民用建筑节能设计方案简析样本.doc

民用建筑节能设计方案董剑 03108623指导老师：吴嘉峰6月13日民用建筑节能设计方案董剑 03108623摘 要：当今中国已经是世界上能源大国，建筑空调能耗占建筑总能耗达55%，建筑中关键电能消耗是空调系统，和照明系统，这两项中节能方法是很有必需，也是现在节能关键方向。另外，可再生能源在建筑中应用也逐步广泛，和智能化建筑出现，全部是民用建筑节能发展方向。关键词：新能源 建筑 节能 隔热材料 通风采光节能建筑关键是在确保舒适度条件下，降低建筑能耗。为了达成节能目标去牺牲部分舒适度要求，是要避免。节能目标不仅要降低建筑中能量散失，提升建筑中能源利用效率，还要主动主动利用绿色新能源，不停提升能源利用效率。现在已经开发出新能源有多个，其中多为无污染可再生能源，比如太阳能、地热能、沼气能、风能等，这些能源全部能够应用于民用建筑中。一、 建筑外部环境选择 建筑方位为坐北朝南，在冬天，太阳能早已应用在民用建筑当中，只是多年才有目标去加强对其利用率。民用建筑通常全部是坐南朝北，就是在利用太阳能中光能和热能。周围环境选择应该远离马路，工厂等有一定污染地点，我理想选择是在湖边，周围有水源，能够利用其中冷源。在夏天，湖水也能一定程度降低周围环境温度。二、 屋顶节能设计方案对于屋顶，现在比较热门设计是绿化式屋顶和太阳能集热式屋顶，二者全部有很出色优点，假如能同时应用到建筑中可能会有愈加好效果，不过实施起来应该会比较困难。比如屋顶采取太阳能集热式屋顶，外墙采取绿化。方案一：太阳能集热式屋顶利用太阳能供暖和制冷建筑。在建筑中应用太阳能供暖、制冷，可节省大量电力、煤炭等能源，而且不污染环境，在年日照时间长、空气洁净度高、阳光充足而缺乏其它能源地域，采取太阳能供暖、制冷，尤为有利。现在太阳能建筑还存在投资大，回收年限长等问题。屋顶采取坡屋顶和平屋顶，朝南一侧采取钢筋混凝土结构，上面铺设主动式太阳能集热器，朝阳一侧屋顶面积应该大于背阳一侧，方便采取到更多热能。太阳能集热器搜集到太阳能转换为电能，用于建筑中公用区域连续采光、通风、除湿等。背阳一侧分两层，上层采取隔热材料制作可水平收缩展开隔热板，在高温时段，隔热板关闭，降低热量经过屋顶进入建筑内部，在其它时间，打开隔热板，充足采光采暖。下层，在隔热板下铺设钢化玻璃，方便采光。方案二：屋顶绿化设计屋顶绿化作为一个不占用地面土地绿化形式，其应用越来越广泛。它价值不仅在于能为城市增添绿色，而且能降低建筑材料屋顶辐射热，减弱城市热岛效应。假如能很好地加以利用和推广，形成城市空中绿化系统，对城市环境改善作用是不可估量。 花园形式屋顶绿化可做成小游园形式服务于游人，多用于服务性建筑比如宾馆、酒楼等，能为客人提供游憩空间。小游园应有合适起伏地貌，配以小型亭、花架等园林建筑小品，并点缀以山石。选择浅根性小乔木，和灌木、花卉、草坪、藤本植物等搭配。这类屋顶花园要尤其注意在建筑设计时统筹考虑，以满足屋顶花园对屋顶承重能力要求，设计时还要尽可能使较重部位（如亭、花架、山石等）设计在梁柱上方位置。 结构层通常分为保温隔热层、防水层、排水层、过滤层、土壤层、植物层等。 1 保温隔热层：可采取聚苯乙烯泡沫板，铺设时要注意上下找平密接。 2 防水层屋顶绿化后应绝对避免出现渗漏现象，一旦出现问题，将使房屋使用者产生排斥心理，直接影响屋顶绿化推广。最好设计成复合防水层。 3 排水层设在防水层上，可和屋顶雨水管道相结合，将过多水分排出，以减轻防水层负担。排水层多用砾石、陶粒等材料。 4 种植层通常多采取无土基质，以蛭石、珍珠岩、泥炭等和腐殖质、草炭土、沙土配制而成。