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绿色节能理念建筑结构设计探讨

发布时间: 2022-11-09 16:20:03 来源:网友投稿

摘要:本文笔者结合工程案例,从房屋节能环保设计与建筑设计之间的关系开始论述,进而将节能设计要求极其具体的节能环保设计内容进行了研究。希望能够为从事建筑节能环保设计的工作者提供必要的参考和帮助。

关键词:建筑结构;绿色节能;设计;思路

一、基于绿色理念的建筑结构设计原则

1.结构整体性原则

绿色建筑设计应把自身当做一个开放的体系与自然界构成一个整体,应追求环境效益最大化,局部利益应当服从整体利益,暂时性利益应当服从长远利益。

2.合理适中原则

绿色建筑结构遵循合理适中的原则,合理的结构体系,适中的经济成本,这些要求也是对结构具备绿色特性的表现。

3.尊重自然原则

绿色建筑的显著特点就是能够与环境完美的相融合,使二者和谐统一。建筑结构设计中优先考量自然、生态,改变过去人类是自然中心的错误意识,尊重自然法则,维护生态平衡,注重生态环保。

二、结合案例分析房屋建筑节能环保设计的具体内容

1.工程概况

某建筑工程,规划建设用地55公顷,居住建筑628788m2(地上),配套公建105788m2(地上),非配套公建58997m2(地上),本小區居住人口13134人,总户数4690户,停车数量3615辆,人均集中绿地4.50m2,绿地率40.3%。其中,在四区的406号楼应用太阳能技术提供生活热水和部分用电需求。该小区307号楼为五层住宅。其顶层是带阁楼的跃层户型,建筑3339.17m2,户数24户,朝向正南偏西。以此幢住宅作结合绿色节能环保技术进行一体化设计。

2.具体设计分析

2.1外部环境设计的节能设计

外部环境对于建筑物来说非常重要,对其建筑物的外部环境进行科学、合理的节能环保设计,是必要的。首选,根据小区所在地区的气候,案例小区位于我国北方城市,四季分明,冬季气温低,夏季相对凉爽,但是炎热多雨,因此在房屋外部的设计方面要根据这些气候特征进行,首先,要将外部微气候环境与建筑物的整个生命周期紧密联系在一起,这样才能够为建筑节能奠定良好的基础,本次案例小区的设计中,其外墙所采用的是纳米透明隔热涂料,这种涂料具有透光性好,隔热效果好的特点,是目前使用比较广泛,科技水平比较高的一种产品。以案例小区所在地区的气候条件为基础,采用这种涂料,夏季能抑制66%太阳能辐射不进入室内,并能保证透光率达到70%,能使室内温度低于室外温度达到5℃~8℃,测试表明,夏天开空调时,空调的耗电量可从原来301度降低到206度,可节电20%-30%左右;在冬季,隔隔热涂膜的特殊金属膜呈透明型、引进可视光,长波长的暖气能在室内反射,使室内的暖气(远红外线)约九成不外流。

2.2单体的建筑设计的节能设计

房屋建筑包括众多的单体结构,其中有屋顶、楼板以及门窗等,那么从这些单体设计出发,采用先进的环保材料,这样可以有效达到节能降耗,绿色环保的目的。

本次研究的案例中,其屋顶采用了坡屋顶,充分了利用了建筑物自身的性质,设计人员还巧妙的在其屋顶中设置了保温层,这样就可以从不同的需求出发,进行隔热屋面以及蓄水屋面等设计,该小区就在屋顶采用了种植屋面,不但提高了小区环境质量,同时也起到了隔热、保温的效果,门窗在整个建筑物的热损失中所占比重为两到三成。因此,门窗结构节能设计是一个关键,门窗节能主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳能辐射3个方面进行。减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加设备负荷,可通过采用密封材料增加窗户的气密性;减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递,建筑物的窗户由镶嵌材料和窗框、扇型材组成。为此,要加强节能型窗框和节能玻璃等技术的推广和应用,增大窗户的整体传热系数以减少传热量。塑钢门窗不仅防噪隔声功能显著,防雨水渗漏能力强,空气渗透量小,更主要的是塑钢门窗的导热系数极低,隔热效果优于铝材1250倍,在采暖和制冷上,能耗要低30%~50%,室内空调的启动次数明显减少,耗电量也显著减少。

