建筑节能优化

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优化建筑结构节能设计研究

作者：孙海滨

来源：《科技与创新》2015年第15期

摘 要：如何科学、有效地实现建筑结构节能设计的优化，逐渐成为人们关注的热点话题之一。对优化建筑结构节能设计的相关理论进行了分析，并探讨了建筑结构节能设计的相关方法和理念，以期促进我国建筑节能设计的发展。

关键词：混凝土；建筑结构；绝热材料；复合墙体

中图分类号：TU391 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.15.031

文章编号：2095-6835（2015）15-0031-02

1 我国建筑节能设计的相关理论

在我国建筑结构节能设计的相关方法中，复合墙体和自然通风设计理念应用比较广泛。以下对这两种设计理念进行细致分析。

随着我国建筑节能标准的颁布，单一材料的墙体由于隔热保温的功能较差，使建筑在冬季寒冷或夏季炎热时需要消耗过多的能耗来提高室内的温度或降低室内的温度。因此，在建筑节能改造和设计时常使用复合节能墙体。复合墙体不使用单一材料作为承重，而使用钢筋混凝土或砖砌体与绝热材料的复合材料作为承重墙体。目前，我国在建筑节能改造和设计时，常使用的复合墙体有夹心复合墙体、透明保温的水系统墙体、内保温复合墙体和外保温复合墙体等等。

居住建筑里运用自然通风结构设计理念，属于低成本的节能方式。通常情况下，冷空气的密度大于热空气的密度，冷空气会下沉、热空气会上升，进而产生气流。往往在建筑的开口处会因压力不同而产生压力差，使室内的空气产生对流，进而推动自然通风系统运作。在构造自然通风系统时，建筑物与主导风向的夹角宜呈30°～45°，并采用前后错列、斜列、前低后高和前疏后密等布局措施，从而使整个建筑群受益；开口宽度宜为房间宽度的1/3，开口面积宜为地板面积的15%～20%，还要将进风口设置于地面上方约2 m处，这样不仅通风效果好，还可确保气流经过居住者的头部区域，从而使居住者感到舒适。

摘要：近年来，随着城市化率的提高、经济发展、人民收入和生活水平的不断改善，建筑能耗的比重越　

来越大。在我国历年的建设总量中，住宅建筑一直占有很大比重，住宅建筑的节能理当成为建筑节能　工作的重点。在这样的背号下，从住宅建筑节能设计出发，结合上海，临港地区的地理气候特点，对临港　

地区某住宅建筑的节能设计方案进行了积极而深入地探讨，并提出了改进建议。　

关键词：临港地区建筑节能优化设计　

１项目概况　

某住宅项目地点位于上海市临港地区，用地面积　２６０　８８０平方米，容积率１．０，建筑密度不大于２９．９％，绿　

地率不小于３５．１％，集中绿地率不小于１５．１％，建筑限　

高４０米。项目地块以规划七路分为南、北区。　该项目由二十栋小高层住宅，十五栋多层住宅，　

三十四栋排屋住宅和４座地下车库组成，总建筑面积　

２８９　７５２．４２平方米，其中地面建筑面积１９７　９５２．５１平方　米，地下建筑面积９１　７９９．９１平方米。　

原项目设计方案：　

（１）屋面：上人卷材防水保温平屋面。　

面层采用防滑地砖；保温层用岩棉保温系统，屋面　

板采用轻骨料砂浆找坡。不上人卷材防水保温平屋面：　面层采用细石混凝土，保温层用岩棉保温系统；屋面板　

采取结构找坡或轻骨料砂浆找坡。　

（２）墙体：非承重墙用混凝土小型空心砌块。　

采用外墙外保温，保温层采用岩棉保温系统。排屋　立面：石材（一二层浅白色，较高楼层褐色）；高层、多层　

立面：石材（一二层干挂石材，中间层咖啡色仿石材料，　

最高一层及屋顶层采用小麦色仿石涂料）。　（３）￣ｔ＇ｆｌ窗：采用断热型铝合金低辐射中空玻璃幕　

墙、彩色铝合金门窗。　

（４）暖通空调设计：１—２０｝｝小高层住宅，４台７８５ｋＷ的地　源热泵初组及２台７４３．７ｋＷ的水冷螺杆机；４台１５７０　ｋＷ的　

地源热泵机组及两台１　４６８　ｋＷ的水冷螺杆机组。联排　

别墅使用热水一体型地源热泵主机。　

（５）热水系统：高层和多层中使用太阳能热水供应系统。　２建筑节能设计评估及建议　

浅析建筑节能与优化设计

摘要：目前，建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。根据测算，如果不采取有力措施，到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。因此，建筑节能已迫在眉睫。而优化设计是建筑节能的根本途径，优化设计不仅影响工程建造直接能源消耗，而且影响建成后使用的能耗。

