小型公共建筑節能設計實踐論文
摘要:
結合綠色建筑理念，介紹了小型公共建筑節能設計的原則，從選址規劃、圍護結構、自然通風、空調系統等方面，闡述了夏熱冬冷地區小型公共建筑節能設計的方法，旨在為人們創造出健康舒適的生活環境。
關鍵詞:綠色建筑，節能設計，夏熱冬冷地區
0引言
綠色建筑設計強調“人與自然的和諧發展”，要求統籌兼顧建筑的能源節約、資源節約、回歸自然和環境保護，創造出舒適和健康的生活環境，同步實現建筑的經濟效益、社會效益和環境效益。文章將基于綠色建筑理念，闡述建筑節能設計的原則，并深入研討夏熱冬冷地區小型公共建筑節能設計的方法。
1基于綠色建筑理念小型公共建筑節能設計的原則
在夏熱冬冷的地區，小型公共建筑的節能設計，要考慮整體設計的協調，堅持建筑設計的生態性原則，旨在為人們創造健康和舒適的生活環境。基于綠色建筑理念，在夏熱冬冷地區的小型公共建筑設計，必須堅持以下幾個方面的原則。
1．1整體協調原則
節能設計并非單方面的建筑功能實現，譬如建筑夏季充分利用了自然通風，但在冬季時，建筑圍護結構不能夠有效保暖保溫，是不能稱之為嚴格意義的建筑節能。換句話說，建筑的節能設計，并非簡單地安裝幾塊太陽能光伏玻璃。筆者認為，建筑的節能設計，要綜合考慮氣候、材料、地理、能源分布等因素，我們秉持整體協調的原則，重視建筑整體能耗的熱工性能、地理位置、功能特征和建筑朝向等，因地制宜地完成建筑節能設計方案。
1．2生態性原則
節能型的建筑尊重自然的生態規律，模仿自然界生態系統的動態平衡特征，在適應自然條件的情況下，盡可能減少能源的損耗和提高資源的利用效率，類似于太陽能、風能、生物能等，都是不可多得的可再生自然資源，這些資源的充分利用，建筑的節能效果將事半功倍。除此之外，建筑圍護結構的熱工性能提高，以求減少冬季的熱量損失和增強夏季的通風效果，尤其在夏熱冬冷的地區，可構建出和諧的生態環境。
1．3全壽命周期原則
建筑從建設伊始，到落成投入使用，無不在消耗各種能源，適時能源的節約與否，以及危害環境與否，都表現出建筑的節能成效。因此，建筑的節能設計，要考慮全壽命周期原則，將其作為建筑節能設計的索引，在建設階段，盡可能減少對環境的負面影響，以及創造建筑舒適健康的環境;在落成后，為人們所提供的環境，是健康舒適和低耗無害的環境，比方說圍護結構的保溫和隔熱，再如借助地熱能進行冬季取暖和夏季降溫;在建筑拆除時，對環境的危害影響可降至最低狀態。
2夏熱冬冷地區小型公共建筑節能設計的方法
遵循以上建筑節能設計的原則，在夏熱冬冷地區小型公共建筑的節能設計工作，從圍護結構熱工設計、自然通風設計、空調系統設計、生活熱水系統設計等方面入手，指導完成建筑的節能設計。基于相關的設計經驗，筆者歸納了以下幾方面的設計建議。
2．1選址規劃設計
關于建筑的選址規劃，需要綜合考慮地形地貌、城市道路、自然環境等因素，權衡各方因素的利弊，有關策略可從以下三個方面分析:首先是建筑物與建筑物之間距離的控制，要保證冬季時陽光被障礙物遮擋，增加冬季的日照量和日照時間，但不能夠一味考慮冬季日照保證，否則在夏季時也會因為得熱過快，而增加空調系統的冷負荷;其次是冬季盡量避開冷氣流的影響，可通過擋風墻體的設計，以及以綠色植物作為避風屏障;最后是避免室內風速太大，影響室內舒適度，可在建筑物周圍布置葫蘆柱外墻，形成建筑的安全保護結構。以上的選址規劃設計，是建筑節能設計容易忽略的宏觀因素，筆者認為選址規劃是建筑節能設計的'前提，只有在保證建筑布局優化的情況下，才能夠充分利用各種自然條件，形成有利于節能的建筑環境。
