高层建筑节能设计
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高层建筑节能降耗措施方案高层建筑作为城市的标志性建筑,在现代社会的建筑中占据着重要的地位。
然而,高楼建筑由于其大量使用能源和排放大量的二氧化碳等温室气体,导致能源浪费和环境污染问题日益严重。
为了解决这一问题,我们需要采取一系列的节能降耗措施,以下是一些方案:首先,采用高效隔热材料。
在高层建筑的墙体、屋顶和地板等部位,采用高效隔热材料,如保温板、保温层等,以减少建筑内外部温度差异,降低室内空调和供暖的能耗。
其次,建立智能控制系统。
高层建筑应配备智能化控制系统,通过感应器、遥控器等设备实现智能化控制,使建筑内的照明、空调、供暖等设备能够根据人员密度和环境条件进行智能调节,避免空调和照明设备的过度使用。
第三,推广利用可再生能源。
高层建筑可以利用太阳能光伏发电技术,将太阳能转化为可用电能,在满足建筑内部用电需求的同时,减少对传统能源的依赖。
此外,还可以将风能转化为电能,通过设置风力发电装置实现高层建筑的自给自足。
第四,优化建筑照明系统。
采用低能耗的LED灯具替代传统的白炽灯和荧光灯,以减少用电量,并在不需要照明的时间段自动熄灭照明设备。
此外,还可以通过优化室内采光设计,最大限度地利用自然光,减少室内照明需求。
第五,注重建筑水资源的合理利用。
在高层建筑中,采用节水设备,如减小冲水箱容量、设置节水洗手装置等,减少对水资源的浪费。
另外,可以收集和利用雨水、废水等,用于浇灌植物、冲洗马桶等非直接生活用水。
第六,合理运用新技术手段。
随着科技的发展,高楼建筑可以利用先进的技术手段,如地源热泵、新风系统等,降低供暖和空调的能耗。
此外,利用建筑外墙安装太阳能光热板,通过吸收太阳能进行供热,减少对传统能源的依赖。
最后,加强宣传和教育。
不仅要在高层建筑中采取节能降耗措施,还应该加强对公众的节能意识教育。
通过举办宣传活动、开展能源知识普及、加强节约能源的意识等方式,让公众充分了解到高层建筑节能降耗的重要性,共同参与到节能降耗的行动中。
218城市建筑Urbanism and Architecture / 2024.07资源。
节约能源不仅有助于延长资源的使用寿命,而且有利于减少对自然资源的过度开采,从而更好地维护生态平衡[1]。
本文通过对装配式高层住宅超低能耗建筑的节能设计原理及实践经验,从概念、策略与实际应用以及未来展望等几个方面进行论述,对超低能耗居住建筑的设计及施工技术开展系统性研究,有利于推动建造方式创新,提升装配式建筑发展水平,带动建材、节能、环保等相关产业发展,大力推动超低能耗建筑技术的应用。
1 装配式超低能耗建筑的概念装配式建筑是一种以模块化、工业化生产方式构建的建筑形式,它的核心思想是将建筑过程工程化、标准化,并在工厂中进行预制和组装,然后将已经完整的模块或构件运输到现场进行快速安装。
装配式建筑将建筑分解为多个模块或构件,通过预先设计和制造,保证模块的质量和一致性。
这些模块可以根据需求进行定制,提供了更大的灵活性和多样性。
装配式建筑在工厂中进行预制和组装,采用标准化的生产线和工艺流程,这种生产方式可以提高生产效率和产品质量,并降低人工成本。
装配式建筑的模块具有可移动性,可以进行拆卸、运输和重新组装,这使得建筑可以灵活地适应不同地点和用途的需求,并且可以在不同场地之间进行重复使用。
超低能耗建筑遵循环保及节能准则,结合前沿技术与设备,旨在在运营期间大幅降低能源使用量与碳排放量。
这样的建筑表现出色,很大程度上得益于创新材料与技术的有效融合。
在设计这类建筑时,预制建筑元素与新兴材料的融合不但优化了建筑性能,同时减少了施工与操作摘要 随着全球能源问题日益突出以及对环境保护的不断追求,节能建筑设计已经成为当今建筑界的一个重要课题。
在这个背景下,装配式超低能耗建筑的节能概念逐渐崭露头角。
装配式建筑是一种以模块化、工业化生产方式构建的建筑形式,其通过提前预制和标准化设计,有助于实现更高的能源效益和较低的能源消耗。
文章旨在探索装配式高层住宅超低能耗建筑的节能设计原理及实践经验,以期帮助读者更好地理解该建筑形式的优势,并为构建可持续的城市和建筑环境提供指导。