三、 墙体节能设计方案墙体不仅是用来遮风挡雨，在现在对建筑舒适度要求不停提升情况下，墙体应该含有一定保温能力，这么能降低建筑能量经过墙体向外散失。外墙和屋顶一样，长久经受阳光照射，对屋内温度影响巨大。在夏天高温照射下，对建筑制冷有很大影响。外墙采取混凝土墙体，中间外墙采取节能复合墙体外保温处理需满足两方面要求：确保墙壁内表面不结露；墙体总传热阻符合建筑节能设计标准要求。在实际施工中，结合新型壁板结构结构特点，研究了复合墙板传热、保温机理，提出了外墙体局部热桥处理方法和外墙体整体外保温处理方法。 工程中采取嵌入式热桥外保温处理方案。其结构图2所表示，在钢筋混凝土肋格（热桥部位）嵌入绝热材料，表面钉钢丝网并抹水泥砂浆保护。测试结果表明，外墙板总厚250mm、保温层厚30mm时，即可满足严寒地域节能建筑标准要求。在此基础上，内部填充材料应该含有比较高比热容，能够在一段时间内存放热量或冷量，使建筑内温度保持在一定范围之内，既不过高也不过低，挺高建筑内温度舒适度。以上是内保温技术，其施工速度快，是技术较成熟。缺点是：占用了建筑面积，墙面强度和稳定性有所降低。外墙外保温技术：外保温是现在大力推广一个建筑保温节能技术。外保温和内保温相比，技术合理，有其显著优越性，使用一样规格、一样尺寸和性能保温材料，外保温比内保温效果好。外保温技术不仅适适用于新建结构工程，也适适用于旧楼改造，适适用于范围广，技术含量高；外保温包在主体结构外侧，能够保护主体结构，延长建筑物寿命；有效降低了建筑结构热桥，增加建筑有效空间；同时消除了冷凝，提升了居住舒适度。(1)外挂式外保温。 外挂保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板，EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因含有优良物理性能和廉价成本。已经在全世界范围内外墙保温外挂技术中被广泛应用。 该外挂技术是采取粘接砂浆或是专用固定件将保温材料贴、挂在外墙上。然后抹抗裂砂浆，压人玻璃纤维网格布形成保护层。最终加做装饰面。 还有一个做法是用专用固定件将不易吸水多种保温板固定在外墙上，然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作龙骨上，直接形成装饰面。由贝聿铭先生设计中国银行总行办公楼外保温就是采取这种设计。(2)聚苯板和墙体一次浇注成型。 在混凝土框一剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内，在立即浇注墙体外侧，然后浇注混凝土，混凝土和聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术处理了外挂式外保温关键问题，其优势是很显著。因为外墙主体和保温层一次成活。工效提升，工期大大缩短，且施工人员安全性得到了确保。而且在冬季施工时。聚苯板起保温作用，可降低外围围护保温方法。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注，不然因为混凝土侧压力影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬，影响后序施工。(3)聚苯颗粒保温料浆外墙保温。 将废弃聚苯乙烯塑料(简称为EPS)加工破碎成为0.54mm颗粒，作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为国家级工法。这种工法是现在被广泛认可外墙保温技术。