮陽方式的選擇,遮陽形式多種多樣,各具特色,普遍的遮陽方式有固定窗口外遮陽(有水平遮陽、垂直遮陽、擋板遮陽三種基本形式)、活動窗口外遮陽、窗口中置式遮陽、窗口內(nèi)遮陽、玻璃自遮陽等。在選擇遮陽方式的時候,通常我們在建筑設(shè)計時根據(jù)不同的經(jīng)濟(jì)因素、建筑使用方式、建筑的朝向不同、建筑立面需要等因素來確定。最后,建筑設(shè)計中根據(jù)能源降耗的原則考慮屋頂遮陽設(shè)計,由于炎熱的夏天,太陽對屋頂空間的空調(diào)能源消耗有巨大的影響,因此結(jié)合人們活動的設(shè)計所形成植被屋面,這樣能在有效的阻隔太陽對屋面直接輻射的同時,也可為居民創(chuàng)造豐富的室外活動空間。而且同時也能結(jié)合建筑立面造型,設(shè)計有創(chuàng)造性的建筑意象。

3.3建筑的自然通風(fēng)

現(xiàn)代建筑對自然通風(fēng)的利用措施,應(yīng)考慮綜合的條件,而不是局限于傳統(tǒng)建筑的開門開窗等簡單的設(shè)計而達(dá)到自然通風(fēng)的目的。因此要想達(dá)到良好的自然通風(fēng)效果,一方面要在其建筑設(shè)計階段根據(jù)建筑周圍環(huán)境、總體布局等條件的制約,來組織和誘導(dǎo)自然通風(fēng),從而達(dá)到建筑節(jié)能降耗的目的;另一方面,通過門窗、屋頂?shù)葮?gòu)件的優(yōu)化設(shè)計,來實現(xiàn)良好的自然通風(fēng)效果。所以現(xiàn)代建筑對自然通風(fēng)的利用措施在實際應(yīng)用中有了多種的技術(shù)措施和精密的舒適條件的限制。

4結(jié)語

建筑節(jié)能技術(shù)設(shè)計是建筑節(jié)能領(lǐng)域的關(guān)鍵。因此,不管是制定建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還是具體的工程項目設(shè)計,都應(yīng)該把提高能量效率作為建筑節(jié)能的著眼點,并保障建筑的質(zhì)量過關(guān),滿足住戶的使用功能的前提之下,制定可實行高的節(jié)能指標(biāo)體系,根據(jù)不同的地域性采用合理而有效的建筑節(jié)能技術(shù)及管理措施,有效地降低建筑能耗,從而達(dá)到在使居住的舒適性提高的同時,也能夠節(jié)約能源并改善環(huán)境。

作者:陳秀武鄭倩