時間:2023-05-17 16:51:39
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇室內節能設計,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
1. 綠色節能設計理念在室內設計中的應用原則
(1)對于新時代的設計師來說,只有更新觀念,以可持續發展的思想對室內空間“再思考”、“再認識”,才能真正認清方向,重新找到準確的設計切入點。
(2)拆除舊建筑必然會帶來垃圾、噪聲,造成人力、物力的浪費,相對于建造新建筑室內空間的重新改造利用,將減少資源和能量的消耗,提高空間的利用率,有利于環境的保護,是生態設計觀應倡導的原則。
(3)在室內設計中對一切材料和物質盡最大限度地利用,以減小室內體量,簡潔裝修形式,追求最精粹的功能與結構形式,減少消耗,降低成本,降低施工中粉塵、噪音、廢氣、廢水對環境的破壞和污染,不搞過度裝飾,不搞病態空間,減少視覺污染。
(4)綠色節能室內設計中起步最為艱難的、必須集中尖端科技加強攻關部分,要求設計從一開始就預料到終結,如開關插座的關鍵部分、易損部分,注意再利用過程中的完整性。做到室內陳設藝術品、裝飾材料的再利用不失完美。
(5)通過立法形式形成對于資源再回收與再利用的認識。室內裝飾材料供應商與銷售商聯手建立材質回收的運行機制,回收材料進行再生產的新穎設計,逐步改變人們現有的、世俗的審美判斷標準,最大限度地使用再生材料,提高資源再生率。
2、建筑室內設計中節能理念的詮釋
2.1節能建筑室內的圍護結構
目前,在量大而廣的既有建筑及新建筑室內環境中,無論是節能投資還是建筑耗能方面,外墻和頂面等建筑圍護結構所占的份額較大,同時,建筑及其室內圍護結構的熱傳導因素所影響的建筑體熱損耗效果尤為突出,因而也是節能設計的重點。為實現國家建筑節能設計發展的總體目標,在建筑節能設計中要充分考慮上述因素的影響,下面做一些具體分析:
2.2門窗節能設計
在冬季,氣溫寒冷,室內溫度較高,室內外溫差大,門窗是耗能較高的建筑室內結構,耗熱量大,熱損失比重高,其熱損失耗熱量加上冷空氣滲透耗熱量約占建筑物全部耗熱量的 50%以上,因而,門窗是建筑物及其室內節能設計的重點部位之一。 門窗的用料及結構直接影響其保溫及降噪等節能效果,塑鋼門窗具有良好的保溫隔熱性能,其熱阻值是同類型金屬門窗的 1.5 倍;單框雙層玻璃門窗的熱阻值要比單層門窗玻璃高 80%左右,因此采用單框雙層玻璃門窗具有更好的保溫隔熱節能效果。 冬天,在同等氣候條件下,不同的門窗玻璃結構其室內舒適區與不舒適區面積比會產生很大區別,室外氣溫為-12℃,室內氣溫 22℃,在采用單層門窗玻璃的建筑室內,玻璃內表面的溫度約為 1℃,此時,當人體靠近門窗玻璃時,門窗玻璃就會大量吸收人體所散發出的輻射熱,使人體產生不舒適感,而在采用雙層門窗玻璃的室內,門窗玻璃的內表面溫度則約會提高到 10℃左右,因此靠近玻璃的人體輻射熱的散失量會大大減少,人體的不舒適感就大為減小。門窗簾、紗和建筑玻璃隔熱膜的布設,是改善室內環境、提高節能效果的有利方法。從熱工學因素分析,夏天熱量從室外傳入室內,冬天反之,門窗則起到阻礙熱傳遞的作用,多一層玻璃則多一道熱防線,再布設窗簾、窗紗或者建筑玻璃隔熱膜更是一個熱的有利屏障體,數據顯示,門窗簾或窗紗的布設可減少室內 30%左右的熱量散失,建筑玻璃隔熱膜更是能阻擋 80%的熱量;另外,窗簾或窗紗在白天還可根據需要達到調節自然光線的效果,而夜晚又可起到保持私密性的作用。因此,門窗簾、紗或建筑玻璃隔熱膜的布設在達到節能設計的同時,也起到提高室內舒適度的作用。
2.3室內暖通系統節能設計
近幾年來,我國在建筑圍護結構、節能門窗的開發以及墻體結構節能設計方面做了大量的工作,實現了建筑節能的跨越發展;與此同時,建筑的暖通系統耗能在建筑能耗中所占的比例較高,隨著節能環保話題進入我們的視野,建筑的暖通空調節能設計越來越被人們重視。 建筑室內采暖系統的節能受供熱源運行效率和管網輸送效率兩方面的影響,其中供熱源的運行效率是由鍋爐的額定工作效率和煤炭的燃燒熱量比值等客觀因素決定的,因此,建筑室內采暖節能設計的工作重點在管網輸送上。長期以來,我國建筑室內的采暖系統管網運輸形式較為單一,大部分采用單管垂直自上而下的管網形式來取暖,這種采暖系統有很多的優點:工程造價低、施工方法簡單等,但是,單管垂直取暖系統也存在自身的缺陷:由于該取暖系統采用單管垂直貫穿整座建筑物,因而不利于對各建筑樓層或者樓層局部進行溫度調節;再者,由于單管垂直取暖系統的熱水源是由樓層頂面依次下分至各用戶,這就造成樓層用戶的散熱系數值由上至下而遞減,從而導致樓層上下冷熱分布,以致頂層熱量過多引起能源浪費而底層熱量不足的不平衡現象;另外,單管垂直采暖系統在維修方面存在欠缺,若提供熱源的主管道系統出現故障,可能會影響到整個樓層的供暖。解決距離熱源遠近各熱用戶冷熱不均的問題,現在較為普遍的方法是在環路運輸管網中增加流量調節閥,這種設備安裝于環路中每個熱用戶的前端,對于近熱源的用戶前端調節閥設置為較高的阻力,對于遠熱源的用戶前端調節閥設置為較低的阻力,使得各用戶環路的熱量實現平衡,從而起到調節各熱用戶溫度的作用。建筑采暖系統管網輸送效率的節能主要是指熱網的各項熱能損失,在這一環節,應盡量減少和杜絕輸熱管道因保溫不達標而造成的熱損耗;同時,在熱量輸送路徑過程中保證輸熱管網不丟水、不漏水;此外,為了推動建筑室內采暖系統節能設計的發展,在新建住宅建筑中逐步實現“熱表到戶,計量收費”的節能發展目標。
3、未來建筑及室內環境節能設計的發展趨向展望
建筑及室內設計相關產業在對經濟和社會發展做出貢獻的同時也必須遵循可持續發展的總體思想,尤其在我國,經濟社會高速發展中必須面對環境與發展的矛盾關系,我們要充分吸取發達國家“先污染、后治理”路子的教訓。被譽為“世界最有影響力思想家之一”的萊斯特•布朗在接受《國際先驅導報》記者采訪時稱:“中國的發展要學會‘蛙跳’,中國可以進行跳躍式的、有前瞻性的應用,不要走先大量使用能源資源、對環境造成破壞的礦物原料,再轉向發展清潔能源利用的老路,中國可以現在就直接大力發展、使用清潔能源。” 未來建筑及室內環境節能設計的發展目標旨在整個建筑生命周期內最大限度地節約資源、保護環境,為人么提供健康舒適、高效的使用空間,與自然和諧共生。建筑及室內設計對應著龐大的行業體系:制造業、加工業、銷售業等等,要從設計根源上采用符合環境要求的方法,引領整個行業向可持續的方向發展。
一、環保節能設計概念的提出
設計為人類創造了巨大的社會財富,推動了文明的發展,但同時也加速了資源、能源的消耗,并對生態平衡造成了極大的破壞。20世紀60年代末,美國設計理論家維克多·巴巴納克出版了一本引起極大爭議的專著《為真實世界而設計》。他認為,設計的最大作用不是創造商業價值也不是包裝和風格方面的競爭,而是一種適當的社會變革過程中的元素。同時設計應該認真研究有限的地球資源的使用問題,并為保護地球環境服務。70年代“能源危機”的爆發使巴巴納克的“有限資源論”得到普遍的認可,由此環保節能設計概念得以提出,并得到越來越多的關注和認同。