浅谈高层建筑的电气及节能设计摘要:随着高层建筑向着自动化、节能化、信息化、智能化方向发展,给建筑电气设计也提出了更高更新的要求。
本文就高层建筑的电气设计主要内容做了初步的探讨,同时对于建筑电气中节能设计做了简要分析。
关键词:高层建筑;电气设计;节能随着城市的不断发展与进步,高层建筑在城市建筑中的比例也在逐年递增,对高层建筑电气设计的要求也越来越高,内容也越来越多。
为了适应发展的要求,国家及地方也陆续制定出一些新的规范,并且大量采用新技术的具有高性能的,满足节能要求的,安全可靠的建筑电气产品在陆续得到开发和推广应用,各种定型产品的系列也将越来越齐全。
一、高层建筑电气设计的主要内容传统建筑电气设计只包括供电和照明,而今天一般将其设计的内容形容为强电和弱电。
强电包括变配电、照明、防雷等,弱电包括消防、综合布线、电视等。
1.负荷的计算电力负荷计算是供电设计的依据参数。
计算准确与否,对合理选择变压器容量、电器设备型号及系统安全可靠与经济的运行均起到决定性作用。
一般高层建筑的负荷计算采用负荷密度法和需要系数法。
2.供电电源及电压的选择现代高层建筑的电力负荷普遍包含一、二级负荷,为了保证供电可靠性,至少应有两路独立电源。
两路独立电源运行方式,原则上为两路同时供电,互为备用。
另外,一级负荷中特别重要的负荷,除上述两路电源还须增设应急电源。
国内高层建筑的供电电压,一般采用l0kv标准电压等级,但随着城市的发展,从提高配电网的容量,降低线路上的电压损失,增大配电网的供电半径及降低线损等因素考虑,各地也陆续采用20kv电压等级,例如合肥市滨湖新区。
3.高低压配电系统的设计3.1 高压配电系统:现代高层建筑均是采用两路独立的高压电源同时供电。
一般两路电源采用单母线分段接线,设母联开关,自动切换,互为备用。
3.2 计费方式:采用高供高计。
但在低压侧,仍装设计费电度表,采用将照明与动力分开的两部电价法。
3.3为限制低压侧的短路电流,正常时变压器解列运行,中间设联络开关。
高层建筑设计中的节能措施建筑业一直是高耗能行业,而能源总量又是有限的,如何才能平衡社会发展与节能之间的关系,节能减排是整个建筑业都应当落实到位的工作,本文主要提出了高层建筑的节能措施。
《建筑技术开发》重点报道混凝土制品、防水与装饰材料、建筑施工技术、建筑施工机械、工程监理、测试技术、试验仪器等。
设有技术开发报道、专题开发综述、国外技术开发、技术讲座、技术开发专栏、短文荟萃、开发信息集锦等栏目。
1、前言据权威部门统计,建筑业的能耗占到全国能耗的25%以上。
而目前在我国高层建筑的全年能耗中,大约50%~60%消耗于空调制冷与采暖系统,20%~30%用于照明;而在空调采暖这部分能耗中,寒冷地区大约40%由外围护结构传热所消耗。
从目前情况分析,在围护结构、采暖空调系统以及照明方面,与20世纪80年代改革开放初期建造的同类建筑相比,现代建筑在节能消耗上已有较大的改观和提高。
但如能在建筑设计中采用更为先进的节能措施和技术,将会有更大的节约能源降低消耗的潜力。
建筑物的节能问题是多方面耦合的结果,不仅仅体现在采暖、空调等方面,还与建筑选型、平面布置、电气系统等诸多方面有关[1-5]。
如果只站在某个角度进行节能设计,其效果是十分有限的。
因此,在高层建筑的节能设计中,各专业应密切合作,共同将建筑的能耗降低至最低。
本文将结合北方某高层建筑工程实例,对高层建筑物的节能措施加以探讨,以期为相关地区的建筑设计提供依据。
2、工程概述本项目为高层建筑,地上建筑高度为20层,建筑面积54499m2;地下为3层地,建筑面积10501m2,停车位1300个。
项目所在地位于北温带季风区,兼备季风气候与海洋气候特点,月平均气温为25.3℃,历史极端最低气温为-16.9℃;年平均降水量为662.1mm;年平均风速为5.2 m/s。
3、节能措施3.1 建筑选型方面的节能措施(1)日照环境设计本项目为高层建筑,地上建筑高度为20层。
为充分利用自然光线和日照条件,本项目总平面布局上建筑主立面均朝向南向,有利于充分利用日照,以节省能源的利用,在北侧尽量减少开窗,除必要的窗口外,北侧外墙尽量少开窗。
高层建筑节能设计及节能效果分析【摘要】:随着经济的快速发展,很多高层建筑在装点城市景观的同时也加速了建筑内部能源的消耗,成为建筑中的耗能大户。
