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所謂的建筑節能則主要指的是利用科學技術與一定手段,對建筑中的照明系統、采暖系統等進行一定的改進,以達到降低能源消耗的目的;對建筑周圍的自然能源充分利用,以提升能源的高效利用率,從而在很大程度上促進綠色建筑的發展。供暖系統是建筑必不可少的系統之一,也是建筑耗能最多的系統,如果能夠將建筑損失的熱量降低,便可以在很大程度上減少采暖系統對能源的消耗,具體來講,想要實現建筑節能,可以從以下幾方面入手:第一,充分利用太陽輻射熱能與建筑的內部熱能;第二,提升建筑門窗的密封性,以減少因空氣滲透所造成的熱量消耗;第三,在一定程度內減少建筑外表面積,以及提升建筑維護結構的保溫性能也可以減少建筑因傳熱所造成的熱量消耗。
2建材節能與建筑節能問題的關聯性
2.1建材節能的相關問題
在建材節能領域中,主要存在的問題有以下兩個方面:其一,建筑的生產相關環節存在不達標現象,由于當前市場上的節能建材價格相對較高,導致一部分施工人員在施工過程中對建筑材料偷工減料、以次充好,忽略建筑材料之間搭配的合理性,而相關的管理者也并沒有及時系統的進行監督與審查,造成很多建筑中的建筑材料不能達到節能的標準[2]。而與其他相同用途的建筑材料相比,節能建材的性價比相對較低,礙于經濟因素,當前在建筑市場中大規模推行節能建材仍然存在一定難度。另外,對節能理念的認識不足也是當前建材節能領域存在的主要問題之一,很多人還沒有意識到使用節能建材的好處與重要性。其二,建筑的施工環節不到位,當前很多建筑施工工人不能對節能建材合理科學的進行設計與施工,也在一定程度上限制了節能建材優勢的充分發揮。
2.2建筑節能的相關問題
在建筑節能領域,建筑耗能是最核心的問題,當前很多建筑的能源消耗量過大,且存在能源利用率較低的現象。以北方地區為例,冬季建筑都要進行采暖,而當前絕大多數建筑的采暖系統都是以消耗煤資源為主,每年都會耗費很多不可再生資源,也對大氣等自然環境產生嚴重污染,在很大程度上制約著我國經濟的進一步發展。而且,在很多城市建筑中,供熱所用的空調有很多都會出現供熱效率不高、相關維護裝置沒有足夠氣密性以及保溫性等現象。另外,我國當前還有相當一部分建筑人員沒有足夠的建筑節能意識,早在上個世紀八十年代,西方許多發達國家在進行經濟發展的同時,便已經在建筑節能的技術方面非常有建樹了,而我國卻沒有在這方面考慮太多[3]。
2.3兩者的關聯性
從上述情況看,在當前建材節能領域與建筑節能領域中,都存在著能源上的浪費現象,建筑建造的基本便是建筑材料,如果建筑材料在能源上浪費嚴重,也會在很大程度上影響建筑的節能性。另外,在建材節能與建筑節能領域,還都存在著意識不足現象,這在一定程度上反映了我國當前在節能建筑觀念的普及方面仍然沒有做到位。
3建材節能與建筑節能施工措施的關聯性
3.1建材節能的施工措施
在建筑建造過程中合理應用可再生能源,如在建筑的設計過程中,將太陽能合理利用便能夠實現太陽能的光伏發電。另外,還可以對建筑材料產生的廢棄物充分利用,不僅能夠節省一部分建筑成本,還能夠減少建筑垃圾對環境的污染,如將已經廢棄的橡膠打碎成顆粒,融入到建筑部混凝土中,不僅能夠提升混凝土的抗裂性,還能夠節省建筑成本、減少環境污染。
3.2建筑節能的施工措施
建筑節能主要表現在使建筑供熱系統的供熱效率得到有效提升,以及減少建筑圍欄保護結構的散熱兩方面[4]。在建筑過程中,可以對建筑的墻體與門窗的保溫性能加以改善,還需要對建筑的題型系數加以控制,與此同時,還可以對建筑的布局進行科學合理的調整,以提升建筑的節能效果。