关键词：建筑节能；优化设计；建筑能耗；对策

目前，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。建筑的能耗（包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等）约占全社会总能耗的28%，其中最主要的是采暖和空调，占到20%。而这“28%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源（占全社会总能耗的16.7%），和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。现在中国既有的约430亿平方米建筑中，只有4%采取了能源效率措施，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算，如果不采取有力措施，到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。因此，建筑节能已迫在眉睫，要把节能建筑工作放到贯彻科学发展观、全面建设小康社会、保证国家能源安全、实施可持续发展的战略高度来认识。因此，通过优化设计来有效控制能源消耗，应得到广泛重视。

一、优化设计对建筑节能的影响

1、设计方案影响工程建造直接能源消耗

在工程设计中，其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响，如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。中国住宅建设用钢平均每平方米55公斤，比发达国家高出10%～25%，水泥用量为221.5公斤，每一立方米混凝土比发达国家要多消耗80公斤水泥。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程建造直接能源消耗5%～10%，甚至可达10%～20%，如某无线电厂的多层框架结构厂房（4层），设计单位按常规设计为独立基础，由于多层厂房荷载较大，致使独立基础的单体尺寸较大，埋深较深（-3.2m），事后经其他设计人员分析如采用柱下条基，可节约大量的砼，并可降低埋深减少土方开挖所消耗的机械能耗；某综合办公楼，在优化设计中，因改变原先设计中的普通钢筋为带肋钢筋，单此一项优化设计，共节约钢筋1000T，钢筋总节约率达30%左右。

随着全球能源消耗的不断增长和环境保护意识的日益增强，建筑工程施工节能已成为我国建筑行业发展的必然趋势。在建筑工程施工现场，采取一系列节能措施不仅有助于降低施工成本，还能减少能源消耗，保护环境。以下是几种常见的建筑工程施工节能措施：

一、优化施工方案

1. 优化施工组织设计，合理安排施工进度，缩短施工周期，降低能源消耗。

2. 优化施工工艺，提高施工效率，减少能源浪费。如采用装配式施工、模块化施工等。

二、合理选择施工设备

1. 优先选用节能、高效、环保的施工设备，如变频技术的节能施工机械设备等。

2. 杜绝使用不符合节能、环保要求的设备、机具和产品。

三、加强施工现场管理

1. 建立施工生产区用电制度，明确管理责任人，核算用电总数，通过比例分解到每个区域及用电单位。

2. 合理使用耗电机具，减少机具空转频率，降低能源消耗。

3. 编制优化专项施工方案及临电方案，尽量减少机械设备投入，并优化机械设备选型。

四、推广应用节能材料

1. 采用保温隔热性能好的建筑材料，如外墙外保温系统、屋面保温材料等。

2. 选用节能型门窗，提高建筑物的保温隔热性能。

3. 采用绿色环保的建筑材料，如再生材料、可降解材料等。

五、应用节能技术

1. 采用太阳能、地热能等可再生能源，为施工现场提供电力、热水等。

2. 应用节能照明技术，如LED照明、智能照明等。

3. 采用节能空调、通风设备，降低能源消耗。 六、加强施工现场环保

1. 建立施工现场环境管理体系，加强施工现场环保管理。

2. 严格控制施工现场粉尘、噪音、废水等污染物的排放。

3. 推广应用绿色施工技术，如新型模板、脚手架等。

总之，建筑工程施工节能措施是建筑行业可持续发展的重要保障。通过优化施工方案、合理选择施工设备、加强施工现场管理、推广应用节能材料和节能技术、加强施工现场环保等措施，可以有效降低能源消耗，减少环境污染，为我国建筑行业绿色发展贡献力量。