馬永棵

[摘?要]文章從關聯于建筑節能的建筑圍護結構展開分析,全方位探究了建筑結構的朝向,形體系數,傳熱系數以及建筑材料等各方面與綠色建筑技術之間的聯系,對屋頂、墻體以及門窗的節能技術進行了全面分析,以期能有效推動我國新農村綠色建筑的發展和進步。
[關鍵詞]新農村;綠色建筑;墻體材料;技術
文章編號:2095-4085(2019)12-0096-03
綠色建筑是一種新型建筑形式,它有效融合了節能,環保,可持續發展的生態理念,得到了全世界人民的好評和認可,勢必將成為今后建筑領域的主導形式。早期的設計風格遠遠不能滿足當今社會的需求,現階段建筑設計必須要著眼于未來,符合可持續發展戰略,最大化的實現資源的節約和重復利用,轉變傳統的設計風格,融入綠色建筑理念。
1?新農村綠色建筑設計原則
為確保建筑工程的節能化、綠色化,達到人、機、環境的合理化配置,在進行新農村綠色建筑設計時必須滿足下列原則:
(1)能耗統籌規劃利用原則?建筑物居住使用時損耗的能量占據總能量損耗的80%,建材能耗占15.9%,其余各方面耗能占4.1%。因此由建筑物的使用及原材料兩方面加以控制,便能有效的減少建筑物能量的損耗,實現節能的目標。
(2)自然資源合理化配置原則?在建筑物使用過程中為有效保護周邊環境,必須要對可再生資源及可重復利用的廢料實施合理化配置。
(3)環境負荷最小原則?盡可能降低對周邊環境的影響是綠色建筑設計的根本,因此必須要采用適宜的施工方法,降低施工耗能,達到綠色建筑設計的目的。
(4)長效使用原則?采用靈活的設計方法,并非建筑越牢固其使用年限才越久,其使用年限的長短取決于其改造程度,事實上科學合理的維修和維護方可有效提升建筑結構的使用壽命。
(5)經濟適用性原則?經濟適用性原則在建筑設計中是很重要的統籌部分,在綠色建筑設計中同樣占有十分重要地位。
2?圍護結構
維護結構在建筑物整體節能方面具有決定性作用,而在農村住宅建筑中對節能影響較大的維護結構包括建筑物朝向、體形系數、傳熱系數以及建筑材料等。
2.1?建筑物朝向
建筑物的朝向與節能密切相關,研究發現,建筑物南北朝向和東西朝向相比更加節能,而就多層建筑來看,南北朝向建筑在耗能方面通常能減少5%左右。
2.2?體形系數
相同條件下,建筑結構的熱損指標和體形系數成正比;因此,考慮其節能狀況,在進行建筑物設計時應使其體形系數盡量變小,如此方能減少熱損,這在建筑節能設計方面是最常用的形式,但它需要考慮的因素較多,主要包括建筑物的造型、布局、采光以及通風等各個方面,若體形系數過小,就會造成建筑物顯得呆滯,使布局變得困難,同時還會給采光和通風方面造成一定影響。我國在建筑物體形系數方面規定比較嚴格,城市住宅不得超過0.35,農村住宅相比城市樓房其能耗較高,想要從根本上控制其體形系數必須要積極提倡農村建設2~3層住宅,進而有效節約土地資源。調查顯示,農村住宅大部分為長條形、L形和U字形,通過表1數據能夠看出這部分建筑體形均為耗能比較高的平面布局形式。而長方形、正方形布局的建筑結構能耗相對較低,所以在進行綠色節能建筑建設時要選擇長方形和正方形布局,進而有效降低建筑物能耗。
2.3?圍護結構的傳熱系數(表1)
圍護結構的傳熱系數與建筑物的保溫性能密切相關,傳熱系數越小,其建筑結構的保溫性能就越高。建筑結構的維護結構主要包括屋頂,墻體,門窗及地面等結構組成。其中屋頂方面的節能主要通過隔熱、散熱及運用太陽能等可再生自然資源,比如設置保溫隔熱裝置,太陽能集熱板,優化設計并運用太陽能熱水器等等。而門窗的節能主要體現在減小窗墻面積比,門窗面積不能太大,結合各地區具體狀況,綜合當地氣候狀況、房屋朝向合理控制窗墻面積比,同時還要保證門窗氣密性良好。
3?屋?頂
屋頂是建筑物最頂部的結構,它直接和外部環境相接觸,在房屋建筑結構中具有承重和圍護的雙重作用。其節能技術包括傳統外保溫屋頂,倒置式屋頂,雙層通風屋頂,閣樓屋頂,蓄水屋頂,種植屋頂等,而在新農村綠色節能建筑建設中應用價值最高的是雙層通風屋頂和種植屋頂兩種類型。
3.1?雙層通風屋頂
雙層通風屋頂具有施工簡便,造價低等優點,可有效減少住宅的空調能耗,發揮極強的經濟效益。它主要是通過在屋頂安裝架空隔熱板以此來隔絕熱量,降低能耗,能有效阻隔夏季強烈的太陽輻射熱量。
3.2?種植屋頂
種植屋頂指的是在屋面防水層上部增設合適的種植材料,并在上面種植綠色植被,進而達到隔熱保溫的效用。它主要是通過綠色植被來阻擋太陽光輻射,同時植被可有效吸收二氧化碳氣體,釋放大量的氧氣,并且對空氣濕度具有一定的調控作用,顯著提升空氣質量。盡管費用較高,但創造出了更多的種植空間,不僅具有較高的環保價值,而且綜合利用了土地。