因而,重视高层建筑的节能工作是建筑节能中的首要工作。
【关键词】:高层建筑节能设计效果分析中图分类号:tu97文献标识码: a 文章编号:引言很多的设计者在建设的时候只求利益和建筑的形式,其节能设计却是被忽略和不受重视的。
建筑节能不仅是建筑本身,而且与气候条件、建筑物的形式、建筑朝向、周边环境还有外围护结构等都有着密不可分的联系。
本文就高层建筑节能设计的几个要点做出几点分析。
一、高层建筑围护结构墙体节能设计适用于高层建筑的新型墙体材料主要有蒸压加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块和复合墙体等。
1 )蒸压加气混凝土砌块蒸压加气混凝土砌块主要将70%左右的粉煤灰与定量的水泥、生石灰胶结料、铝粉、石膏等按配比混合均匀,加入定量水,经搅拌成浆后注入模具发气成型,经静停固化后切割成坯体,再经高压蒸养固化而成制品,是一种新型多孔轻质墙体材料,其特点是热阻大、重量轻,具有良好的防火、隔热、保温、隔声性能。
蒸压加气混凝土砌块已广泛应用于高层建筑中框架结构的填充墙和部分承重墙。
2 )轻集料混凝土小型空心砌块轻集料混凝土小型空心砌块采用水泥作胶凝材料,骨料以各种陶粒、陶砂和煤矸石等加入部分炉下灰为集料,经压制振动成型。
轻集料混凝土小型空心砌块具有重量轻、力学性能好、保温隔热等特点,适用于全国不同气候区。
一般用来做高层建筑中框架结构填充的内隔墙和外填充墙。
3)复合墙体复合墙体往往采用承重材料与高效保温材料(如岩棉板或聚苯板等)组成。
复合墙体较好地发挥了2种材料的特点,既不会囚组成墙体材料的强度过低导致墙体所需尺寸过厚,又具有良好的保温隔热效果。
因此,我国新建高层建筑目前已基本上采用了复合墙体的方式。
二、高层建筑楼板、屋盖节能设计高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度,是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件,同时使钢柱与各竖向构件起到变形协调作用。
揚州公園一號一期B區建築節能專項方案編制人:審核人:審批人:安徽省佳源建設工程有限公司編制日期:二0一0年十一月二十九日第一節、工程概況本工程為揚州明源房地產開發有限公司開發建設的商住樓,位於文昌中路和觀潮路交叉口,曲江公園的路西側,主要有B1#、B2#、B3#、B5#、B6#、B7#、地下室組成,總建築面積約45240m2 。
結構採用框架剪力牆結構。
設有一層地下室,強弱電、通風排煙系統,建築功能齊全。
該工程工程基礎型式為樁基礎+箋板基礎。
第二節建築節能設計概況一、建築節能設計要求1、牆體要求:內外隔牆採用190㎜厚雙排孔混凝土空心砌塊及190㎜(100㎜)厚蒸壓加氣混凝土砌塊。
2、外立面要求A、建築外牆南、北立面採用斷熱鋁金雙層中空玻璃窗。
B、建築四周立面採用土黃色面磚做法。
3、屋面工程:屋面工程隔熱層採用擠塑聚苯板,上方最薄處採用20厚1:8水泥陶粒找坡層,20厚1:3水泥砂漿;地下室上方空間為室外空間時,上方為40厚細石混凝土;B區地下室上方採用種植屋面做法。
4、鋁合金門窗工程:外門窗採用鋁合金斷橋隔熱門窗框,玻璃採用中空無色玻璃。
內門有用戶自理。
室內防火門採用鋼質門,鋼板面採用氟碳噴塗,門框及門扇采有不然燒環保材料填主充。
外窗及陽臺採用水準拉蓬式織物面料外遮陽。
5、電器照明、給排水:該工程電器照明已進行了節能設計,公用通道採用聲控開關。
線管采有暗埋方式。
給水基本採用暗埋方式,消防管道採用明裝或吊頂內穿行。
消防給水管道:消火栓給水管道採用熱鍍鋅鋼管,DN<100採用絲口連接、DN>100採用溝槽式連接,閥門及需拆卸部位採用法蘭連接。
閥門:內塗鋁合金管的生活給水管採用全銅質閘閥、PP-R給水管採用與管道相配套的截止閥。
消防給水管道:消防水房內採用閘閥,工作壓力為1.0MPa,其餘部位採用蝶閥,工作壓力為1.6MPa。
壓力排水管上的閥門採用銅芯球墨鑄鐵外殼閘閥,工作壓力0.6MPa。