環保節能設計又叫生態設計,是指在對產品及其壽命周期全過程的設計中,要充分考慮對資源和環境的影響,在充分考慮產品的功能、質量、開發周期和成本的同時,更要優化各種相關因素,使產品及其制造過程中對環境的總體負影響減到最小,使產品的各項指標符合綠色環保的要求。其基本思想是:在設計階段就將環境因素和預防污染的措施納入產品設計之中,將環境性能作為產品的設計目標和出發點,力求使產品對環境的影響降為最小。環保節能設計不僅是一種技術層面的考量,更重要的是一種觀念上的變革,要求設計師放棄那種過分強調產品在外觀上標新立異的做法,而將重點放在真正意義的創新上面,以一種更為負責的方法去創造產品的形態,用更簡潔、長久的造型使產品盡可能地延長其使用壽命。
對室內設計而言,環保節能設計就是要按照簡潔、實用的原則進行設計,減少無謂的材料和能源的消耗,減少有害物質的排放。盡量利用綠色自然、生態環保的資源確保室內的自然采光和通風,使環境安全舒適、潔凈宜人。當前,人們空前地意識到保護環境、節約能源的重要性。在黨的十七大報告中,主席明確提出要“加強能源資源節約和生態環境保護,增強可持續發展能力。堅持節約資源和保護環境的基本國策,關系人民群眾切身利益和中華民族生存發展”Lzl。室內設計作為一門與人們生活環境密切相關的學科,除了為人們營造健康、舒適、適用的室內環境,也應該責無旁貸地擔當起環保節能的社會職責。
二、當前我國室內設計中的環保節能現狀
我國目前的室內設計主要在以下三方面與環保節能設計理念存在著較大偏差:
一是設計觀念上的偏差。一提起室內設計或裝修,人們就會習慣性地想到墻面的粉刷裝飾、地板的鋪設、天花造型吊頂的安裝等,仿佛不在圍合空間的界面上增添一些東西就不足以稱之為設計或裝修,人們觀念上已將設計等同于加法設計。誠然,加法設計為人們提供了美觀的界面,實用的物品存放空間,然而,從環保節能角度來看,加法設計必然伴隨資源的消耗和浪費,而且加法做得越多,對資源的消耗和浪費也越多。此外,加法設計所用的裝修材料越多,揮發出來的各種有害氣體也越多,對室內環境的污染也越重,有些材料比如天然石材還具有輻射性等,如此看來,加法設計在一定程度上來說既不節能也不環保。
二是設計行為上的偏差。當前我國的室內設計日趨高檔化,甚至奢糜化,人們把對高品質生活的追求演變為對奢華環境的追求,這些室內環境不僅裝飾奢華,用材名貴,而且一年四季以能源的動力維系著春天般的感覺,甚至為爭奪客源不惜代價,人工營造異域風情,極盡裝飾設計之奢華手段。從設計角度來說,這些奢華的手段無可厚非,但從環保節能的角度來看,卻是非常值得人們深思的。名貴材料的無度使用,背后必然是對自然資源和自然生態環境的破壞,造成能源的枯竭。人工營造的氣候環境又使人們遠離自然,背離春夏秋冬四季交替的自然規律,直接導致人體免疫力、抵抗力的下降,引發健康問題。
三是設計過程中的偏差。設計過程中不注重軟設計,忽視設計技能方法的應用,強調硬設計,以物性設計為主;不注重本地資源的有效利用,舍近求遠,以稀為貴,以新為奇;不注重開發常規材料的設計潛質,強調珍、稀、貴材料的使用;不注重自然材料的應用,強調工業材料的表現效果;不注重自然光源的合理利用,強調人工照明;不注重室內環境的通風、保溫、散熱性能,以人造氣候代替自然氣候等等,這些都有悖于環保節能設計的理念。
三、構建室內設計中的環保節能設計新理念
針對存在的問題,筆者以為,可以從以下幾方面建樹環保節能設計新理念:
1.改變人們的認識觀念,還設計內涵以真本性
現在是更正人們對“設計”認識誤區的時候了。設計的真本意絕不僅僅是為了好看、美觀而增添某些東西,也不是為了藝術而藝術的載體,更不是精英意識的彰顯,或高貴奢華之類的代名詞。設計的真本意是為百姓大眾服務,解決人們的實際困難,使人類生活更美好,使人與社會、自然更和諧。設計應該反映一種最自然、靈活、隨意的生活方式,流于平民百姓之間,使之體現百姓情壞,使人平易相對。設計的意義在于實用、在于節約、在于發展,更在于和諧。脫離了服務大眾這一目的,所有的設計都只能是緣木求魚,舍本求末。設計師們應該擔當起設計的社會責任,以環保節能設計理念調整人們的認識價值觀,提倡節制、適度和限制的設計價值觀。
2.去浮華,求簡樸,倡導本源性簡樸設計
歷盡繁華之后的人們總覺身心疲憊,而簡樸、寧靜的環境有益于人們保持清晰的頭腦,集中精力在那些首要的、提高生活質量的、行之有益的、快樂的事物上。從這一點上來說,設計的過于雕飾和浮華是一種生活方式的過渡放縱和精神污染,特別是對于現代充滿緊張和壓力的工作生活環境,這樣的設計更是一種精神折磨。現代人們內心渴望一種淡定的平靜和安寧,因此提倡簡樸設計符合社會發展的需求。應當明確,簡樸設計不是“簡單設計”或“不設計”,簡樸設計是省略多余物和保留必需物的取舍設計,以夠用和實用為原則,是對有限資源和材料有節制地充分利用,是通過材料的質地、完美的工藝和結構及細節的處理來獲得美感。簡潔的線條、簡單柔和的造型、純凈的材質、靈動的空間感是其主要特點,顯現出一種明顯的質樸格調。由此可見,簡樸設計不同于裝飾設計或加法設計,簡樸設計講究的是實效性,彰顯的是材料物質和結構工藝所固有的本色的美,不追求名貴,不依靠裝飾。
3.倡導本土化設計理念
從環保節能角度來看,倡議本土化的設計不僅僅是指外在表現形式的本土化,而應將其內涵擴展到設計的方方面面,比如用材的本土化、陳設裝飾的本土化、空間處理的本土化、室內環境的本土化等等。本土化設計突顯的是純樸的地域特色美,講究就地取材、因地制宜,最大限度地利用和發揮本地資源的特色營造適合本土人生活的室內環境,沒有附加外來的裝飾,也不刻意尋求新、奇、貴,保持自然本色而又舒適宜人,其環保節能性不言而喻。
四、室內設計環保節能方法初探
1.硬空間軟設計
所謂硬空間是指圍合空間的界面都具有物質性。所謂軟設計是指技巧性、藝術性的設計手法,是相對于應用物質手段的硬設計而言。比如在改變空間形象上,硬設計主要是依靠造型和陳設裝飾,而軟設計可以利用不同光、色、材質肌理給人不同的生理心理感受來改變空間形象,使小空間顯大,低空間顯高,窄空間顯寬;也可應用對比設計手法改變空間形象,如欲高先低、欲寬先窄、欲明先暗等;還可通過改變陳設布局方式來改變空間形象等等。再比如對空間的分隔,硬設計主要通過墻體、隔斷、家具等有形的物質手段來分隔,而軟設計可利用色彩、肌理、燈光的變化來劃分限定空間,使空間不經有形分隔而形成區域感,同時又保持了空間的通透性。探究和開發常規材料的潛質,使其材質肌理具有特殊的表現效果,從而達到豐富空間效果的目的,這也是常用的軟設計方法。軟設計方法很多,相對于硬設計而言,它注重設計技巧應用,注重挖掘設計要素的潛質和特色,使用材料少,對資源的消耗也少,其環保節能性是顯而易見的。
2.減法設計
加法設計是最直接的裝修手法,在加法思維中,往往會因為陷入太多的元素而失去設計分寸,平添了多余的結構和裝飾。而減法設計是經過取舍的判斷,減掉多余的裝飾和不必要物件,使空間環境變得純凈、輕松而舒適。減法設計的環保節能性體現在:對空間界面處理用材少而單一,甚至直接用建筑結構而不附加額外裝飾作為空間界面;空間處理常采用軟設計手法,避免非功能性的結構和裝飾,用色純粹,線形簡潔;室內家具陳設講究功能的多樣組合和實效性,注意空間的留白和純凈。由此可以看出,減法設計是使用最少的材料和資源來實現實用和美觀的統一。
環保節能設計又叫生態設計,是指在對產品及其壽命周期全過程的設計中,要充分考慮對資源和環境的影響,在充分考慮產品的功能、質量、開發周期和成本的同時,更要優化各種相關因素,使產品及其制造過程中對環境的總體負影響減到最小,使產品的各項指標符合綠色環保的要求。
一、當前我國室內設計中的環保節能現狀
我國目前的室內設計主要在以下三方面與環保節能設計理念存在著較大偏差:
一是設計觀念上的偏差。一提起室內設計或裝修,人們就會習慣性地想到墻面的粉刷裝飾、地板的鋪設、天花造型吊頂的安裝等,仿佛不在圍合空間的界面上增添一些東西就不足以稱之為設計或裝修,人們觀念上已將設計等同于加法設計。誠然,加法設計為人們提供了美觀的界面,實用的物品存放空間,然而,從環保節能角度來看,加法設計必然伴隨資源的消耗和浪費,而且加法做得越多,對資源的消耗和浪費也越多。此外,加法設計所用的裝修材料越多,揮發出來的各種有害氣體也越多,對室內環境的污染也越重,有些材料比如天然石材還具有輻射性等,如此看來,加法設計在一定程度上來說既不節能也不環保。
二是設計行為上的偏差。當前我國的室內設計日趨高檔化,這些室內環境不僅裝飾奢華,用材名貴,而且一年四季以能源的動力維系著春天般的感覺。從設計角度來說,這些奢華的手段無可厚非,但從環保節能的角度來看,卻是非常值得人們深思的。名貴材料的無度使用,背后必然是對自然資源和自然生態環境的破壞,造成能源的枯竭。人工營造的氣候環境又使人們遠離自然,背離春夏秋冬四季交替的自然規律,直接導致人體免疫力、抵抗力的下降,引發健康問題。
三是設計過程中的偏差。設計過程中不注重軟設計,忽視設計技能方法的應用,強調硬設計,以物性設計為主;不注重本地資源的有效利用,舍近求遠,以稀為貴,以新為奇;不注重開發常規材料的設計潛質,強調工業材料的表現效果;不注重自然光源的合理利用,強調人工照明;不注重室內環境的通風、保溫、散熱性能,以人造氣候代替自然氣候等等,這些都有悖于環保節能設計的理念。
二、構建室內設計中的環保節能設計新理念
針對存在的問題,筆者以為,可以從以下幾方面建樹環保節能設計新理念:
1.改變人們的認識觀念,還設計內涵以真本性
設計的真本意絕不僅僅是為了好看、美觀而增添某些東西,也不是為了藝術而藝術的載體,更不是精英意識的彰顯,或高貴奢華之類的代名詞。設計的真本意是為百姓大眾服務,解決人們的實際困難,使人類生活更美好,使人與社會、自然更和諧。設計應該反映一種最自然、靈活、隨意的生活方式,流于平民百姓之間,使之體現百姓情壞,使人平易相對。設計的意義在于實用、在于節約、在于發展,更在于和諧。脫離了服務大眾這一目的,所有的設計都只能是緣木求魚,舍本求末。設計師們應該擔當起設計的社會責任,以環保節能設計理念調整人們的認識價值觀,提倡節制、適度和限制的設計價值觀。
2.去浮華,求簡樸,倡導本源性簡樸設計
歷盡繁華之后的人們總覺身心疲憊,而簡樸、寧靜的環境有益于人們保持清晰的頭腦,集中精力在那些首要的、提高生活質量的、行之有益的、快樂的事物上。現代人們內心渴望一種淡定的平靜和安寧,因此提倡簡樸設計符合社會發展的需求。應當明確,簡樸設計不是“簡單設計”或“不設計”,簡樸設計是省略多余物和保留必需物的取舍設計,以夠用和實用為原則,是對有限資源和材料有節制地充分利用,是通過材料的質地、完美的工藝和結構及細節的處理來獲得美感。簡潔的線條、簡單柔和的造型、純凈的材質、靈動的空間感是其主要特點,顯現出一種明顯的質樸格調。由此可見,簡樸設計不同于裝飾設計或加法設計,簡樸設計講究的是實效性,彰顯的是材料物質和結構工藝所固有的本色的美,不追求名貴,不依靠裝飾。
3.倡導本土化設計理念
從環保節能角度來看,倡議本土化的設計不僅僅是指外在表現形式的本土化,而應將其內涵擴展到設計的方方面面,比如用材的本土化、陳設裝飾的本土化、空間處理的本土化、室內環境的本土化等等。本土化設計突顯的是純樸的地域特色美,講究就地取材、因地制宜,最大限度地利用和發揮本地資源的特色營造適合本土人生活的室內環境,沒有附加外來的裝飾,也不刻意尋求新、奇、貴,保持自然本色而又舒適宜人,其環保節能性不言而喻。
三、室內設計環保節能方法初探
1.硬空間軟設計
所謂硬空間是指圍合空間的界面都具有物質性。所謂軟設計是指技巧性、藝術性的設計手法,是相對于應用物質手段的硬設計而言。比如在改變空間形象上,硬設計主要是依靠造型和陳設裝飾,而軟設計可以利用不同光、色、材質肌理給人不同的心理感受來改變空間形象,使小空間顯大,低空間顯高,窄空間顯寬;也可應用對比設計手法改變空間形象,如欲高先低、欲寬先窄、欲明先暗等;還可通過改變陳設布局方式來改變空間形象等等。再比如對空間的分隔,硬設計主要通過墻體、隔斷、家具等有形的物質手段來分隔,而軟設計可利用色彩、肌理、燈光的變化來劃分限定空間,使空間不經有形分隔而形成區域感,同時又保持了空間的通透性。探究和開發常規材料的潛質,使其材質肌理具有特殊的表現效果,從而達到豐富空間效果的目的,這也是常用的軟設計方法。軟設計方法很多,相對于硬設計而言,它注重設計技巧應用,注重挖掘設計要素的潛質和特色,使用材料少,對資源的消耗也少,其環保節能性是顯而易見的。
2.減法設計
加法設計是最直接的裝修手法,在加法思維中,往往會因為陷入太多的元素而失去設計分寸,平添了多余的結構和裝飾。而減法設計是經過取舍的判斷,減掉多余的裝飾和不必要物件,使空間環境變得純凈、輕松而舒適。減法設計的環保節能性體現在:對空間界面處理用材少而單一,甚至直接用建筑結構而不附加額外裝飾作為空間界面;空間處理常采用軟設計手法,避免非功能性的結構和裝飾,用色純粹,線形簡潔;室內家具陳設講究功能的多樣組合和實效性,注意空間的留白和純凈。由此可以看出,減法設計是使用最少的材料和資源來實現實用和美觀的統一。
3.零材料費裝飾設計
1.1加強住宅建筑及室內節能設計符合經濟性原則
住宅建筑及室內設計的規劃、施工、設計、裝修等是一系列復雜的經濟過程,需要花費很多的人力物力,需要花費較大的經濟成本。加強住宅建筑及室內節能設計建設,就是要能夠在確保房屋功能正常和使用方便的前提下,從長遠發展的目標,實現房屋的整體性節能,從而大大降低住宅的建設和維護、維修成本,減少不必要的住宅花費,并取得很好的經濟效益。
1.2加強住宅建筑及室內節能設計建設具有很好的社會意義
加強住宅建筑及室內節能設計建設,本身體現的是一種對自身行為“任性”的約束,是一種對他人、對環境、對社會都非常有益的行為,它不僅有助于弘揚和傳承勤儉持家的優良傳統,還能積極引導人們的建筑和消費習慣,改變人們的建筑理念和審美情趣,在全社會形成良好的社會導向,為社會經濟的發展營造更好的環境和氛圍。
1.3加強住宅建筑及室內節能設計建設能夠提高環境保護水平
住宅建筑建設具有資源消耗大、對環境影響大的特點,相關學者研究發現,我國建筑能耗是發達國家的2~3倍,存在著一定的能源危機風險。面對我國能源損耗和生態環境的逐步惡化,必須增強節能意識和環保意識。加強住宅建筑及室內節能設計建設就是環境保護的一種重要舉措,能夠有效地降低住宅建筑及室內設計過程中的資源、能源損耗,為我國的環境保護事業貢獻積極力量。
2當前住宅建筑及室內節能設計發展現狀及問題
2.1住宅建筑的小區整體規劃不合理
根據觀察可以發現,以前的很長一段時間內,我國居民住宅建筑行業的規劃意識、節能意識和環保意識普遍不強。近年來,隨著人們觀念的改變,這方面逐步有了改進和提升。但從當前我國已經建成和投入使用的一些住宅小區,大都把住宅設計的重點放在住宅外觀和附屬環境的營造上,有的甚至盲目地模仿美國、歐洲等西方建筑風格,而對住宅建筑所在地的氣候、地形、人文等因素考慮周全,使得小區的整體規劃和房屋的結構設計不盡合理,很難實現節能的效果。
2.2住宅的戶型結構和類型比較單一
