低碳理念在北方住宅采暖设计中的应用研究
张宇光
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张宇光,. 低碳理念在北方住宅采暖设计中的应用研究[J]. 低碳研究,20216. DOI:10.12721/ccn.2021.157007.
摘要: 近几年来,随着人口的不断增长以及世界经济发展的影响,全球环境都受到了不同程度的影响,导致当前能源十分紧缺,无法全面满足当前能源消耗需求。所以,目前我国正在致力于低碳理念的应用,以此提高能源的使用率,避免能源浪费现象,节约能源的消耗。从当前我国能源整体消耗情况来看,建筑中能源消耗所占比重最大,对比我国情况来看,北方住宅建筑采暖消耗能源更为突出。基于此,以下将针对低碳理念在北方住宅采暖设计中的应用进行分析,减少其中能源消耗,促使采暖设计的可持续发展。
关键词: 低碳理念;北方住宅;采暖设计;应用研究
DOI:10.12721/ccn.2021.157007
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由于北方气候环境相对寒冷,在冬季时需要利用取暖设计才能够满足人们的基本生活需求。而当前大多数采暖方式采用的都是锅炉燃烧,这种方式不仅在需要消耗大量的燃料,还会产生大量浓烟和二氧化碳,对空气环境造成一定程度污染。如果在北方住宅采暖设计中可以融入低碳理念,那么,采暖造成的影响也会相对较小,起到环境保护的作用。所以,在采暖设计的过程中应该全面贯彻低碳理念,在达到节约能源效果的同时,提高采暖设计的质量与水平,实现节能减排的目的。

一、北方住宅的规划与采暖方式

(一)北方住宅的规划

由于北方地区气候环境相对特殊,季节性十分明显。因此,对于北方住宅而言,在规划的过程中更加注重气候环境因素的影响。由于冬季北方地区十分寒冷,所以,建筑物会形成空气对流,呈现出外冷内热的现状。这就会引起冷空气的堆积,建筑由此形成霜降影响建筑物内部空间,导致温度降低,无法为人们提供舒适的生活空间。为了保证居民在温度方面的需求,只能利用采暖方式来提高建筑物室内温度,这就要借助能源的消耗来实现,通过能源消耗所释放出的热量满足人们的生活需求。房屋在建筑的过程中,必须要合理的规划空间,最大限度的保证地表和建筑物的温度。因此,北方住宅一般都是南北方向或者是比较接近南北方向,还要最大限度的避开冬季的主导风向,否则会增加能耗。

(二)传统的采暖方式

由于北方地区冬季对热量需求相对较大,所以,在通常情况下采用的都是集中供暖方式。这种方式需要消耗大量的燃料才能够达到采暖效果,而且主要采用的燃料主要为木炭与煤炭两种,因而燃烧的过程中会产生大量的二氧化碳。众所周知,近年来空气中二氧化碳含量骤增,对我国空气质量环境造成了极大的影响,例如:温室效应、雾霾等等。随着时间的推移,如果依旧应用传统的采暖方式,那么这些问题会变得越来越严重,进而影响我国整体的生态发展。

(三)现代化供暖方式

为了改变传统采暖方式对空气环境带来的影响,应用当前现代化先进的技术手段改进我国北方地域的供暖现状。由于北方住宅对于供暖的需求较大,且具有鲜明的季节性特点,因此,根据当前的供暖特点,可依靠热点关联网的方式进行集中供暖,利用联合效应提高供暖效果。而且这种供暖方式不仅便于住宅的使用,还在一定情况下,有效节约了能源消耗,对于二氧化碳的排放也进行了有效的控制。而且这种方式更加全面,可根据热网系统结构进行多元化调节,维护供暖的合理性,降低供暖成本,提高供暖水平与质量,减少对环境的污染,实现采暖设计的低碳环保。