浅谈高层建筑设计中的低碳节能设计作者:张睿来源:《建筑建材装饰》2014年第01期摘要:充分利用有限的资源和最大限度节约能源是当今社会所面临的一个大问题,本文简要探讨了如何通过相应的技术手段,满足市民改善对人居住环境的需求,推进建筑低碳节能技术在住宅建筑设计中的应用.关键词:高层建筑;建筑设计;低碳节能设计引言建筑节能对缓解我国能源紧缺矛盾,改善人民生活工作条件,减轻环境污染具有十分重要的意义,它既是促进经济可持续发展最根本的措施,又是深化经济体制改革的一项重要组成部分,所以我们要将低碳设计融入到建筑设计当中,为人民创造良好的生产环境。
1 高层建筑的特点与低碳节能设计的必要性高层建筑体形庞大,容积率过高,相邻建筑互相遮挡,不通透,形成大面积阴影区,从而使城市人居环境质量下降,市中心人口膨胀、交通拥挤。
除此之外,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略了对于生态环境的保护。
2 建筑低碳设计理念的重要意义(1)、建筑能耗约占社会总能耗的 1/3,我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从20 世纪 70 年代末的10%,上升到近年的 27.45%。
而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的 33%左右。
国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,如果不采取有力措施,到2020年我国建筑能耗将是现在的3倍以上。
如此庞大的比重,使建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋,急需改良建筑设计来改善这一状态。
(2)高耗能建筑比例大,加剧能源危机。
目前,我国已建房屋有 400 亿平方米以上,属于高耗能建筑,总量庞大,潜伏巨大能源危机。
正如建设部有关负责人指出,仅到 2000 年末,我国建筑的能耗约占全社会总能耗27.6%,而建筑用能的增加对全国的温室气体排放已经达到了 25%。
低碳环保的建筑设计可以解决这个问题。
(3)我国建筑节能状况落后,亟待改善。
浅议高层建筑电气的节能设计【摘要】高层建筑的节能潜力很大, 应在设计中精心考虑。
本文分析了建筑电气设计中的节能原则,提出了高层建筑电气节能设计的措施。
【关键词】高层建筑,电气;节能设计电能是国民经济发展最主要的能源,目前在我国电能的浪费却很严重,无论是供配电系统或用电设备,都存在着节能的巨大潜力,随着城市规模的不断发展,高层建筑越来越多,因此,高层建筑电气设计就成为设计者不得不面对的问题,作为电气工程设计人员,我们有责任在工作中做好节能设计。
一、建筑电气设计中的节能原则由于人口的增加, 工业的发展, 生活水平的提高, 能源的消耗也就急剧增加, 能源危机迫在眉睫。
因此, 各行各业提出了节能的要求, 节约二次能源———电能,也就成为民用建筑电气设计的焦点。
建筑电气设计节能应坚持以下三个原则:1、满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数; 满足舒适性空调的温度及新风量, 也就是舒适卫生; 满足上下、左右的运输通道畅通无阻; 满足特殊工艺要求, 如娱乐场所的一些电气设施的用电, 展厅的工艺照明及电力用电等。
2、考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益, 不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。
而是应该让增加的部分投资, 能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
3、节省无谓消耗的能量节能的着眼点, 应是节省无谓消耗的能量。
首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的, 再考虑采取什么措施节能。
如变压器的功率损耗, 传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗, 又如量大面广的照明容量, 宜采用先进技术使其能耗降低。
因此, 节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