4?墻體
4.1?墻體材料的革新
(1)農村建筑維護結構的熱工性能比較差,調查顯示,在我國的建筑總能耗中,農宅建筑占據了58%,其中還不包括夏季的制冷能耗,所以農宅建筑節能勢在必行。目前,我國的磚瓦生產量及生產企業均居世界首位,但大部分磚瓦生產企業位于農村地區。截至目前,已注冊在案的磚瓦生產企業已達8萬余家,其中年產量不足1千萬塊的占76%?,年產量在1千萬~3千萬塊之間的占20%左右,年產量超過3千萬塊的僅有4%,另外還存在一些規模較大的“黑磚窯”。這部分“黑磚窯”年均制造磚瓦達8500億塊,而超過一半以上的產品為實心磚,不僅規模小,質量差,耗能高。而且占據大量的土地資源,污染也極為嚴重。農村磚瓦企業生產方式的轉變,節能環保的轉型十分迫切。
(2)想要徹底實現農村綠色建筑,必須從墻體材料方面進行革新。為全面建設節能環保型社會,磚瓦制作時必須嚴禁使用原煤,盡量用熱值較低的粉煤灰,爐渣等廢料,或使用可再生,無污染的資源。禁止使用耕地土壤進行磚瓦生產。同時在進行燒制時,盡可能利用余熱烘干物料和胚體。緊緊圍繞“節能、環保、可持續”的發展戰略,精進技術,提升產品質量,不斷優化和創新與建筑施工相匹配的生產制造體系。
(3)此外,還可以將新型節能保溫技術應用于建筑施工當中。例如運用外保溫復合墻及集熱蓄熱墻。現階段,我國的外保溫復合墻技術已十分成熟,其應用也十分普遍,它不僅具有保溫性能好,隔熱性強,質地輕,強度高等特點,而且在節約土地、節約能源和環境保護方面的優勢也十分突出。而集熱蓄熱墻則是由顏色較深的墻體和間隔適當長度的玻璃蓋板組成,其節能原理是由玻璃及墻體間空隙受熱后與房屋內氣體完成互換,進而提升房間內的溫度。在冬季,顏色較深的墻面會吸收并儲存太陽光而產生的熱量,然后通過墻面上下的通風口使房間內部的空氣經墻面加熱形成熱循環效應,同時玻璃蓋板及空氣層防止了墻面熱量的外散。在夏季,由于墻體本身具有一定的吸熱功能使得房間內部分熱量被吸收,此外再通過煙囪進一步強化通風散熱能力,使房間內部溫度進一步降低。
4.2?思路和對策
農村居民文化程度普遍較低,其節能環保意識相對淡薄,同時在思想方面比較守舊,十分偏信實心粘土磚,并且對先進節能技術不夠了解,因此在進行農村綠色建筑建設時僅僅借鑒城市施工經驗是不夠的,必須要充分結合農村建筑施工人員及施工材料自身的實際狀況,同時,在將新型材料運用到新農村綠色建筑過程中必須要循序漸進。
(1)大力宣傳新型墻體材料及國家相關政策。從經濟性和適用性方面說明新型墻體材料的優越性,通過全方位分析形成對比,宣傳新型墻體材料在節能,節地,環保及可持續發展等各方面帶來的效益。
(2)從國家政策角度進行合理引導。對于積極響應墻材革新的農戶給予一定的優惠政策,同時可以在適當位置建立新型墻體材料展示區,以此來引導農戶在特定區域進行房屋建設,并對其進行一定的經濟性補助。
(3)強化質量,降低成本。目前,新型墻材完全可以達到新農村綠色建筑的整體要求,但在實際使用過程中的任何質量問題均會降低用戶對它的信任度,所以在進行實地推廣時必須要確保質量,并適當降低價格,以此來吸引更多人使用。
(4)建立新型墻材應用示范村。結合當地實際環境狀況及人們生活習性建立新型墻材應用示范村,倘若在環境變化比較大的區域,則需要運用質地輕,價格低,便于分隔的墻體材料。在距離城市較近的區域,運用觀感較好的復合型墻材。
5?門窗節能技術
門窗是建筑結構整體能耗中耗能最高的部位,和經濟水平較高地區相比,我國東北嚴寒地帶的建筑窗傳系數要高出2~4倍。調查顯示,我國寒冷地區采暖期經門窗所散失掉的熱能,占據房屋整體耗能的一半。所以門窗節能是建筑節能的重中之重。在對其進行設計時,需根據當地實際自然環境及建筑結構自身的情況來確定所要應用的材料、窗型和技術,如此才能達到理想節能效果。主要做法為減小門窗面積,提升門窗保溫性能,增加門窗玻璃厚度等等。
6?結?論
新農村實施綠色節能建筑,是進一步落實“節能、環保、可持續”的發展戰略,為農民建設更為健康,適宜,高效的生存空間,實現人與生態環境的共同進步。采用新型建筑材料,新技術及新型建筑結構,以期能優化建筑節能薄弱部位,實現其全面節能的目標,此外,希望可以更加有效地宣揚綠色節能理念,實現綠色建筑的又好又快發展。
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