一方面,隨著社會經濟的發展,人們對于住宅建筑的功能性要求越來越多,對于住宅建筑的環保標準期待越來越高,都強烈盼望有一個綠色、健康的居住環境;另一方面,隨著城鎮化進程的加快,人們居住的房屋越來越集中在高層建筑中,高層建筑由于是由規劃者、開發商等為節約建設成本和管理、建設需要進行統一設計和修建,因而不同樓層之間的戶型結構和類型比較單一,很難完全滿足居民對住宅經濟性、實用性、環保性的各種多樣化需求,從而造成了住宅建筑戶型結構和類型方面供給與需求的錯位。此外,一些高層建筑節能的設計手段本身比較單一和落后,使得住宅建筑的許多節能功能難以真正發揮,從而造成一定的資源浪費。
2.3住宅建筑及室內設計未能充分使用節能環保材料
相對于傳統和一般的建筑材料,節能環保型的材料價格普遍較高。因此,有的家庭為了節約建筑經濟成本,而不會選擇節能環保型材料進行室內裝修。另外,一些在開發和建設商品性的住宅建筑過程中,許多開發商和建筑施工企業都不會選擇造價成本較高的節能環保型材料,造成居民新購置的住宅建筑材料都非節能化、非環保化。另外,當前我國住宅建筑材料市場魚龍混雜,一些環保型材料的技術水平還不成熟,一些節能環保型材料存在虛假宣傳、假冒偽劣等現象,也打擊了居民選擇和使用節能環保材料的積極性。
3優化住宅建筑及室內節能設計的具體措施
3.1優化住宅建筑的布局和體型設計
一是要根據住宅建筑擬建設地點的區域、氣候、地形等具體特點,選擇合適的住宅建筑位置,實現因地制宜。二是要合理確定適當的套型面積,既要盡量節約用地,還要盡量節約建筑耗材和成本,減少和杜絕不必要的浪費。三是要實現建筑平面的巧妙布局,通過調整朝向、結構等,使住宅室內的舒適度達到最大,做到夏季通風降溫與冬季光照充足的協調和優化。四是要合理規劃和設計不同單元、不同樓房之間的朝向、間距等,保證相互之間的協調,防止在通風、光照等方面的相互損傷和影響。
3.2優化住宅建筑護結構和墻體設計
在住宅建筑的護結構中,屋頂(又稱屋面)是調節室內外溫差和傳熱的最關鍵要素。因此,要提高屋頂的隔熱、保溫性能,提高夏季屋頂抵抗外熱的能力。住宅建筑節能屋頂可以采取屋頂綠化、屋頂蓄水、色坡屋頂、倒置式屋頂等幾種方法。其中屋頂綠化,能夠增加城市的綠地總面積,有效降低建筑物本身的能量散失,減少溫室氣體排放量,減緩和改造城市的熱島效應;屋頂蓄水,能夠利用水的蒸發吸熱的特性,消耗水層熱量,有效降低傳熱量和屋面的溫度;色坡屋頂,是目前比較常見和常用的一種屋頂,它根據太陽光線的斜射角度,采用非金屬的淡色坡面,實現對太陽光的反射,從而節約能源消耗;倒置式屋頂,是將傳統上的保溫層、防水層兩者進行顛倒設計,使得保溫層置于隔水層之上,從而實現節能降耗的目標。此外,住宅的護墻體能耗較大,且住宅建筑的體型越大,能耗越多。借鑒外國圓塔形建筑物能夠利用同面積圓形的周長最短、從而減小住宅建筑外露的面積的經驗。因此,高層住宅建筑物的體型應盡量簡單。對于外墻圍護結構,應采用填充材料;為減輕房屋壓力,提高隔熱性能和保溫效果,應積極采用輕質高效的保溫材料;應根據地區氣溫條件,在低溫地區把保溫材料用在外側,減少墻體冷凝水的產生。
3.3優化住宅的門窗節能設計
住宅建筑散熱性最差的部位就是外門窗,耗能約占總耗能的70%左右。因此,在能夠保證室內溫暖、通風、美觀的基礎上,應盡量減小外門窗的空間面積,提升外門窗的封閉性,以便防止冷風滲透,從而提高外門窗的保溫效果。為減小外門窗的傳熱量,應該從以下幾個方面采取措施:一是要科學設計和合理確定住宅建筑的窗和墻的比例,使得窗洞大小與墻壁面積相適應和協調。二是可以采用泡沫塑料、密封膏等材料進行密封,保證外窗的封閉性,減少冷空氣滲透,或者采用質量較好、封閉性較強的門窗材料。對于門框與墻體、門框與窗扇之間的縫隙,可以采用松軟型、彈性密封的材料,也可以采用回風槽、橡膠、泡沫等進行密封。三是要注重提高住宅建筑門窗的保溫性能,設計戶門、陽臺門時,要注意防火、防盜要求,在里面填充巖棉板、聚苯乙烯板等具有很好絕熱性能的材料。例如,塑料窗、鋼塑復合窗或者雙玻璃、三玻璃等,以盡量避免使用金屬窗產生的冷橋。
3.4住宅建筑及室內設計中優化太陽能等能源設計
水熱資源是現代住宅最為重要的設計內容和關鍵環節。在環境污染、能源危機日益嚴重的背景下,就現代住宅建筑而言,太陽能無疑是最經濟實惠、最具有可行性價值的清潔能源。在光照相對充足的地區,實現住宅建筑及室內設計節能的一個重要方向就是擴大太陽能產品的使用范圍,并促進住宅建筑的全部太陽能化。在住宅建筑及室內設計時,要將太陽能設施與住宅建筑物本身有機結合起來,充分發揮太陽能熱水器的作用,以實現既能降低建筑施工和住宅運行的成本,又促進房屋屋頂的整體美觀度的目的。
3.5優化住宅室內設施設備設計
在住宅建筑的室內設計方面也要樹立環保意識,注意節能減排。一是在室內地板、墻壁材料選擇上,要積極選擇低污染、低輻射的環保型材料,減輕建筑材料對人體健康的污染和傷害。二是在室內燈具的設計和安裝上,要盡量選擇和安裝節能型的燈具,在瓦數大小上進行一定的控制,并就燈具設計上精心安排,使得開關燈比較方便,減少不必要的電能資源浪費;同時,對于衛生間、洗衣室、房間過道等,要盡量選用自動聲控燈,減小人們因為忘斷電源而造成的浪費。三是在家用廚房、洗浴等用具的選擇、購置和安裝使用上,要盡量選用節能環保型設備,實現既方便快捷,又節能環保,還降低家庭生活成本,實現多樣化的家居目標。
1、引言 節能是我國一項長遠的戰略方針。我國政府對節能工作高度重視,特別是改革開放以后節能工作出現了欣欣向榮的局面。節能對于供熱行業來說潛力是相當大的。供熱行業是能耗大戶,能耗支出占據其大部分成本。由于以往的住宅供暖按面積收取熱費,存在很大的不合理性,且不便于用戶進行局部調節,造成供熱用熱浪費很大。隨著人們生活水平的提高和供暖事業的不斷發展,對供暖系統實現用熱量的分戶計量和獨立控制的呼聲越來越高。
近年來節能問題在供暖系統設計中越來越被人們重視。因此有必要在新建住宅中采用更合適的供暖系統形式來滿足熱費按戶計量的需要。在節能問題上,尤其要特別重視能源利用過程前的處理,即在規劃設計整個供暖系統時,應該考慮該系統的節能前景及經濟效益。建設部《建筑節能“九五”計劃和2010年規劃》明確指出,“對集中供暖的民用建筑安裝熱表及有關調節設備并按戶計量收費的工作,1998年通過試點取得成效,開始推廣,2000年在重點城市新建小區中推行,2010年全面推廣”。因此,在進行住宅室內采暖系統設計時,設計人員應考慮熱用戶分戶及分室控制溫度的需要。據初步測算,采取供暖分戶計量,可以實現采暖節能20%以上。本文就幾種適宜分戶計量的采暖系統做一淺析。
2、 舊式采暖系統的基本形式及其優缺點 長期以來,我國城市住宅室內采暖系統設計基本上都采用單管垂直系統的方案進行設計。(如圖1)這種設計方案有許多優點:1系統簡單;2施工方便;3造價低等,但是也存在一定缺陷,主要是不便于用戶進行局部調節,因而造成能源的浪費。隨著能源結構的變化及節能和物業管理的要求,這一缺陷越來越明顯,使得此種供暖系統不得不被逐步替代。
隨著我國社會主義市場經濟的發展,“熱”也是商品的觀點逐步被人們所認識和接受。傳統的落后的按建筑面積結算收費的方法,既不科學又不合理。已不能適應社會主義市場經濟體制的要求,必須進行按熱量計量收費的改革。供熱收費由計劃經濟時期的福利制向社會主義市場經濟體制轉變,即熱用戶向供熱企業繳納熱費。因而用戶對供熱系統節能越來越關注。單管垂直采暖系統的弊病越來越明顯,其弊端具體表現在以下幾方面:
2.1 系統不具有個體調節的能力