民用建筑的节能潜力很大, 应在设计中精心考虑。
但是在选用节能的新设备上, 应具体了解其原理、性能、效果, 从技术、经济上进行比较后, 再选定节能设备, 以达到真正节能的目的。
二、高层建筑电气节能设计的措施1、变电所位置的选择高层建筑因为楼层多,负荷分散,为保证配电干线最大电压降不超过允许值,减少电能损耗,降低大截面电缆用量,变配电室的位置选择十分重要,应尽量靠近负荷中心,一般变电所的位置有以下几种设置方式:(1)将变压器设在地下室或辅助建筑物内;(2)在地下室内和最高层设置变压器;(3)分别在地下室、最高层和中间层设置变压器;(4)仅在中间层设置变压器;(5)主变压器分设在底层与上部各层。
低能耗高层住宅建筑技术1. 引言随着我国城市化进程的不断推进,高层住宅建筑成为解决城市人口居住问题的重要方式。
然而,高层住宅的能耗问题也日益引起广泛关注。
为了降低高层住宅的能耗,提高能源利用效率,本文将探讨低能耗高层住宅建筑技术。
2. 建筑设计与规划2.1 建筑朝向与布局在建筑设计过程中,应充分考虑建筑朝向与布局,以提高自然光照利用率,减少空调开启时间。
建筑朝向应尽量满足冬季日照需求,夏季则应考虑充分利用自然通风。
2.2 建筑外壳优化采用高性能外墙保温材料,降低热传导系数,减少室内外热量交换。
同时,采用双层玻璃窗、遮阳系统等,降低窗户传热损失和太阳辐射影响。
2.3 绿色屋顶绿色屋顶不仅能美化城市环境,还能降低建筑能耗。
通过种植植物,绿色屋顶可以有效降低屋顶表面温度,减小空调负荷。
3. 能源系统优化3.1 太阳能利用高层住宅可充分利用太阳能,安装太阳能光伏板和太阳能热水器,降低电力和燃气消耗。
3.2 建筑能源管理系统通过建立建筑能源管理系统,实现对建筑内部能耗的实时监控、分析和优化。
该系统可对供暖、制冷、照明等能耗进行统一管理,提高能源利用效率。
4. 设备与系统4.1 高效节能设备选用高效节能的家用电器、照明设备和空调设备,降低能耗。
4.2 垂直运输系统采用节能型电梯、楼梯和斜行电梯等,减少能耗。
楼梯和斜行电梯可利用可再生能源供电,进一步降低能耗。
5. 结论低能耗高层住宅建筑技术涉及建筑设计、能源系统优化、设备选择等多个方面。
通过综合运用这些技术,可有效降低高层住宅的能耗,提高能源利用效率,为居民提供舒适、环保的居住环境。
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6. 建筑材料的选择6.1 低碳环保材料在建筑过程中,应选用低碳环保材料,例如再生砖、竹材等,这些材料不仅具有较好的力学性能,还能减少二氧化碳排放。
6.2 透气性材料墙体和地面材料应具备良好的透气性,以促进室内外空气交换,提高居住舒适度。
高层住宅建筑节能设计随着城市化进程的加速,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
在满足人们居住需求的同时,如何实现高层住宅建筑的节能设计成为了一个重要的课题。
节能设计不仅有助于降低能源消耗,减少对环境的影响,还能为居民节省开支,提高居住的舒适度。
高层住宅建筑的能耗主要来自于空调、采暖、照明、电梯等设备的运行。
为了降低能耗,需要从建筑的规划、设计、施工到运营管理等各个环节入手,综合考虑各种因素,采取有效的节能措施。
在建筑规划阶段,合理的选址和布局是节能的基础。
应充分考虑当地的气候条件、地形地貌、周边环境等因素。
例如,选择向阳的场地,有利于充分利用太阳能;合理布置建筑的朝向和间距,避免相互遮挡,保证良好的采光和通风。
同时,还可以通过优化建筑群体的组合,形成自然的风道,促进空气流通,降低夏季室内温度。
建筑的体型和外立面设计也对节能有着重要影响。
简单规整的建筑体型有利于减少热量的散失和吸收。
外立面的设计应根据当地的气候特点,选择合适的保温隔热材料和构造方式。
在寒冷地区,应加强外墙、屋顶和门窗的保温性能,减少热量的散失;在炎热地区,则应注重遮阳和隔热,降低太阳辐射对室内的影响。
例如,可以采用双层玻璃幕墙、外遮阳百叶等措施,有效地阻挡阳光直射,降低空调负荷。
门窗是建筑节能的薄弱环节。
选择节能型门窗,如断桥铝门窗、中空玻璃门窗等,可以提高门窗的气密性和保温隔热性能。
合理控制门窗的面积和开启方式,既能保证室内的采光和通风,又能减少能量的损失。