2.3墙体节能环保设计

多年以来,我国建筑墙体一般采用单一材料,如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。单一材料导热系数大,一般为高效保温材料的二十倍以上,由于建筑节能的需要,新型复合墙体已经出现,复合墙体主要通过在墙体主体结构基础上,增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。复合墙体很好地发挥了两种材料的长处,既不会使墙体过厚,又能承重,保温效果又好,因此,发达国家新建建筑已基本上采用了此种方式。

2.4选用建筑节能材料合理选用

建筑节能材料也是全面实现建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料会不断被研制出来并应用建筑设计中去,更好地起到了节能作用。如新型保温材料、防水材料在墙体、屋面构造中的用,达到了更好的保温防潮效果;新型隔热玻璃和框体材料在建筑外门窗中的应用,起到了更好的隔热降耗效果;采用可调节的铝材遮阳板,达到遮阳的目的。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。

3.其他方面的节能环保设计

该住宅小区利用可再生能源的地耦热泵系统作为空调系统冬季供热、夏季供冷,同时提供生活热水,比常规系统能耗降低30%~50%;采用混凝土楼板辐射采暖制冷空调系统及置换式新风系统,舒适度较高,而且系统运行比常规系统节能20%~30%,利用低品位的冷热源与提供低品位冷热源的地源热泵系统相配合,可达到最佳节能效果;采用了浮筑楼板技术,极大地减弱了上下楼层间的楼板撞击传声;采用卫生间同层排水技术,在消除户间噪音污染和空气污染的同时,营造整洁的环境。另外,建筑节能设计的过程中,防火设计也是一个不可缺少的重要环节,在确保建筑防火效果能够得以保障的前提下,科学采用防火材料,才能够达到节能环保的目的。建筑防火设计要以建筑物的适用年限为前提,同时结合其地理位置以及交通条件。总体的平面设计要首先确定,然后要根据建筑物房屋的耐火等级,进行设计。

通过对案例小区的研究,从其外部环境、房屋单体结构、建筑墙体、环保材料选择以及防火设计等方面进行了具体的节能环保设计分析,并从这些设计中,能够总结得出,房屋建筑的节能环保设计,必须要与其实际的情况相结合,遵循设计原则,从当地的气候环节以及房屋的实际特点出发,这样才能够达到最为理想的节能环保效果。

结语

建筑物的功能也在不断丰富,我国建筑行业的耗能问题也更加严峻,建筑物在为人们提供了优良的生活和工作场所外,也加剧了我国的资源与环境问题,面对这样的情况,在房屋建筑设计中科学的采用节能环保技术,是实现建筑房屋从传统的高能耗模式向着节约型、环保型的方向发展的必然之举。绿色节能型建筑,是房屋建筑未来发展的一个必然趋势,在建筑设计中融入节能环保理念,已经势在必行。作为建筑设计人员,应该不断完善专业技能,充实自我,积极创新,这样才能够设计出更多更好的节能、绿色建筑。

参考文献:

[1] 蔡志滨.绿色节能理念建筑结构设计探讨[J].建材与装饰,2017(30).

[2] 齐璐.建筑结构设计中绿色节能环保理念的应用浅析[J].中国房地产业,2017(15).、

[3] 黎晶.建筑设计中节能建筑设计的探讨[J].中国标准化,2017(3X).

[4] 李侠.建筑结构设计中绿色节能环保理念的运用[J].建筑知识,2017(15):130.

作者简介:

王晟 身份证号320911199008313436

庞倩 身份证号320882199207085640

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