我想法是内保温和外保温均应用到外墙中，在外墙墙体中填充一定吸收并存放热量材料，其次在外墙外表面覆盖保温隔热材料，内外结合，在隔热效果上更佳，不仅能够降低热量进入建筑中，还能够平衡建筑内部温度。建筑内墙布局设计上，在满足使用要求前提下，要充足考虑到通风和采光，内墙能够合适开窗。对于对温度舒适度要求不高地方，比如消防楼梯等，应该采取封闭式，降低和大家活动区域空气流动。四、 门窗节能设计方案门中应用隔热材料对室内隔热影响不大，假如此门出入频繁，在开设空调情况下，在门上挂上隔绝空气用帘子，预防室内冷量过多散失。门窗是建筑中传输热能关键原因，窗户能够直接经过太阳辐射使室内温度升高，这个原因在冬天里是有利，不过在夏天，就会加剧室内温度升高，恶化室内环境，降低舒适度。所以门窗节能使用应该依据季节温度条件来制订对应技术，提升其节能性能。确定适宜墙面和窗体大小百分比，在满足采光和通风条件下，提升窗户保温和隔热性能。可采取以下几项方法：1. 使用中空式玻璃，加大其隔热能力，窗框材料选择导热系数高断然型铝合金窗框。2. 经过建筑方法，实现窗户固定外遮阳能力，这么能直接降低太阳光造成热辐射。3. 内外均设置窗帘，玻璃内部窗帘能够采取传统布料窗帘，窗户外部采取比如百叶，自动卷帘等形式可供人调整活动遮阳装置，采取部分隔热性比较高材料，能够有效地隔绝太阳经过窗户对建筑增加热辐射。门窗作用不仅是采光和隔热等作用，它们还要负担起建筑通风责任。对于节能建筑，应该有良好自然通风功效，不能完全依靠空调系统以花费电能形式去调整室内空气质量。在这种情况下，固定窗户是不可取。而可活动窗户就要求有比较高五、 节水设计方案曾经联合国一项研究汇报指出:全球现有12亿人面临中度到高度缺水压力，80个国家水源不足，20亿人饮水得不到确保。而中国属于缺水国之列,目前中国日益严重水资源短缺问题和水环境污染，不仅困扰国计民生,并已经成为制约社会经济可连续发展关键原因。节省用水已经成为中国基础国策。1 雨水利用 能够采取此搜集方法：由导管把屋顶雨水引人设在地下雨水沉沙池，经沉积雨水流人蓄水池，由水泵送人杂用水蓄水池,蓄水池水经过消毒过滤后送人建筑水系统中。2.水压控制在日常用水中，除去消防所需高水压，降低建筑其它水道系统水压，降低因流量过大而引发水资源浪费。3.废水再利用建筑中产生生活废水，在流入下水道之前集中搜集起来进行过滤消毒处理，使其变成能够再次用于民用建筑中非饮用水。六、 空调整能设计方案空调其能耗已占总能耗20左右，空调系统怎样适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调整能关键，这对于节省能源、降低运行费用、促进国民经济发展含有十分关键意义1采取变风量系统，以降低空气输送系统能耗：经过一定处理空气数量，用以吸收室内余热和余湿，从而维持室内所需要温、湿度。当室内余热值发生改变而又需要使室内温度保持不变时，可采取两种方法：1.定风量：将送风量L固定，而改变送风温度；2.变风量：将送风温度值固定，而改变进风量。2采取智能空调控制系统，在房间内设置红外传感器，自动控制房间内空调功率大小，降低无须要能量浪费。3利用能量回收系统节能：在室内外温差较大情况下，可在系统中增设热回收系统，可得到较为显著节能效果。七、 地源热泵设计方案地源热泵技术在建筑中应用，原本我想在SRTP项目中尝试一下，不过这个方案包含到相关技术很专业，最终没能通用立项。但我了解到了这项技术对建筑节能在方面有巨大影响力。以我们一般了解，地下5米以下常年全部保持在摄氏15度到18度，这是一个巨大冷热源。