單管垂直采暖系統的主要缺點是不利于進行局部調節,無法改善和滿足熱用戶的熱舒適性要求。而且由于該系統是將熱水先供到住宅樓的頂層,然后依次向下分至各用戶,這就在理論上造成了各不同樓層的熱用戶的散熱器的傳熱系數K值也不相等。因此造成頂層過熱,底層過冷,冷熱不均現象。頂層用戶過熱時只能通過打開門窗的方式來放走熱量以降低室內溫度,這就造成了能源的浪費。如果采用調節熱水流量來降低室溫,就會造成以下各層過冷的現象。其次,該系統也無法對各房間的室溫進行單獨調節,從而導致能源的浪費。
2.2 系統維修時浪費能源
由于單管垂直采暖系統是一個整體的熱水循環系統。如果該系統有一處設施漏水或堵塞,整個系統將會受到影響。嚴重時可能導致整個住宅樓停供;而且在維修時會造成大量熱水的浪費,在寒冷地區可能會出現供水管凍裂等嚴重問題,造成不必要的事故,影響居民的正常生活。
2.3 不利于供熱部門的管理
對于拖欠熱費的用戶處理困難,如果要停止個別用戶的供暖,可能影響到整個住宅樓停供。常此下去,致使供熱企業入不敷出,連年虧損。
2.4 閑置住宅的能源浪費
由于室內采暖系統是單管串聯式,所以每層、每戶住宅必須用熱,否則該系統就無法正常運行。如出現有些用戶不想用熱或者有些住宅長期閑置,這就必然導致能源的浪費。目前在一些非采暖且又在發展小區采暖的地區,此種現象十分突出。
3、分戶計量的發展前景及控制原理 目前,在我國,這種分戶式計量系統的研究剛剛起步,大部分都處在嘗試階段。原有的室內供暖系統多為單管垂直系統,缺乏獨立調節能力,熱用戶對熱是商品沒有深刻的認識,缺乏節能意識,僅此使我國住宅采暖單位面積能耗高出先進國家2倍左右,且不便于供熱部門管理。供熱系統的按戶計量是供熱發展的方向,是解決收費難和實現節能的唯一出路。隨著人民生活水平的提高人們不再滿足于吃飽、穿暖,而是不斷追求高質量、高品位的生活。在江蘇淮安市,每年新建住宅近百萬平方米,這些新建住宅大部分都在申請室內采暖,而淮安市目前僅市政府西大院有采暖系統。由于本市住宅室內采暖剛剛起步,所以在采暖形式推廣中應該走在前列,實施單戶控制的采暖形式推廣前景十分可觀。
分戶計量采暖系統的特點是對每個采暖用戶進行單獨控制,即每戶獨立采用一個供回水系統,一戶一表制,可以單獨對用戶進行調節、關斷、計量,不會影響其他用戶。達到分戶計量目的的根本方法是對用戶獨立系統的控制,具體做法是在每戶供水入口處設置熱表及散熱器上安設調節閥。通過調節散熱器使采暖房間的室溫滿足人體熱舒適性的要求。實現散熱器調節的方法,主要是通過對散熱器散熱量進行控制,以達到室溫要求。目前散熱器個體調節主要依靠改變進流散熱器熱水流量的方法來實現,但是在進行散熱器調節時必須不影響整個供熱系統的水力穩定性,所以供熱系統要有完善的調節控制措施和高水平的運行管理辦法。否則,很難實現真正意義上的分戶計量。
4、適宜分戶計量的采暖系統 4.1 單管制采暖系統
4.1.1 單管水平串聯系統
單管水平串聯系統是一種比較常見的采暖系統。其做法是在每個住宅單元設置一個總的供回水系統(稱為大系統),每層用戶為一個獨立的小系統。總供回水立管管井設在靠樓梯的櫥衛處,每層供回水接在大系統上(每層只裝一戶),在小系統出入口管道上加調節關斷閥門及熱計量表,以便分戶計量熱費。此系統的優點是:豎向無穿樓層的立管,不影響墻面裝修;缺點是:不能分室控制溫度;每組散熱器均須設冷風閥;管線過門、陽臺須處理。(見圖2)
4.1.2 單管水平跨越系統
圖3為此系統的原理圖,同單管水平串聯式系統相同,采用一個大系統,可將該系統的供、回水立管設置在管道井內。此設計方案中須增設與散熱器組數相對應數量三通調節閥,控制進入散熱器的最大流量為循環流量的30%。該方案的優點是:可實現分室控制溫度;豎向無立管,不影響墻面裝修;缺點是:管路中的附屬設備(三通調節閥)增加;管線過門、陽臺須處理;每組散熱器須設冷風閥。
4.2 雙管制采暖系統
4.2.1 雙立管并聯式系統
對于雙立管并聯式系統,任何一層的用戶只要在散熱器支管上加調節閥就可以達到調節介質流量,從而滿足用戶對熱舒適性的要求,并實現節能。但這種調節方式在使用時,應該考慮到以下問題:(a)此系統在樓層數過多時易出現嚴重的垂直失調現象,其系統垂直高度以不超過三層為宜,實用性受到限制。(b)穿越樓層的立管數增多。(c)僅適用于安裝熱量分配表的系統。(見圖4)
4.2.2 水平雙管系統
采用水平雙管設計方案,可以避免雙立管并聯式系統的垂直失調問題,而且該系統可以實現每戶一個獨立系統,有利于熱量表的安裝,能實現散熱器個體調節。任何一層的用戶都可以通過室內調節閥方便的調節介質流量,從而達到舒適的室溫,并實現節能的目的,又不影響其他用戶采暖,但該系統須增設與散熱器組數相對應數量三通調節閥。該方案的優點是:能夠使不易解決的供熱系統垂直失調的難題得到極大的改善;可分室控制溫度,調節性能優于單管系統;墻面豎向無立管,不影響裝修;缺點是:室內散熱器下部的供回水管隱蔽困難;管線過門、陽臺不好處理;每組散熱器須安裝冷風閥。(見圖5)
4.2.3章魚式系統
圖6為此系統的原理圖,做法是在每戶設置一分水器,供水進入分水器后分出若干并聯的支管,末端連接至散熱器,再經回水集中到集水器。在制作安裝時應將管線埋地敷設(一般采用聚丁烯管或PB管),要防止地面因熱應力造成龜裂和破損,要妥善處理好管道熱膨脹時產生的推力傳遞給地板。該方案的優點是:可分室控制溫度,調節性能優于單管系統;管線埋地敷設,墻面豎向無立管,不影響墻面、地面裝修;缺點是:管線埋地須設隔熱措施,造價偏高;每組散熱器須設冷風閥。
5、供暖系統設計中應注意的問題 雖然分戶式計量在新建住宅小區得到有力推廣,但其在推行過程中必然會在采暖系統設計、建筑物設計、儀表選用、管理等方面存在一些問題。
5.1 供暖系統熱負荷計算及戶內散熱器布置
熱負荷計算是供暖系統設計的基礎,以往的設計由于害怕暖氣不熱而盲目加大熱負荷值,致使散熱器安裝面積過大,將不利于散熱器支管上溫控閥的調節,應該選擇合理的熱指標估算辦法。室內散熱器位置要布置合理,室內水平管線會增加,存在管線明裝占用空間,影響室內裝修、家具布置及過門、陽臺難處理等問題。
5.2 對建筑材料傳熱性能的要求
新的建筑材料能否滿足現代節能房間的要求,即建筑材料的傳熱性能是否理想。采暖建筑的耗熱量主要是通過圍護結構的傳熱耗熱量構成,約占73%~77%,其次為通過門窗縫隙的空氣滲透熱量,約占23%~27%,在傳熱耗熱量中外墻占23%~34%,由此可見,提高建筑物的保溫性能將會達到很好的節能效果。另外,計算表明,對于一間不采暖的房間從周圍房間獲取傳熱量可維持12~14℃室溫,其他用戶有近1/4~1/5的熱量傳給了該房間,其他用戶將多支付這部分熱費,很不合理。所以,有必要增強戶間建筑結構的隔熱性能。
5.3 熱表參數修正及表計校核問題
由于住戶所處樓層、圍護結構不同,保持相同室溫的耗熱量肯定存在差異,所以應該選擇合理的熱表參數。我單位在同用戶進行計量儀表校核、熱費結算中就發生過糾紛。而且,應該組織專門人員定期對計量表計進行校核。
5.4 供熱系統變流量問題
由于實現分戶計量,系統的熱負荷變化會很頻繁,所以,供熱系統應該能自動調節供熱量,使其跟蹤所需熱負荷的變化。應該在換熱站設置有壓差控制的裝置。
5.5 住宅小區設置分戶計量裝置后,要加強節能宣傳;提高節能意識。
5.6 對供熱企業的管理提出更高的要求。
6、結束語 綜上所述,對于住宅小區的供暖系統設計,如果規劃和設計合理,不僅能夠實現較好的系統控制和計量功能,同時可以降低能源的浪費,極大的提高供熱的社會效益并獲得相當的經濟效益。
參考文獻 [1] 賀平,孫剛. 供熱工程[M] . 中國建筑工業出版社,1993.