此外,还可以在门窗上方设置遮阳板或遮阳篷,进一步降低夏季的太阳辐射。
在建筑的采暖和空调系统设计方面,应根据建筑的功能和使用特点,选择合适的系统形式和设备。
例如,采用地源热泵、太阳能热水器等可再生能源设备,可以有效降低对传统能源的依赖。
同时,通过优化系统的运行参数和控制策略,实现系统的高效运行。
例如,采用分区控制、智能温控等技术,根据不同房间的使用需求和时间,灵活调节温度和湿度,避免能源的浪费。
高层建筑物暖通空调节能及降耗技术发布时间:2022-09-04T06:51:18.143Z 来源:《建筑实践》2022年4月第8期(下) 作者:李玮豪[导读] 在国家与社会的建设发展过程中,出现了越来越多的高层建筑物李玮豪上海朗绿建筑科技股份有限公司 200000摘要:在国家与社会的建设发展过程中,出现了越来越多的高层建筑物,这些建筑物的出现也使得暖通空调的应用更为广泛,而暖通空调的节能及降耗技术应用可以有效的提高环境保护效果,避免资源的轻易浪费。
高层建筑物中暖通空调主要发挥的作用是通风与制冷加热,能让高层建筑拥有更多的发展空间。
暖通空调节能及降耗技术中,最常出现的是太阳能再生技术、自然通风节能技术,以及地面源热泵技能技术,这些技术能够有效的提升节能效果,让高层建筑物中的暖通空调可以充分发挥效用。
节能及降耗设计应当坚持经济性原则、绿色循环原则与适应性原则,在高层建筑物的建设过程中要及时的发现节能问题,找到技术应用的不合理之处,发现设计中的缺陷与人员的能力不足情况,这样才能更好的解决高层建筑物暖通空调节能及降耗技术应用问题,让高层建筑物暖通空调节能降耗技术能够得到合理的应用,展现出应有的效果。
关键词:高层建筑物;暖通空调;概述;节能降耗技术;基本原则;问题;应用措施引言:随着我国建筑行业的不断发展,高层建筑中暖通空调节能及降耗技术的应用也在不断升级,不仅能实现资源的有效利用,还能促进我国的经济发展。
高层建筑物中需要加强暖通空调的运行效率,提升资源的利用率,切实的把节能及降耗技术应用到位,这样才能让高层建筑有更多的发展空间与机会,才能达到节约能源保护环境的最终目的。
一、高层建筑物暖通空调概述高层建筑中的暖通空调有许多的类型,但根本的工作原理与设计理念是相同的。
经常见到的高层建筑暖通空调类型主要有热力泵系统、热力回收与蓄冷系统、单频分散供暖与供冷,以及通过空气与水进行交换的循环系统等,这些暖通空调系统都是为了实现高层建筑的通风与制冷加热而存在的,其根本的存在目的是一样的。
浅谈高层建筑的节能设计胡俊义(东华工程科技股份有限公司,安徽合肥230024)工程技术e摘要】在人类能源需求量较大与能源相时短缺这一矛盾日益尖锐的今天,大力推广节能建筑已迫在眉睫。
本文分剁从建筑位置及朝向、围护结构的优化、影响建筑节能的因素几个方面阐述了建筑节能方面的问题。
巨键词]高层建筑;建筑节能:围护结构1引言建筑能耗在我国整个能耗中的地位越来越重要。
随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还会继续增长。
据有关数据显示,我国当前的房屋建设规模堪称世界第一。
目前,全国房屋数量有400亿m2左右,房屋建筑规模已超过所有发达国家,仅2006年一年房屋竣工面积是19.7亿m2,这几年差不多都是接近这个数字。
截止到2007年,我国节能建筑的总面积还只有23亿m2,在每年近20亿m2的竣工面积当中是节能建筑只占3%左右,也就是说有97%属于高耗能建筑。
我国的高层建筑有近七十年的历史,然而城市中任何建筑都是城市设计、规划的—部分,城市设计是一项十分复杂的工作,我国在这方面的经验不多,而且管理机制尚不健全,往往受一些因素的影响,工作不甚周密和协调,甚至失去控制,有许多的问题等待捌门去解决,有待于探索和改进,所以说,今天的高层建筑设计仍处在一个不太成熟的阶段。
建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建筑物的形体变化、朝向:外围护结构保温、隔热的性能:门窗质量等许多综合性因素构成,因此,高层建筑的节能首先应为设计者重视。