3.3兩者的關聯性
建材節能是建筑節能中非常重要的組成部分,如果沒有做好建材節能,那么建筑節能也就無從談起,如果可以將具備節能效果的建筑材料運用到建筑節能的相關設計當中,不僅僅可以使能源的消耗有所降低,還能夠充分發揮祝建筑自身的保溫隔熱功能,使建筑更加符合節能環保的新型理念。
4結論
面對景觀設計這個名詞,水體、綠色植被、建筑、小品鋪裝等巧妙融合在一起的景色就會隱射在我的腦海中,想象著自己設計的別墅搖曳在大自然這片碩大的綠葉上,徜徉在清澈的空氣中,蔚藍的天空中,或者漫無邊際的深邃海洋中,一陣陣原生態的微風拂過,一股涼爽沁人心脾的感覺油然而生。我不禁深吸一口氣,沉浸其中。節能是我設計該建筑的重點,而景觀就是我的左膀右臂。隨著時代與科技的不斷進步,立體綠化這個辛欣的詞語已經逐漸滲透進我們的生活中并且正在深刻的影響著我們的生活。我們都知道綠色植物是天然的光合作用過的植物,為我們吸進二氧化碳排出有益的氧氣,對我們居住的局部氣候起著十分重要的作用,因為它能夠有效地節約了我們建筑的能效損耗。對建筑而言,若從節能的角度考慮最重要的就是太陽照射帶來的建筑室內外溫度差過大的問題,而恰恰景觀綠化在這方面起到了至關重要的作用。
我們應當對立體綠化的構建樹立起高度的重視,并不斷采取適當的措施,使我們生活的環境更加節能,更加健康。綜上所述,面對我所設計的這幢節能建筑,我會將立體綠化景觀完全的運用進來。首先最重要的就是墻面的綠化,墻面就像是別墅的外衣,如果外衣不透氣或者溫度很高,相信內部也會悶熱不堪。而墻面綠化就是一種很現代的綠化模式通常被稱為垂直綠化,這種垂直綠化我們最常見的就是爬山虎了,他不僅美觀了空洞的建筑外表面,最重要的是做到了環保的效果,改善了居住環境的生態效果。面對別墅的東西南北四個方向,我通過根據不同朝向、風向等微氣候環境可適當的選擇不同的植物來種植。該別墅的南面和東面的陽光照射比較充足,我可以選擇喜歡陽光溫暖濕潤的植物例如爬山虎或者凌霄等,這樣可以在冬季吸收較多的太陽光照增加建筑外表面的溫度。而北面和西面的陽光照射比較弱,我選擇忌陽光照射好陰處生長的常春藤或者扶芳藤,這樣可以在夏季反射較多太陽光的照射從而減輕建筑物外表面的溫度。所以說墻面的綠化固然重要,但同時也需要考慮不同朝向墻面的材料,需要因地制宜的進行選擇,這樣才能達到節能的效果。據相關數據顯示,建筑物外墻有綠色植物的包裹其表面晝夜的平均溫度會由35.1度降到30.7度,此處相差了4.4度。而墻體內部的溫度會由30度降到29度,此處相處1度。
綠色植物外墻的室內溫度比無綠色外墻的室內溫度要低3—5度。這表明墻面綠化在環保、節能方面所起的作用是及其顯著的,綠植墻體不占用地面空間的同時還突出綠色環保,保溫隔熱且降噪除塵,這些已取代了高技派建筑通過高科技的方式來降低溫度得節能效果,更通俗地說取代了空調等設備夜間工作所消耗的能量,而且做到了低成本,高能效的雙重目標。其次屋頂綠化也對建筑節能做出了巨大的貢獻,對于我的別墅來說它也是一項很好地節能措施。屋頂上面的綠色植物可以通過光合作用和蒸騰作用有效地在夏季為我的建筑降低由陽光照射所引起的過高的溫度,減少室內的熱量從而降低室內溫度。在冬季,由于綠色植物的土壤層有較好的保溫效果,可以調節室內的溫度降低建筑的熱能耗。這就是通過綠色植物的景觀設計來達到節能的效果,這對城市環境的改善有著不可估量的影響。上述是墻面綠化和屋頂綠化對節能建筑的研究,然而面對墻體綠化和屋頂綠化的綜合體立體綠化,也同樣對其做了詳細的研究與測量,在夏季,裸建筑的外表溫度在32℃—49.5℃度之間變化,但是立體化的建筑外表溫度在28.8—33度之間變化。