[2] 民用建筑節能設計標準[M] . 中國建筑工業出版社,1995.
[3] 李岱森. 簡明供暖設計手冊. 中國建筑工業出版社,1998.
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
現代建筑及室內節能設計的創新,并不意味著在功能和形式方面的前無古人、后無來者,亦并非以及驚世駭俗的方式去表達,其視野應當放大到整體環境的要求以及迎合受眾的審美情趣,通過創造性思維活動,應用當代先進科學技術手段,創造符合可持續發展要求的空間環境,促進設計系統符合生態環境的良性循環規律。設計,作為每一行業的前期啟動階段,對整個行業的發展勢態必然產生重要的影響,如果各行業都以可持續發展為宗旨,大力倡導綠色節能設計,那么我們就可有效避免走西方部分發達國家先污染后治理的老路,從而更利于實現全行業的可持續發展。
一、我國發展建筑室內節能的必要性
能源是經濟和社會發展的重要物質保障,能效則是衡量國家經濟管理水平和的發展水平標桿。長期以來,我國能源利用率水平較低,低于發達國家十幾個百分點,這不僅浪費了大量的社會能源資源,且給有限的環境承載能力帶來巨大壓力,而建筑用能在社會總耗能中所占較高的比重,因此,發展節能建筑對建設節約型社會具有十分重要的意義:
首先,推進建筑及其室內節能設計的發展是貫徹落實科學發展觀的重要舉措,是建設資源節約型、環境友好型社會的重要戰略措施。其次,加快我國節能建筑的發展、提高新能源的利用率是實施國家能源戰略的必然選擇。我國是世界上太陽能資源最豐富的國家之一,太陽能年輻射量超過4200MJ/的地區約為730萬平方公里。此外,我國地大物博,有豐富的淺層地熱能、風能淺層地下水等建筑用能,因此,推廣新能源資源在建筑及其室內中的應用,發展節能建筑能有效緩解我國能源資源供需矛盾,是我國經濟
合理的選擇。
二、建筑室內節能設計發展現狀
綠色節能是國家發展、世界進步的一項長遠戰略方針,是建筑界共同面臨的重要課題,也是緩解世界能源問題和環境問題的重要途徑。發展經濟和環境問題之間矛盾的凸顯要求人們把目光齊聚在關于可持續課題上的研究。在發達國家,社會能源的消耗主要包括民用耗能、工用耗能和交通耗能,而民用耗能的主要組成部分則是建筑耗能,建筑能耗約占社會總耗能的30%左右。國外建筑物主要從建筑結構、圍護結構、建筑材料、建筑內部配套設施以及建筑物跟周圍環境的能量關系等方面進行節能設計,從而達到降低建筑物生命周期能耗的效果。例如,國外建筑比較注重建筑物與周圍自然環境的關系,充分利用自然環境進行節能設計,日本早在上世紀九十年代就提出了“與環境共生住宅”的建筑節能設計理念,強調建筑立面節能設計技術、自然采光及通風技術、室內外氣候協調技術等。
目前,我國建筑的能耗利用水平遠低于發達國家,這主要是由于我國既有建筑的建筑結構及其配套設施能源利用率水平不高,加之對原有建筑進行裝修改造,盲目地追求建筑裝修的豪華性,造成此類建筑耗能上升。隨著社會經濟的發展,人們對建筑及其室內空間環境提出了更高的要求,尤其近幾年,我國出現了大批奢華高檔建筑,建筑平均能耗水平高于普通住宅幾倍甚至幾十倍,并且此類高能耗建筑量有大幅上升的趨勢。因此,我國建筑高耗能所形成的社會問題更加嚴峻,例如:全國既有建筑年均取暖耗能約1.3億標準煤,約占2013年我國標準煤總產量的5%;我國城市住宅總面積約為100億平方米,除取暖外的住宅耗能(包括炊事、照明、家用電器等)折合用電量約為30kwh/?年,約占我國年供電量的1/10。
三、節能建筑設計的未來發展趨勢
為了緩解我國日益嚴重的能源危機,節能建筑的設計在今后將起到越來越重要的作用。根據相關數據顯示,我國現有建筑,超過九成以上建筑屬于高耗能建筑,從建筑的能源消耗以及建材消耗來說,我國建筑的耗能已經占到了社會總耗能的40%左右。因此,加大節能建筑設計發展的力度勢在必行,對其今后的發展,應該從以下幾個方面分析。
1、節能建筑設計因地制宜,綜合考慮
今后進行節能建筑設計時,要綜合充分考慮建筑物的各項環境因素,如朝向、體型、間距以及綠化配置等。對于上述因素的考慮,可以有效的改善熱環境,提高節能效果。眾所周知,建筑物的朝向對節能很重要。通過朝向的正確選擇設計,可以使得夏季減少太陽直射,利于通風;而冬季則使得光照良好,避免冷風吹入。此外,在設計節能建筑時,還要充分考慮建筑物的外表體積,可以采取減小面寬,加大進深或者增加組合體的方式減少建筑物的外表面積。如果建筑物位于寒冷地區,在設計時還應當考慮避免使用敞開式樓梯間等措施,從而減少建筑物的散熱。另外,建筑設計時在進行設計時還要善于利用屋檐、窗簾、百葉窗等設施,通過對日照、光線的調節作用達到很好的節能效果。
2、加大科研力度,適當使用新科技、新工藝
加大對建筑節能等領域的科研力度,動員社會各界專家、學者、高校等進行研究,從而不斷研究開發出新型高效、經濟環保的節能建筑材料以及先進的建筑物設計構造技術。不但如此,開發出新型節能環保建筑材料后,在經過驗證、實際檢測后符合標準后,就要快速投入市場進。此外,建筑設計師要不斷加強自身素質的提高,及時吸收掌握先進設計理念與科研成果理論,在進行節能建筑的設計時可以有意識的把新的節能理念以及節能材料運用到節能建筑的設計之中。
3、加強政策支持,健全相關法制體系
現如今我國節能建筑并沒有配套的措施,造成節能建筑建設的執行力比較差。因此在今后的節能建筑設計環節,相關政府部門等要給與其一定的政策支持。此外,還要加大監管力度,一旦發現節能建筑在設計環節或者施工環節存在問題就立即處理解決。最后就是節能建筑的法律體系,為節能建筑設計保駕護航,規范建筑行業,推動節能建筑的發展。
4、建筑技術與建筑藝術相結合
眾所周知,建筑設計同樣包含藝術創造的成分,節能建筑的設計也同樣如此。因此在今后的節能建筑的設計時,建筑設計師應充分考慮,把建筑設計與建筑藝術融會貫通,綜合考慮這兩者的特點與作用,做到功能為主藝術為輔,在充分發揮其節能作用與居住舒適度的基礎上展現建筑設計的藝術理念。只要本著這一點,今后的建筑設計出現只重形式不重節能的現象就會很少見,進而減少甚至杜絕實用價值少,嘩眾取寵的設計。
結束語
綜上所述,在人們日益重視環保與節能減排的當今社會,節能建筑的設計走進人們視野,不斷受到重視,在這樣的條件下,節能建筑的設計日益走向成熟。但是我們不能忽視,在現今的建筑行業,節能建筑的設計依然存在一些問題與不成熟的地方,這些地方值得我們進行反思與改進。只有積極面對問題,改變目前節能建筑設計的不良問題與弊端,繼續植根于當前節能建筑設計方面優秀、成熟的一面進行發展、創造、創新,走向低耗能、高環保、多健康、生態平衡的道路。
參考文獻
[1]李強.建筑設計中的建筑節能探討[J].科技致富向導,2012,(27):357.
