建筑超低能耗设计的方向与应用研究
李强
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李强,. 建筑超低能耗设计的方向与应用研究[J]. 国际科技论坛,2022.6. DOI:10.12721/ccn.2022.157142.
摘要:
建筑行业作为我国的老牌行业,为了能够更好地发展,必须减少对能源的消耗,实现节能减排的目标,以提高人们的居住体验,这也符合当今社会发展的方向。将超低能耗设计应用到建筑行业中,将会解决建筑对能源消耗较大的问题,必将推动建筑行业的大跨步发展。因此,本文首先说明超低能耗建筑含义,然后对超低能耗建筑设计要点进行阐述,希望能为建筑超低能耗设计提供帮助。
关键词: 建筑工程;超低能耗;设计方向
DOI:10.12721/ccn.2022.157142
基金资助:

引言:随着人们环保意识的不断提高,各行业都需要重视节能减排,实现可持续发展的目标。由于传统建筑施工对能源消耗较大和对环境污染较大,这已不再符合当前绿色的发展理念,为了能够提高建筑的节能性和环保性,超低能耗建筑得到了研发和应用。但是,由于超低能耗建筑设计较为复杂,需要设计人员从多角度和多方面进行考虑和构建,并对排汽通道设置方法进行探究,来保证建筑各个节点设计的合理性。此外,还应根据不同建筑特点合理使用材料,进而保证建筑超低能耗设计质量。

一、超低能耗建筑含义

超低能耗建筑能够根据自然和气候变化来进行自我调节,通过自我循环而保证建筑的功能,除此之外超低能耗建筑还具有采光好、保温能力强等优点,能够利用绿色技术为建筑进行供暖和调节温度。通过以上分析可以看出,超低能耗建筑与普通建筑相比,其主要优点是不需要对建筑进行供暖或者制冷,这会大大减少对能源的消耗,实现建筑内的循环。因此,在进行超低能耗建筑设计时,首先需要遵循安全性、环保性和低成本原则,在保证超低能耗建筑能量消耗低的基础上,确保其经济性,并根据当前的气候环境,对建筑的功能进行针对性设计,实现对能源的高效利用和节约。要想保证超低能耗建筑的设计质量,在进行设计之前就需要做好规划,对施工现场进行勘探和调查,根据调查结果进行设计和研究,从而适应当地情况。最后,除了要保证超低能耗建筑的低能耗、低成本之外,还需要保证超低能耗建筑的美观性,这也是建筑设计中比较重要的。

二、超低能耗建筑设计要点

(一)确保材料使用能够具有合规性

要想提升超低能耗建筑的使用寿命,在进行建筑设计中需要重视对施工材料的选择,通常会选择将化学材料应用到超低能耗建筑中。但是,在实际的建筑设计中会改变化学材料的结构,如果化学材料的结构发生改变,将会影响到化学材料的功能,所以在对化学材料进行设计中,需要格外注意材料结构的改变,并且要充分考虑其性能,以免对超低能耗建筑的功能产生影响。另外,在超低能耗建筑的设计过程中,为了减少局部热量的散失,提高建筑的整体气密性,需大量使用保温材料来提高建筑密封性,由于保温材料属于易燃品,所以在进行设计时需要考虑保温材料的燃烧性能,保证其达到B2和B1级,符合我国的标准。例如:以电线穿外墙为例,在接头的具体设计中,必须考虑其气密性设计和降低热桥效应。对管道与护套之间的气密连接进行优化,并使用导热系数低的优质铝塑复合管作为护套,有效地填充相对较低系数的岩棉和硬质泡沫聚氨酯,进而降低管道的热效应。