经过地源热泵系统，能够将地下冷热源转化为电能为建筑制热制冷提供能源，也能够直接经过介质循环达成在夏天制冷，在冬天制热目标。1热泵系统 由地源热泵机组、源水循环水泵、负载循环水泵、直供（冷）循环水泵、制热水泵、热水循环水泵、水处理设备及电器控制组成。热泵主机是整个系统“心脏”，负责制冷、制热和置换生活热水。热泵工作原理和常规空调制冷机组或风冷热泵机组大致相同，这里不再过多地描述，只对本方案系统进行介绍。本设计选择热泵机组，冷暖负载（制冷、制热）模式机组内部转换，不需要操作（管道）系统阀门，一键式单指操作，制冷制热温度设置可调，含有多个检测（探测）和多项保护功效 ，无须专员管理、操作完全自动运行。地源热泵空调负荷，很可能会有较为显著时间段，节假日或有重大赛事，会出现最高冷暖、热水空调负荷，而在平时空调负荷不是很大，或是完全停用。供暖季节（冬季）热泵假如停止工作，会造成系统设备、室内其它管道冻损，通常做法是设低热泵机组和室内风机盘管控制温度实现节能目标。 地源热泵设计了地耦循环系统，利用自然能源保持系统和建筑物一定温度。八、 照明系统节能设计照明系统中光能不能得到高效率利用，是当今中国建筑一个普遍现象。比如在我们学校，一个可容纳200人教室电灯全开，教室里却只有不过10个人，这么电能利用率是很低经过智能感应器，简单实现光源自动控制，在此区域无人时候，系统会关闭这片区域光源或降低其亮度。同时，也可人为经过可控开关来控制光源，在不影响大家日常应用同时，大大提升了照明系统能源利用率，也延长了灯具使用寿命实现照明控制智能化。采取智能照明控制系统，能够使照明系统工作在全自动状态，系统将按先设定若干基础状态进行工作，这些状态会按预先设定时间相互自动地切换。比如，当一个工作日结束后，系统将自动进入晚上工作状态，自动并极其缓慢地调暗各区域灯光，同时系统移动探测功效也将自动生效，将无人区域灯自动关闭，并将有些人区域灯光调至最适宜亮度。另外，还能够经过编程随意改变各区域光照度，以适应多种场所不一样场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作最适宜水平。比如，在靠近窗户等自然采光很好场所，系统会很好地利用自然光照明，调整到最适宜水平。当日气发生改变时，系统仍能自动将照度调整到最适宜水平。总而言之，不管在什么场所或天气怎样改变，系统均能确保室内照度维持在预先设定水平。自动调光，充足利用自然光：智能照明系统中光线感应开关经过测定工作面照度，和设定值比较，来控制照明开关，这么能够最大程度地利用自然光，达成节能目标，也可提供一个不受季节和外部气候环境影响相对稳定视觉环境。通常来讲，越靠近窗自然光照度高，从而人工照明提供照度就低，但合成照度应维持在设计照度值。整个建筑中公共部分照明由中央监控计算机自动控制。当一些区域需要照明时，能够经过现场面板开关打开对应回路。在靠近窗口位置设置亮度传感器采集现场亮度，自动控制一些回路开关达成节能目标。民用建筑涵盖很广，包含：居住建筑，住宅建筑，宿舍建筑，公共建筑，教育建筑，办公建筑，科研建筑，文化建筑，商业建筑，体育建筑，医疗建筑，交通建筑，司法建筑，纪念建筑，园林建筑，综合建筑。本文章中经过自己构想列举出一部分节能设计方案，其中大部分是以民用建筑为基础，对于其中更专业节能技术，还有待我在学习以后慢慢去接触更多节能技术，那时高科技节能技术，比如太阳能和地源热泵技术也必将有了更大发展。参考文件：【1】建筑概论（第二版）崔艳秋 姜丽荣 吕树俭 等编著（M） 中国建筑工业出版社.7【2】网络资源注： 本文中楷体5号字体部分均来自网络上资源，不便一一做注释