2建筑节雏要求十分迫切21建筑能耗约占社会总能耗的1/3我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从20世纪70年代末的1O%,上升到近年的27.45%。
而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。
以此推断,国家住建部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。
浅谈高层建筑节能设计
摘要:在建筑不断跨越新高度的同时,其设计、建造不顾自然生态环境,缺少节能意识和地方气候特色,成为了高层住宅设计的缺陷,因此,在全球日益对住区可持续问题重视的今天,片面强调绿化率的城市高层住宅不应纳入生态住宅的范畴,文章主要探讨高层建筑节能设计的方法。
关键词:高层建筑;节能设计
中图分类号:tu201.5文献标识码:a文章编号:
引言:
高层建筑目前是我国标志性建筑,发展高层建筑的节能设计,是我国发展的基本国策之一;建设节约型社会是我们目前的主要发展方针,而各方面研究表明高层建筑节能的潜力是最大的,是节约能源最有效也是最重要的措施。
所以,高层建筑节能设计的发展将是目前建筑行业发展的重中之重。
1.建筑位置及朝向设计
考虑建筑环境及朝向是高层建筑定位时首先应考虑的问题。
要满足日照的要求,就不能有过高的容积率。
巨大的阳光辐射能量,能够为建筑带来大量的能量,特别是对寒冷地区人们而言,充分的利用阳光这个自然能源显得十分的重要。
建筑的设计者,在确定建筑的方位时,必须要把建筑的朝向考虑在内,根据建筑和地理情况,通过太阳高度角做出日影响图,从而确定建筑在冬季每天的日照时
间。
因此,为了最大的扩大采光面,建筑的南向开窗面积尽可能大些,在充足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,有效的减少热损失,保持室内的温度环境。
2.墙体的节能设计
墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而高层建筑由于结构要求,造型要求,普遍大面积采用透明幕墙或大面积开窗,高层建筑中的玻璃幕墙可以最大限度地利用自然采光以降低人工照明能源,但大面积玻璃在提供良好照明的同时却又带来了采暖和制冷能耗高的隐患。
从这个角度讲,建筑的自然采光和节能之间存在着矛盾。
而“双层皮”幕墙系统恰好可以解决这一矛盾。
在冬天通过对“双层皮”之间空气的预热有效地降低建筑表皮的热损失。
因为外“皮”的存在,降低了建筑内“皮”上的风压,因为使得高层建筑中部分自由开窗通风成为可能,从而大大降低高层建筑中机械通风所需的能耗。
在“双层皮”间设置的遮阳百叶比“单层皮”建筑的内置百叶有更佳的遮阳效果,内置百叶虽然可以阻止阳光辐射向室内进一步穿透,但已透过玻璃的热量却可以用对流的方式影响室内的温度,“双层皮”间的百叶则没有这种问题。
3.合理的建筑空间节能设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
这些空间包括高层建筑中的交通核、中庭等。
如通过对“交通核”的合理布置,可以创造一些“缓冲空间”,有效的缓解不良气候对建筑可能造成的影响并达到建筑整体节能的效果,交通核的位置一般有三种情况:中央核、双侧核、单侧核。
其中“中央核”为内侧核,对建筑的结构有利。
而“双侧核”和“单侧核”为外侧核,可直接接触室外环境,因此可以充当高层建筑的“缓冲空间”,作为室外环境到室内主要使用空间的过渡,缓解不良气候和地理环境对建筑产生的负面影响,从而减少建筑的运行能耗。
举例来说,在湿热气候区,太阳轨迹一般沿着赤道东升西落,将交通核布置在东、西两侧相对较热的朝向可以极大的降低空调运行费用。
而中庭能引入自然光线,弥补高层建筑中自然采光的不足和调节“温室效应”,促进自然通风的功用。
由于空间高度不同造成压力差,从而形成的中庭内气流运动,这种效应又叫做“烟囱效应”。
恰当的利用中庭的“烟囱效应”,可以有效地促进自然通风并达到节约建筑能耗的目的。
4.外窗节能设计
外门窗冷风渗透为1/3,传热损失是1/3 ,其能耗占住宅总能耗的比例较大,因此它是住宅能耗散失最薄弱的部位。
故在保证日照、采光、通风、观景的要求下,尽量要提高外门窗的气密性及本身的传热量,提高保温性能,减小住宅外门窗洞口的面积,减少冷风渗