通過這些數據強有力的證明了立體綠化的景觀設計溫度方面及能量消耗的綜合效果方面都非常有優勢。隨著時代的進步與科技的發展,我們對自己的生活要求越來越高,節能的意識也不斷注入我們的思想中。本篇通過列舉高技派的建筑節能與低技派的建筑節能的知識了解,從而鋪墊出立體化景觀設計對我們日常住宅的節能效果的重要性,它遮陽、降溫保濕、隔噪音、凈化空氣、美化環境,最重要的是造價低符合我們百姓的需求,通過景觀設計來打造我們節能、健康、舒適的環境的確物美價廉,值得期待與更好的發展!
作者:蘇會人 杜嬌陽
標準主要技術內容包括:第一章總則,第二章術語,第三章建筑節能設計計算指標,第四章建筑和建筑熱工節能設計,第五章建筑節能設計的綜合評價,第六章空調采暖供暖通風節能設計,第七章給排水節能設計,第八章電氣節能設計,第九章可再生能源建筑應用,第十章建筑節能設計審查技術要求,以及10個附錄A~M。標準強制性條文設置如下:第四章“建筑和建筑熱工節能設計”15條,第六章“空調采暖供暖通風節能設計”3條,第七章“給排水節能設計”1條,第八章“電氣節能設計”1條,第九章“可再生能源建筑應用”1條;第4.1.8條關于凸窗的規定內容和和第4.2.4條關于夏熱冬冷地區建筑圍護結構性能的規定內容,雖未列為強制性條文,但仍按強制性條文要求執行。因此整個標準共設置了23條強制性條文。
2《設計標準》與《實施細則》、現行行業標準相比技術內容有哪些變化?
《設計標準》在現行兩本居住建筑節能設計行業標準基礎上,結合我省建筑節能技術和產業發展水平,對《實施細則》進行修編完成的。標準主要技術內容既符合現行行業標準對節能設計的基本要求,又根據我省實際,有所創新。主要歸納為以下幾個方面:
2.1對我省居住建筑范圍作了界定。《民用建筑設計通則》JGJ37-87(舊標準)條文說明對居住建筑范圍作了界定:居住建筑包括住宅建筑和宿舍建筑。《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》JGJ75-2012第1.0.2條的條文說明對居住建筑范圍作了說明:居住建筑主要包括住宅建筑(約占90%)和集體宿舍、招待所、旅館以及托幼建筑等。《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ134-2010第1.0.2條文說明中,居住建筑包括住宅建筑、集體宿舍、住宅式公寓、商住樓的住宅部分、托兒所、幼兒園等。本標準結合我省實際情況,為便于建筑節能工作的統一開展,參照《民用建筑設計通則》JGJ37-87規定,將居住建筑界定為住宅建筑和宿舍兩個部分,宿舍建筑包括集體宿舍、學生宿舍等,未包括招待所、旅館以及托幼建筑。
2.2我省重新劃定節能設計氣候分區,夏熱冬冷地區不再執行夏熱冬暖地區北區節能規定。福建省居住建筑節能設計氣候區劃分為夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區北區和夏熱冬暖地區南區;寧德、南平和三明屬夏熱冬冷地區,福州、平潭、莆田和龍巖屬夏熱冬暖地區北區,泉州、廈門和漳州屬夏熱冬暖地區南區;平潭原為福州市的縣級市,現為國家綜合試驗區,氣候分區仍沿用以往規定,劃入夏熱冬暖地區北區內。