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节能设计在民用建筑设计中的有效应用
摘要:建筑行业的能源消耗较高,在当今不可再生能源短缺的形势下,应用节能设计既符合可持续发展战略,又可以建造环境友好型建筑。因此,在民用建筑施工中,需要遵循节能设计原则,尽可能的减少能源消耗。文章分析了民用建筑中的节能设计意义,重点探究节能设计在民用建筑设计中的有效应用策略,旨在减少能源消耗和控制资源浪费,促进建筑行业健康、稳定发展,为人们建造优质的生活居所,提供便利的工作环境。
关键词:节能;设计;民用;建筑
为响应国家能源消耗总量和强度“双控”号召,民用建筑企业要积极实施节能设计,在设计缓解融入节能减排发展理念,缓解全球能源短缺带来的不利影响。由于建筑行业能源消耗十分巨大,相关设计人员应当从墙体、门窗、电气、暖通等角度入手研究,在保证民用建筑质量的绝对前提下,科学设计节能方案,合理减少不必要的能源消耗,实现人与自然的和谐共处。
1民用建筑中的节能设计意义
民用建筑是非生产性的居住和公共建筑,由基础墙柱、楼底层、门窗、楼体等组成。在民用建筑中融入节能设计,可以建造出低能耗建筑,有助于缓解能源危机,降低温室气体的排放量,从而达到“碳中和、碳达峰”目标,减少国家经济发展软肋[1]。节能设计并非单纯的减少能源消耗总量,而是在保证民用建筑质量的基础上,科学利用节能技术来控制能源消耗,提高建筑的性能和品质,减少环境污染,增加建筑的使用寿命。节能设计是未来民用建筑建设的主旋律,可以在建筑生命周期内,大限度节约能源,保护自认环境,实现人地协调发展的同时,为人们提供舒适、便利的空间,体现新时代民用建筑节能的更高追求目标。
2能设计在民用建筑设计中的应用策略
2.1建筑墙体节能设计
在民用建筑中的墙体设计中,外墙最为关键。传统外墙结构设计中存在隔热、降噪、保温等问题,导致出现了较多的能源消耗,为了保证外墙质量,科学减少能源消耗,技术人员要基于绿色节能理念,设计具有多重生态效能的外墙,实现外墙保温、墙体防火。
例如,在构建外墙结构中,选用节能混凝土制作材料,利用加气混凝土自保温系统,对外墙的主体结构进行隔热保温处理,从而减少不必要的能源消耗。还要坚持因地制宜原则,考虑特定区域的土质、气候、环境等因素,运用胶粉聚苯颗粒等现代外墙材料,完善加气混凝土自保温系统,提高外墙体的保温性能,同时实现节能设计。也要在注重结构外形美观性的基础上,重视墙体结构节能性,以铺设预制板块的方式进行建筑封顶,添加纤维织物层达到构建保温层的目的,降低后期建造中不必要的能源消耗,确保建筑顶层保温、隔热,实现了建筑质量与节能设计的有机统一。
2.2建筑门窗节能设计
作为民用建筑的重要组成部分,门窗不仅能够起到良好的防盗效果,而且可以实现热交换。传统门窗设计过度追求安全性,忽视了节能性,以至于能源建筑的消耗扩大,技术人员应当在安全标准范围内,合理提高门窗节能设计比重,满足建筑结构节能需求。
例如,在门窗朝向、窗墙面积比例方面,可以基于地理因素和实际环境进行设计,在考虑通风、日照、安全的同时,根据建筑结构来决定门窗朝向,在不影响安全和美观的前提条件下,控制窗墙面积比例,发挥门窗在节能设计中的作用。由于门窗结构不同将直接影响自然环境气候的有效利用率,所以,设计人员应当明确不同区域环境下的最佳节能窗墙面积比例,适度缩小或扩大窗门与墙面比例,科学调节室内温度,以减少夏季、冬季中使用空调等设备的次数,达到节能目的。也要选用吸热玻璃、热折射玻璃,运用新工艺安装门窗,减少玻璃的热传递,践行绿色节能理念[2]。
2.3电气工程节能设计
民用建筑对电的应用要求较高,同时,电气工程也是建筑中的重要环节,而在电气工程中融入节能设计,则可以大限度减少不必要的电能消耗。电气工程节能技术主要由合理设计、动态控制两方面组成,设计人员应当依照建筑总方案和电气工程标准确定荷载预算,降低电能消耗。
例如,在线路材料选择方面,选择合适的变压器来调节电流,做好电力系统布局,通过合理设计的方式,减少因电器无效工作而出现的建筑内部日常用电浪费。要分析建筑内部全天候待机的电器用电情况,结合实际情况控制电梯、单元门禁、监控设备、照明设施的用电消耗,通过动态控制的方式,减少电器待机过程中的能源消耗。要鼓励业主选用新能源照明用具,在公共区域安设太阳能声控灯具,既能满足室内外的各个场景照明需求,又可以平衡电能消耗,达到节能目的。在供电方面,要从源头进行节能设计,分析电压偏差、负荷平衡对电能消耗的影响,采用有载自动调压电力变压器供电,平衡三相照明线路各相负荷分配,将三相负荷不平衡度控制在15%以下,从源头控制电能消耗。
2.4暖通工程节能设计
暖通工程是各地区民用建筑的最大能源消耗部分,需要应用节能技术减少不可再生资源的消耗。在实现节约资源的同时,提高暖通工程效果,需要技术人员结合供暖需求和地域实际,采用新型暖通技术,设计太阳能、冷暖空调装置,减少煤炭、电力等能源消耗。
例如,在北方地区运用风能、太阳能发电,设计定流量的暖通空调系统,平衡各个环路中的水力,在保护特定设备正常运行的基础上,设置一定的动态压差控制阀来维持压力差,确保民用建筑内部供暖效果不减的同时,实现节约能源。在南方地区利用潮汐能发电,科学优化建筑暖通管线布局,利用通风通道自动化提高供暖系统运作效果,减少不必要的能源损耗。由于不完善的暖通节能设计,会使供暖水力失衡,因此,可以在供暖系统热力入口处安置静态水力平衡阀,再将动态平衡电动调节阀装在回水管路和风机组管路上,调节和控制暖通系统的水力平衡,合理控制空调器的利用率,实现节约能源,降低不必要的电能浪费[3]。
结束语:
综上所述,民用建筑中的节能设计意义非凡,不仅可以减少能源消耗,而且能够实现人地协调发展。在民用建筑设计中,设计人员从建筑墙体、建筑门窗、电气工程、暖通工程节能设计入手,将节能环保理念融入整个建造方案中,科学的利用资源,合理的协调能耗,从而提供舒适的生活空间,保护人们赖以生存的自然环境,在推进行业向节能化方向发展迈出坚实一步。
参考文献
[1]尹婧.中国建筑节能关键技术应用与发展趋势[J].科技与创新,2020(22):6-9.
[2]刘艳伟.节能降耗的建筑电气设计分析[J].住宅与房地产,2020(35):141-142.
[3]鲁潇.建筑电气照明节能设计的关键技术分析[J].房地产世界,2020(23):126-128.
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