(二)保温隔热屋面设计

在以往的保温隔热屋面的排汽通道施工过程中,由于施工过程中会使用大量的碎石,由此会出现较多的缝隙,在达到排汽效果的同时,也会出现线性热桥。在我国的发展过程中,超低能耗建筑的屋顶设计还没有设计出相应的排气管道,从这个角度来看,有必要为屋顶设计一个合适的排气管,从而使得超低能耗建筑的功能更加丰富,这一需求可以从以下几个角度得到满足:首先,排气管道能有效地平衡屋顶保温层与室外环境之间的空气压力,减少建筑内热量的散失,达到保温的效果。在超低能建筑防水屋面施工中,采用直屋面模式,防水层与隔汽层重叠,能够达到较好的防水效果。在实际的施工过程中,还会使用挤塑聚苯乙烯板、石墨聚苯乙烯板等保温材料进行保温,由于这些材料均为块状保温材料,在隔热层内会存在一定的间隙,一种是块形隔热层之间安装完整性低的拼接间隙,另一种是由于基层的低平整度、绝缘板的弯曲和许多其他因素造成,块体绝缘层底面和蒸汽阻挡层之间的间隙,这种间隙的产生会导致建筑内热量出现流失,所以需要对这两种类型的间隙进行处理,将二者联系起来。等到屋顶的混凝土施工完成后,缝隙中的水蒸气被密封层包围,相应地对流,从而提高空气中的空气温度。在相对密闭的条件下,随着空气温度的升高,会产生额外的压力,等到温度不断的增加,相应的保温材料会达到平衡,含水量会降低到一定程度,水蒸气会释放到保温材料中,从而产生额外的蒸汽压力。在夏季,即使屋顶的实际温度急剧上升,相应包装材料的实际粘合效果也会大大降低,特别是在屋面管道等许多管件中,保温层中的空气和相应的传力蒸汽产生的附加压力,在一定程度上的相互作用会充当防水层,这也会导致防水层局部出现损坏,进而缩减防水层的使用寿命。另外,在隔热层中采用排气管的设计,能在一定程度上有效平衡隔热层和室外空气压力,确保防水屋面层在实际施工过程中能发挥出最佳的效果,保证建筑内的温度。

(三)采光设计

在超低能耗建筑的照明设计中,还需要重点考虑建筑的照明情况,并且要遵循建筑物特殊空间的原则。超低能耗建筑内部结构一般为立面空间或者中庭空间,需要遵循逐层提升的设计理念。在具体设计中应理解以下几点:首先,逐层推进的设计主要是为了确保建筑的上下部分不被大面积阻挡或覆盖,并增加建筑各层的面积,例如:住宅的中庭空间相对较深,自然光照射的面积不大,此时,室内的采光率可以调整,在大跨度建筑的位置增加一个中庭空间。其次,逐层外挑设计有助于降低建筑内部反光的可能性,并通过建筑上层的遮阳效果来改善房屋的遮阳性能,这种规划方法更适合气候炎热的地区。对于超低能耗建筑立面来说,由于建筑立面在夏季会长时间暴露在强烈的阳光下,在这段时间内可以调整外墙轮廓和太阳入射角,这不仅可以解决强光辐射和太阳辐射的问题,还可以改善冬季的光照,缩短建筑物与阳光的距离。

(四)用建筑气候分析技术,设计气候分区

在进行超低能建筑设计时,还需要考虑室外气候条件对建筑的影响,通过对当地气候特点进行全面研究,能够得到气候环境的共性和差异,从而对设计气候进行分析,保证建筑的供暖和制冷。需要指出的是,技术的差异决定了建筑设计参数的差异。例如,为了确保超低能建筑的供暖和制冷功能得到有效利用,必须在使用新建筑材料和通风技术的基础上,采用适当的建筑设计方法,充分发挥出建筑的功能性,为人们提供舒适的生活空间。当利用太阳能技术提高建筑的供暖效率时,可根据建筑的方向将太阳能设备安装在阳光直射的屋顶上,以提高能源利用率。然而,由于季节和气候变化,太阳能的效益会受到损害,此时,可将太阳能供暖进行划分,并根据气候条件充分利用太阳能资源,以改善不同气候条件下超低能耗建筑的特点。

三、结束语

建筑设计未来发展的方向就是绿色节能建筑,其能够节约能源、减少污染,实现人类社会的可持续发展。随着科学技术水平的不断提高,很多低能耗技术被研发和应用到建筑领域中,这也为以后的建筑发展提供了新的思路,让人们有一个良好优美的居住环境。当前超低能耗建筑受到人们的广泛欢迎,在进行低能耗建筑设计时,需要根据当地的气候环境来选择相关技术,提高设计的科学性和可靠性,从而提高建筑的价值。

参考文献:

[1]于瑞虎.对超低能耗建筑节点设计分析[J].地产,2021(22):0009-0011.

[2]籍存德.浅谈被动式超低能耗建筑设计的基础及其应用[J].门窗,2016(3):58-59.

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