見圖1。我省2004年頒布《實施細則》時,考慮到我省夏熱冬冷地區建筑節能工作剛啟動,經驗不足,且該地區建筑規模不大,規定了夏熱冬冷地區節能設計按夏熱冬暖地區北區節能要求執行。現在我省建筑節能形勢發生了很大變化,經過10年的建筑節能實踐,我省夏熱冬冷地區已積累了豐富的建筑節能經驗,已形成一批成熟的節能設計隊伍,已具備條件執行夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準相關規定。本標準對我省夏熱冬冷地區的節能設計要求單獨列出,不再按夏熱冬暖地區北區節能設計要求執行。
2.3制定福州市市轄區和廈門市更高的節能水平標準《實施細則》和現行兩本行業標準是按節能50%水平規定了節能設計一系列措施和方法。《設計標準》對福州市市轄區和廈門市提出了節能水平更高的一系列技術措施,包括提高圍護結構性能、通風、遮陽、綠化等,經過較科學的測算,與現行行業標準《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》JGJ75相比,圍護結構節能水平提高接近5%,輔以其它節能措施,總體節能水平接近60%。福州市市轄區指福州市的鼓樓區、臺江區、倉山區、馬尾區和晉安區。今后如有區劃調整,則按調整后的市轄區范圍執行。福州市市轄區和廈門市居住建筑節能設計執行更高節能水平是基于以下考慮:國務院辦公廳以〔2013〕1號轉發的國家發展改革委、住房城鄉建設部制訂的《綠色建筑行動方案》提出:“鼓勵有條件的地區執行更高能效水平的建筑節能標準”;住建部頒布的《“十二五”建筑節能專項規劃》要求:“有條件的地方要執行更高水平的建筑節能標準和綠色建筑標準”;《福建省建筑節能“十二五”專項規劃》要求;“福州和廈門率先開展節能率65%的工程示范”。福州市是福建省省會,廈門市是計劃單列市,長期以來建筑節能工作均走在全省前列,形成了一支較強的建筑節能科技隊伍,經濟發展水平較高,節能產業實力較雄厚,有條件執行更高能效水平的設計標準,為全省做出示范。為與綠色建筑工作相銜接,福州市市轄區和廈門市居住建筑節能設計按以下原則掌握:(1)執行本標準;(2)若不執行本標準,則可轉按綠色建筑標準進行設計。即二選一設計,兩者等同。
2.4在現行行業標準基礎上調整了墻體熱工性能要求。現行行業標準《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》和《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》對所屬氣候區的外墻體性能有不同的要求,夏熱冬冷地區根據建筑體型系數,要求墻體傳熱系數K=1.0~1.5(體型系數≤0.4時)或K=0.8~1.0(體型系數>0.4時),夏熱冬暖地區北區要求K≤2.0,南區K≤2.5。《設計標準》考慮到南方地區建筑節能重點在于圍護結構的遮陽與隔熱,同時我省夏熱冬冷地區(寧德、南平、三明)與夏熱冬暖北區(福州、莆田、龍巖)接壤,其氣候條件相近,以及我省夏熱冬暖南區(泉州、廈門、漳州)與廣州地區的差異,適當調整我省建筑墻體保溫要求,統一規定我省各氣候區的建筑墻體性能K≤2.0,其中,夏熱冬冷地區當建筑體型系數>0.4時,則要求墻體K≤1.0。這樣要求更切合我省實際,有利于標準執行和進一步推廣自保溫節能墻體技術。