二、低碳理念在北方住宅采暖设计中的应用

(一)门窗结构的采暖设计

门窗结构是住宅建筑中的重要组成部分,对于建筑内部而言,与外部环境起到了重要的连接作用。同时,门窗结构的隔热性也相对较差,严重影响了采暖的能源消耗,导致热量通过门窗散失。因此,对于低碳理念在北方住宅采暖的设计应用中,可将此作为突破口,加强门窗的保温性能,以此减少采暖过程中的热量散失。可以使用塑钢门窗,因为塑钢门窗有着良好的隔热性,在入口处还要设置保温外门和防寒门斗,这样就可以避免冷风的入侵。北方的住宅层数并不高,在密度上也比较低,因此为了增加太阳对于房屋的辐射量,就需要增大南向的面积。北方住宅窗地的比例一般是在1:7左右,但是也可以根据具体的情况,将南面的窗户适当的大开。除此之外,也可以设置东西向的窗户。设置遮阳建筑的过程中,在晚间必须要将保温板闭合好,保温板自身就有着一定的保温和密封的作用,在玻璃窗户和保温板之间必须要使用空气的间层保温,在这样的情况下就可以增加保温的性能。

(二)住宅墙体的采暖设计

墙体是住宅中的最为基本的维护结构,其外部也是直接与外部相接触的,所以对于采暖设计,外墙部门的合理建造也十分重要。由于北方气候相对寒冷,因此,暴露在外部的外墙部分会受到寒气的寝室,进而传导到住宅内部,影响室内温度。对于墙体部分可采用以下几种方式提高墙体的保温效果,促进采暖设计水平的提升。首先,可适当的增强墙体的厚度,增强墙体自身的隔寒性,在墙体外部增设一层保温效果较好的建造材料,比如新型的保温板与建造砖等。其次,应用墙体保温涂料,这种方式不仅简单,易于操作,对于墙体的外观也没有较大影响。最后,可在墙体内部添加夹心保温层,使外部寒气侵蚀墙体的过程中,无法进行有效传导,以此维护住宅内的温度。除此之外,还可以在外墙部分设置吸光性能,通过吸收太阳光来提高外墙的温度与热量,以此抵抗寒冷的气候环境。

(三)住宅中保温材料的应用

建筑物体内的温度会从各个地方流失,墙体、屋顶、窗户等都是热量流失的场所。建筑材料中的传热都是通过建筑物体的热传导来完成的。保温层能够很好的起到隔绝传导作用,尽量减少热传递,减少热量的损失。现在许多保温材料都是通过在其内部添加空气层或是许多间隙,以空气对传热的阻隔作用来起到保温效果。常见的保温材料有岩棉,这是一种纤维结构的物质,是在高温下把相应的物质熔化,之后加入化学药剂使之产生刚度。此外,当前住宅建筑中应用的保温材料还包括大麻纤维、蛭石等,不仅具有良好的保温效果,还具备防腐防潮特点。从低碳理念来看,属于环保类型的保温材料,十分利于采暖设计的应用与发展。

(四)利用太阳能技术实现低碳采暖

人们在适应环境的同时尽可能的利用太阳能的潜在能力,这就是被动式的太阳能设计理念。在建筑设计过程中要全面的考虑室内外的气温条件、建筑类型和控制好太阳能的方法对利用的影响,还要协调好冬季供热和夏季降暑两者矛盾关系。例如合理运用可再生资源,以太阳能为例,在冬季时,合理的收集太阳能,利用其热量的集中处理,增强住宅内部的采暖温度,节约能源的消耗与供暖燃料的燃烧。除此之外,还可以借助风力,利用物力原理,将动能转化为热能供住宅采暖。这样以来传统的采暖方式得到了有效替代,其过程中产生的二氧化碳也相对较少,进一步实现了低碳理念在北方住宅采暖设计中的应用。

三、结语

总而言之,当前我国建筑发展已经进入了一个现代化阶段,而且正处于绿色环保观念的树立,北方住宅采暖设计不仅能源消耗大,在燃烧供暖的工程中还会影响空气环境质量。而且对于我国当前环境而言,低碳理念的实施对于建筑的发展十分重要。因此,我们应该认识到低碳现阶段对于我国整体建设的重要性,并对北方住宅采暖设计进行分析研究,在设计过程中完全融入低碳理念,促进北方住宅采暖设计的发展,形成具有我国特殊的低碳节能发展路径。

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