節能是我國一項長遠的戰略方針。我國政府對節能工作高度重視,特別是改革開放以后節能工作出現了欣欣向榮的局面。節能對于供熱行業來說潛力是相當大的。供熱行業是能耗大戶,能耗支出占據其大部分成本。由于以往的住宅供暖按面積收取熱費,存在很大的不合理性,且不便于用戶進行局部調節,造成供熱用熱浪費很大。隨著人們生活水平的提高和供暖事業的不斷發展,對供暖系統實現用熱量的分戶計量和獨立控制的呼聲越來越高。
近年來節能問題在供暖系統設計中越來越被人們重視。因此有必要在新建住宅中采用更合適的供暖系統形式來滿足熱費按戶計量的需要。在節能問題上,尤其要特別重視能源利用過程前的處理,即在規劃設計整個供暖系統時,應該考慮該系統的節能前景及經濟效益。建設部《建筑節能“九五”計劃和2010年規劃》明確指出,“對集中供暖的民用建筑安裝熱表及有關調節設備并按戶計量收費的工作,1998年通過試點取得成效,開始推廣,2000年在重點城市新建小區中推行,2010年全面推廣”。因此,在進行住宅室內采暖系統設計時,設計人員應考慮熱用戶分戶及分室控制溫度的需要。據初步測算,采取供暖分戶計量,可以實現采暖節能20%以上。本文就幾種適宜分戶計量的采暖系統做一淺析。
一、 舊式采暖系統的基本形式及其優缺點
隨著我國社會主義市場經濟的發展,“熱”也是商品的觀點逐步被人們所認識和接受。傳統的落后的按建筑面積結算收費的方法,既不科學又不合理。已不能適應社會主義市場經濟體制的要求,必須進行按熱量計量收費的改革。供熱收費由計劃經濟時期的福利制向社會主義市場經濟體制轉變,即熱用戶向供熱企業繳納熱費。因而用戶對供熱系統節能越來越關注。單管垂直采暖系統的弊病越來越明顯,其弊端具體表現在以下幾方面:
1 系統不具有個體調節的能力
單管垂直采暖系統的主要缺點是不利于進行局部調節,無法改善和滿足熱用戶的熱舒適性要求。而且由于該系統是將熱水先供到住宅樓的頂層,然后依次向下分至各用戶。因此造成頂層過熱,底層過冷,冷熱不均現象。頂層用戶過熱時只能通過打開門窗的方式來放走熱量以降低室內溫度,這就造成了能源的浪費。如果采用調節熱水流量來降低室溫,就會造成以下各層過冷的現象。其次,該系統也無法對各房間的室溫進行單獨調節,從而導致能源的浪費。
2 系統維修時浪費能源
由于單管垂直采暖系統是一個整體的熱水循環系統。如果該系統有一處設施漏水或堵塞,整個系統將會受一影響。嚴重時可能導致整個住宅樓停供;而且在維修時會造成大量熱水的浪費,在寒冷地區可能會出現供水管凍裂等嚴重問題,造成不必要的事故,影響居民的正常生活。
3 不利于供熱部門的管理
對于拖欠熱費的用戶處理困難,如果要停止個別用戶的供暖,可能影響到整個住宅樓停供。常此下去,致使供熱企業入不敷出,連年虧損。
4 閑置住宅的能源浪費
由于室內采暖系統是單管串聯式,所以每層、每戶住宅必須用熱,否則該系統就無法正常運行。如出現有些用戶不想用熱或者有些住宅長期閑置,這就必然導致能源的浪費,目前在一些非采暖且又在發展小區采暖的地區,此種現象十分突出。
二、分戶計量的發展前景及控制原理
分戶計量采暖系統的特點是對每個采暖用戶進行單獨控制,即每戶獨立采用一個供回水系統,一戶一表制,可以單獨對用戶進行調節、關斷、計量,不會影響其他用戶。達到分戶計量目的的根三方法是對用戶獨立系統的控制,具體做法是在每戶供水入口處設置熱表及散熱器上安設調節閥。通過調節散熱器使采暖房間的室溫滿足人體熱舒適性的要求。實現散熱器調節的方法,主要是通過對散熱器散熱量進行控制,以達到室溫要求。目前散熱器個體調節主要依靠改變進流散熱器熱水流量的方法來實現,但是在進行散熱器調節時必須不影響整個供熱系統的水力穩定性,所以供熱系統要有完善的調節控制措施和高水平的運行管理辦法。否則,很難實現真正意義上的分戶計量。
三、適宜分戶計量的采暖系統
1 單管制采暖系統
單管水平串聯系統是一種比較常見的采暖系統。其做法是在每個住宅單元設置一個總的供回水系統(稱為大系統),每層用戶為一個獨立的小系統。總供回水立管管井設在靠樓梯的櫥衛處,每層供回水接在大系統上(每層只裝一戶),在小系統出入口管道上加調節關斷閥門及熱計量表,以便分戶計量熱費。此系統的優點是:豎向無穿樓層的立管,不影響墻面裝修;缺點是:不能分室控制溫度;每組散熱器均須設冷風閥;管線過門、陽臺須處理。
2 水平雙管系統
采用水平雙管設計方案,可以避免雙立管并聯式系統的垂直失調問題,而且該系統可以實現每戶一個獨立系統,有利于熱量表的安裝,能實現散熱器個體調節。任何一層的用戶都可以通過室內調節閥方便的調節介質流量,從而達到舒適的室溫,并實現節能的目的,又不影響其他用戶采暖,但該系統須增設與散熱器組數相對應數量三通調節閥。該方案的優點是:能夠使不易解決的供熱系統垂直失調的難題得到極大的改善;可分室控制溫度,調節性能優于單管系統;墻面豎向無立管,不影響裝修;缺點是:室內散熱器下部的供回水管。隱蔽困難;管線過門、陽臺不好處理;每組散熱器須安裝冷風閥。
四、供暖系統設計中應注意的問題
分戶式計量在新建住宅小區得到有力推廣,但其在推行過程中必然會在采暖系統設計、建筑物設計、儀表選用、管理等方面存在一些問題。
1 供暖系統熱負荷計算及戶內散熱器布置
熱負荷計算是供暖系統設計的基礎,以往的設計由于害怕暖氣不熱而盲目加大熱負荷值,致使散熱器安裝面積過大,將不利于散熱器支管上溫控閥的調節,應該選擇合理的熱指標估算辦法。室內散熱器位置要布置合理,室內水平管線會增加,存在管線明裝占用空間,影響室內裝修、家具布置及過門、陽臺難處理等問題。
2 對建筑材料傳熱性能的要求
新的建筑材料能否滿足現代節能房間的要求,即建筑材料的傳熱性能是否理想。采暖建筑的耗熱量主要是通過圍護結構的傳熱耗熱量構成,約占73%~77%,其次為通過門窗縫隙的空氣滲透熱量,約占23%~27%,在傳熱耗熱量中外墻占23%~34%,由此可見,提高建筑物的保溫性能將會達到很好的節能效果。另外,計算表明,對于一間不采暖的房間從周圍房間獲取傳熱量可維持12~14℃室溫,其他用戶有近1/4~1/5的熱量傳給了該房間,其他用戶將多支付這部分熱費,很不合理。所以,有必要增強戶間建筑結構的隔熱性能。
3 熱表參數修正及表計校核問題
由于住戶所處樓層、圍護結構不同,保持相同室溫的耗熱量肯定存在差異,所以應該選擇合理的熱表參數。我單位在同用戶進行計量儀表校核、熱費結算中就發生過糾紛。而且,應該組織專門人員定期對計量表計進行校核。
4 供熱系統變流量問題
從多個角度出發仿真課室的溫度場變化并作對比研究,研究各個因素對空調室內溫度場變化分布的影響,分析研究力圖找出影響空調課室溫度場變化的各個影響因子及其所占比重,為空調制冷節能改造提供參考。
運用ANSYS12.0應用仿真軟件進行數值模擬仿真研究[2][3],運用其子模塊ANSYS ICEM網格劃分工具進行網格生成與處理[4]。運用ANSYS CFX進行數值運算[5]。建立了與校園教學樓空調課室相一致的三維實際模型。
1.1物理模型
模型課室尺寸為14.40m×12.00m×5m,課室中就座54人,選定身高為1.73m,體重為60kg,根據公式計算可得人體表面積為1.74231m,與物理模型中單個人體表面積1.74 m2基本符合。
1.2數學模型
本文采用用ANSYS CFX 數值模擬課室內溫度場變化時采用標準