透。
其主要措施如下:
4.1 控制住宅窗墙比,住宅窗户的洞口面积和立面单元面积的比值即住宅窗墙比,根据《民用建筑节能设计标准》的规定对不同朝向的住宅窗墙指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
4.2 建筑外窗玻璃节能的保温节能及太阳辐射节能,单框双玻窗在我国目前使用广泛,其构造很大一部分都是简易型的,单层玻璃它热阻等于两个表面换热阻之和,因此外层玻璃内侧表面很可能在任何阶段均不形成冷凝。
双层玻璃或双层窗利用有效的支撑均匀隔开,并采用能反射红外线的合成树脂薄膜玻璃或发射红外线的玻璃而形成的中空玻璃,与其他玻璃相比有着较好的保温节能作用。
同时在窗型的设计应通过设置空气间层从而提高窗玻的保温能力。
一般中空玻璃的空气层厚度不能超过12mm,因为当气体间层厚度小于9 mm 玻璃材质、密封构造相同的情况下,热其阻也越大,气体间隔层也越大,传热系数值成线性下降,但是一旦间层厚度大于12mm 后,热阻的增长率就很小。
故对于中空玻璃要考虑太阳得热和增加热阻两方面因素来确定玻璃层数。
4.3 提高隔热功能,降低门窗传热系数和设置温度阻隔区,塑钢门窗、彩色镀锌钢板节能型门窗热惰性大,气密性好,更重要的是不生锈、耐腐蚀、缝严密能降低门窗传热系数,提高隔热功能。
玻璃应采用双层,现在有很多节能玻璃,例如:内部充满干燥或惰性气体防阳光玻璃,中空玻璃等等。
4.4 热量渗透的减少,房间的气密程度是影响换气次数的主要因数,而产生内外空气交换主要在于外窗与墙、框、玻璃之间的装配缝隙。
其缝隙越小渗透量越小,换气次数少,反之就导致热耗增加,即气密性不好。
故而节能率与气密度成反比。
因此,在保准新鲜空气需求量几质量的条件下,应尽可能减少换气次数从而减少热量渗透。
5.选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面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不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。
如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用,达到了更好的保温防潮效果;新型透光隔热玻璃(如
low-e玻璃等)在门窗中的应用,起到了更好的透光隔热效果;采用可调节的铝材遮阳板,达到遮阳的目的。
6.太阳能节能
高层建筑节能设计的另一个方面是开发利用新能源,太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很有利用潜力的新能源之一。
太阳能在我国大部分地区都具有良好的利用条件,全年日照时间最长可达2 800~3 300 h,年日照时数大于2 200 h(即每天平均日照时数大于6 h)的地区,占国土面积2/3以上。
绝大部分采暖地区均分布在长日照区域内,这些地区日照时数6hld的年总出现天数都在200 d以上,多的可达300 d。
太阳能在我国高层建筑上的利用方式主要有:被动式太阳能采暖、太阳能热水、主动式太阳能采暖与空调,以及太阳能发电等。
目前,随着节能设计研究和高层建筑设计的发展,基于高层建筑的布局特点和使用特点,附加阳光间与室内采暖设备相结合的节能设计已经获得人们越来越多地关注。
它能使高层建筑在室外气象参数剧烈变化情况下,室内温度分布更为均衡,改善室内热环境并节约能源。
7.结语
全面的建筑节能设计是一项系统工程。
目前,国家已制定了《公共建筑节能设计标准》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》等行业标准,对建筑节能做出了明确的政策规定;在具体实践中还必须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地、严格地采取节能措施,让每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。
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