2.5提高對外窗的性能要求。我省圍護結構中墻體與外窗相比,外窗的隔熱與保溫性能應更重要,是節能重點。《設計標準》編制時,適當放寬墻體性能要求,提高對門窗性能的要求,表1給出了我省各氣候區(城市)外窗性能限值要求,與《實施細則》和現行行業標準相比,對外窗的傳熱系數和遮陽系數要求均有了較大的提高。
2.6明確規定外墻體傳熱系數為平均傳熱系數。《設計標準》規定建筑外墻的傳熱系數和熱惰性指標應考慮結構性熱橋的影響,取平均傳熱系數和平均熱惰性指標。《實施細則》對外墻體傳熱系數計算方法未明確,因此我省各地區對墻體傳熱系數取值不盡相同,有的取主墻體傳熱系數,有的取平均傳熱系數。《設計標準》附錄C給出了外墻的傳熱系數和熱惰性指標的計算方法。
2.7合理控制窗墻面積比。普通窗戶(包括陽臺門的透明部分)的保溫性能比外墻差很多,尤其是夏季白天通過窗戶進入室內的太陽輻射得熱也比外墻多得多。一般而言,窗墻面積比越大,則采暖和空調的能耗也越大。因此,從節約的角度出發,必須限制窗墻面積比。在一般情況下,應以滿足室內采光、通風等要求作為窗墻面積比的確定原則。我省人們無論是過渡季節還是冬、夏兩季普遍有開窗加強房間通風的習慣。一是自然通風改善了室內空氣品質;二是夏季在兩個連晴高溫期間的陰雨降溫過程或降雨后連晴高溫開始升溫過程的夜間,室外氣候涼爽宜人,加強房間通風能帶走室內余熱和積蓄冷量,可以減少空調運行時的能耗,因此本標準在南、北朝向有允許較大的開窗面積。而對東、西向窗墻面積比限制較嚴,因為夏季太陽輻射在東、西面最大。不同朝向墻面太陽輻射強度的峰值,以東、西向墻面為最大,西南(東南)向墻面次之,西北(東北)向又次之,南向墻更次之,北向墻為最小,因此,嚴格控制東、西向窗墻面積比限值是合理的。表2給出了各氣候區(城市)的窗墻面積比限值,總體上看比《實施細則》和現行行業標準更嚴格。設計建筑的窗墻面積比突破限值規定是允許的,但是為了滿足建筑節能設計的要求,需進行建筑圍護結構熱工性能的綜合評價。
2.8對建筑設置凸窗提出限制要求。《設計標準》參考了《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ134-2010中的強制性條文第4.0.5條和一般條文第4.0.10條內容,結合我省實際做了調整,對各氣候區凸窗板傳熱系數系數限值作了規定,見表3。《設計標準》對《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》規定的凸窗板的傳熱系數作調整,提出新的限值要求,主要基于以下幾個考慮:一是我省居住建筑使用凸窗較多,凸窗熱工性能薄弱,對建筑節能不利;二是我省建筑節能主要以隔熱為主兼顧保溫,同時建筑墻體節能以自保溫為主,熱橋局部采用無機保溫砂漿的做法,經多年工程實踐,證明該做法是切實可行的。三是凸窗側板一般以鋼筋混凝土形式出現,若按行標要求,則要使凸窗板傳熱系數不低于外墻傳熱系數限值[K≤1.0W/(㎡•K)],保溫砂漿厚度勢必超過30mm,不利保溫砂漿施工且易引發工程質量問題,故本標準調整了凸窗板的傳熱系數要求,同時采用“凸窗面積按照展開面積計算”等措施進行補償。四是凸窗下底板,在其下底面進行保溫砂漿施工難度較大,且該部位不受太陽輻射影響,其隔熱性能能夠滿足要求,故不對下底板提出要求。五是在本標準在編制過程中、綜合考慮各方意見,凸窗板保溫太厚,比較難執行,建議設定凸窗板超過400mm的情況下做保溫處理,旨在限制凸窗的過渡做法。經研究討論本標準采納該意見。本條在具體實施時,上頂板可以采用在挑出構件上方用保溫砂漿抹灰,在側板可以采用保溫砂漿進行外保溫處理。