2．2圍護結構節能設計
首先是建筑的外墻設計，選材時要逐漸摒棄燒結實心粘土磚土，這些類型的材料需消耗土地資源，在燒結時會產生污染性氣體，屬于能源利用效率低級的材料，因此外墻材料的選擇，可嘗試性利用新型環保材料，譬如蒸汽加氣混凝土砌塊，這種材料保溫隔熱和防火性能俱佳，可有效降低建筑的圍護結構熱傳系數。其次是地面的防潮隔熱設計，綜合室內的溫度、濕度和風速，在夏熱冬冷地區，降雨量大，常有地面返潮現象出現，使得建筑內部的濕度比較大，并伴隨出現結露和發霉，在此筆者建議在進行地面設計時，可依次鋪設薄膜返潮層、發泡水泥絕熱保溫層、水泥砂漿防潮層和混凝土回填層，減少濕度因素對建筑地面壽命的影響。再次是屋頂的設計，屋頂綠化是最為常見，也是最為有效的節能設計方法，在進行屋頂綠化設計時，需要考慮建筑屋頂結構的特征，在掌握屋頂熱傳系數的情況下，將種植屋面技術盡量簡單化。值得一提的是，屋頂綠化設計必須做好結構的防滲處理，所選擇的屋頂植物，盡量傾向于本土和成活率比較高的植物，使得建筑與周圍環境舒適協調。
2．3自然通風節能設計
自然通風環境的營造，目的是改善室內的熱環境，其關鍵在于窗戶設計、遮陽設計和熱壓通風系統設計。小型公共建筑的窗戶，可選用雙層中空玻璃，其氣密性為四級，而遮陽設計也是自然通風的關鍵，在設計時應緊扣氣象參數的數據，選用活動型的百葉外遮陽技術，在夏季時遮擋強烈日照光線，減少空調的制冷負荷，同時靈活引入自然風;在冬季時關閉百葉窗，減少建筑內外部的換氣頻率，避免建筑散熱過快。至于建筑的熱壓通風系統設計，常見設計手法是增加建筑的面積和調節屋頂的結構形式，譬如某建筑的屋頂結構與樓梯間互相貫通，形成仿若風貌的結構形體，并在東西兩側的外墻上，設計了調控型的百葉窗，既可排除污濁熱空氣，也能夠吸入室外新鮮冷空氣。這種樓梯間的熱壓通風設計方法，尤為適合夏熱冬冷的地區，夏季可將余熱帶出室外，冬季時則有效保證圍護結構的整體問題，避免冷空氣對建筑內部能源的消耗性影響。
2．4空調系統節能設計
空調系統是現代建筑的功能型部件，系統本身處于不斷耗能狀態，以換取相對舒適的室內環境。關于空調系統的節能設計，目的是控制系統能源損耗速度過快，并且充分利用系統的資源。筆者建議在選用空調系統時，應該結合建筑的冷負荷情況而定，同時需要兼顧當地的氣候特征，譬如某建筑瀕臨湖泊，湖水容積很大，在夏季時相當于一個天然冷庫，可以通過自然通風的方法，將冷熱源引入建筑的內部，同時湖泊所產生的水蒸氣，提高了自然通風的冷卻效果;冬季時湖泊具有蓄熱功能，可利用湖水源作為熱泵空調系統的冷熱源，發揮湖泊的蓄熱作用。由此可見，空調系統的節能設計，講究因地制宜地設計理念，當然在硬件配置方面必須質量達標，盡量選用質量優越的系統部件，譬如空調主機制冷量至少為60kW，選用半封閉螺桿式壓縮機的COP值不低于4.5。
3結語
在夏熱冬冷的地區，小型公共建筑的節能設計，主要考慮整體設計的協調，堅持建筑設計的生態性原則，旨在為人們創造出健康和舒適的生活環境。基于綠色建筑理念，在夏熱冬冷地區的小型公共建筑設計，必須堅持“整體協調原則”“生態性原則”“全壽命周期原則”，遵循節能設計的原則，在夏熱冬冷地區小型公共建筑的節能設計工作，從圍護結構熱工設計、自然通風設計、空調系統設計、生活熱水系統設計等等方面入手，指導完成建筑的節能設計。
參考文獻:
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