k-ε模型。
標準k-ε模型的湍動能k和耗散率ε方程為如下形式:
在上述方程中,Gk表示由于平均速度梯度引起的湍動能產生,Gb是用于浮力影響引起的湍動能產生;YM可壓速湍流脈動膨脹對總的耗散率的影響。湍流粘性系數 。
1.3網格劃分
本文運用ANSYS12.0應用仿真軟件進行數值模擬仿真研究,運用其子模塊ANSYS ICEM網格劃分工具進行網格生成與處理。Tetra Meshing四面體網格適合對結構復雜的幾何模型進行快速高效的網格劃分,網格劃分時,勾選smooth mesh 即對網格進行即光順操作。是在氣流入口、氣流出口和窗玻璃面進行加密網格劃分。模型網格生成完畢之后統計網格數量為455495個。
1.4邊界條件的設定
設定合適的流體域Fluiddomain、Soliddomain參數以及合適的磚墻材料、窗戶玻璃材料、入口邊界條件、出口邊界條件、玻璃窗加熱面邊界條件、人體表面散熱邊界、流固交界面的邊界條件。
1.5仿真計算
使用ANSYS仿真軟件對模型進行仿真計算。
主要研究結論如下:
1)研究結果表明,在北緯25度的廣州地區高校教學樓課室,對于窗墻比數值較大的建筑物,當夏季太陽輻射強烈,室外溫度達到30℃以上時,由于中午12:00后為中午休息空調停機。在下午第一節課上課(13:30)之前必須提前15分鐘開啟空調冷氣給課室預冷才能保證課室大部分空間溫度保持在28℃以下。分析課室內溫度場、氣流場結果表明,提前開啟空調機組有利于冷風迅速均勻地布滿整個課室。
0前言
如今,在人們的室內裝修設計中,過多講究的是高檔化的裝修風格,選用的建筑材料都是昂貴的,室內裝修風格趨于奢華,這樣的裝修理念逐漸成為主流。但這樣的裝修風格也對環境造成了嚴重的破壞,許多的建筑材料還含有甲醛等有害物質,對人們的健康也帶來了嚴重的影響。因此,在現代的室內設計中,應在材料的選擇上、設計方案上進行改進。我國在建筑設計節能上也出臺了相關的法規政策,對節能建筑材料提出了明確的要求,如《節能建筑標準》的頒布就使節能環保這一活動有法可依。設計師們應以環保理念為主,在裝修中推廣節能技術,達到理想的裝修效果。
1室內設計方案中的節能應用
1.1室內功能的劃分
對于室內設計從環保節能的角度上來講,要遵循簡潔、實用的原則進行設計,摒棄那些過于浮華的設計,倡導簡樸化的設計理念。室內設計的主要目的是提供高品質的生活環境,保證室內的舒適度,同時也體現出節能環保的發展理念。以室內設計為突破口,在室內設計方案中首先強調的是室內空間的合理劃分。良好的室內空間布局不僅能給人帶來舒適的感覺,還能實現合理的采光。[1]而如果在室內空間的設計上缺乏規劃,就會造成室內光照、通風等出現許多問題。所以,必須對室內功能進行合理的劃分,使其既能保證室內的美觀,也能實現環保節能的作用。在室內設計上要考慮到空間的內部結構,劃分不同的使用空間,少做一些隔斷,保證每個空間都能通風,有良好的采光。另外,在室內的裝修設計上,應秉承簡約的設計理念,避免在一些裝修上鋪張浪費。例如,在墻壁、天花板等的裝飾上不要設計得過于浮華。否則不僅達不到設計效果,還浪費了資源,是一種極不節能的設計行為。當然,要想提倡節能環保的設計,還需要設計師自身提高環保意識,并掌握精湛的設計技能,在室內設計方案中選用環保節能的材料,為客戶提供環保節能的室內設計方案。
1.2良好的采光和視覺效果
在室內設計中,采光是人們考慮的主要因素,采光良好與否不僅影響到整個室內空間設計的效果,還會影響人們在室內空間的生活需求。在室內設計中,好的采光是需要燈光來掌控的,但是人們往往在裝修效果與節能上難以取舍。[2]這時就需要在室內設計上進行充分的考慮,在不同的功能區進行不同的采光設計。這樣不僅滿足了客戶需求,同時還能達到節能的效果。例如,在室內的會餐區域需要好的光源,在看電視等休閑區就可以采用節能的設計。對不同的區域進行合理的規劃,以達到節能的效果。另外,裝修設計中的色彩搭配也是裝修的重中之重。好的色彩搭配效果不僅能給人帶來良好的視覺效果,同時還能發揮環保節能的作用。在室內裝修的色彩運用上,要考慮到顏色搭配對人的視覺、心理產生的影響。因此,在裝修設計中要了解空間的布局,在光線作用下,通過色彩的調整進行冷暖感的調和。暖色調的色彩給人溫暖的感覺,可以將暖氣開小一些;在冷色調的室內可能會使人感覺室內的溫度較低,這時就要打開空調。這也是色彩的差別給人帶來不一樣的感受,從而也達到了不同程度的節能效果。另外,有些室內設計還通過軟裝飾來調節室內的色彩,如一些窗簾、墻紙等也可以隨著季節的變化而改變,達到同樣的效果。
2在室內設計材料選擇上的節能應用
在室內裝修設計中,首先要考慮的就是裝修材料。常見的裝修材料有壁紙、木材、涂料等。在環保理念的推廣和先進技術的發展下,許多的裝修材料都具有了環保節能的性能,而在裝修設計中也應采用這種材料進行裝修。[3]例如,在石材的選用上,以往通常是大理石居多,而現在環保節能的石材多是微晶石,這種天然材料除了具備以往石材的特點外,其主要的優勢是質量輕、價格便宜、無污染,這種石材可以大量運用到裝修設計上。在墻體材料的選擇上,可以選用綠色環保的材料,不能只注重滿足視覺效果,而忽視推廣節能環保的理念。傳統的墻壁裝飾采用的是木質的板材,而現在的墻面裝飾多采用的是棉、麻等材料,選用環保性的壁紙。另外,在涂料的選擇上以前多選擇一些有毒物質的涂料,如今在涂料的開發上應用了抗菌技術,研發的涂料不僅無味、抗菌,而且還不含有毒化學物質,在裝修設計中得到了廣泛應用。室內裝修過程中,在鋪設地板時,現在實行的是鋪具有活性炭性質的地板材料,可以起到隔潮的作用,改變了以往大量使用黏合劑的鋪設方式。在家庭裝修中,過去人們習慣使用陶瓷。這種建筑材料不僅浪費,而且也不耐用,可以選用石膏板這樣的隔墻材料,少用一些鋁合金門窗、實心磚等,還可以多采用一些塑鋼門窗等材料。另外,在裝修過程中,也要注意綠化。在室內放一些綠色植物、綠色盆景等,不僅能調節室內溫度,還能舒緩人們的壓力、凈化空氣。
3在室內設計中節能技術的應用
3.1墻體保溫技術
墻體不僅要能起到保溫的作用,還應具備節能的作用。因此,墻體的節能技術應運而生。以往的墻體裝修主要是在墻體的主結構上增加幾層保溫材料,而復合墻體的節能材料多數選用的是棉、聚苯乙烯等保溫材料。根據復合材料與主墻結構的安裝位置不同,分為內外兩類保溫技術。現在主要應用的是外保溫技術,在外墻的結構上鋪設多層保溫材料,而且外保溫技術也是目前大力推廣的主要保溫節能技術。外保溫與內保溫相比,其節能效果更好,在技術上有明顯的優勢,不僅適用于新的建筑結構,也適用于舊樓的改造。外保溫技術能降低建筑結構的熱度,增加建筑的空間。而且南方還在這種外保溫技術的基礎上,應用淺顏色的裝飾面來減少太陽的輻射。
3.2窗戶裝修的節能技術
窗戶的節能設計也是裝修中的重點,要選用節能門窗,滿足保溫、隔音等要求。如今的建筑裝修多采用玻璃隔熱膜,這種建筑玻璃隔熱膜相當于20多厘米厚的墻面,能隔擋高熱,降低空調使用率,具有隔熱的功能,可以有效保持室內的溫度。還有一種玻璃膜是低輻射的玻璃膜,這種節能環保的低輻射膜逐漸得到推廣,已經在許多的發達國家得到了廣泛應用。另外,暖氣在室內裝修設計中應注意對其減少裝飾,發揮其散熱性能。在室內裝修設計中,應注意盡量不要對暖氣片進行過多的裝飾,忽略了其供熱的作用。
4結語
室內設計是建筑行業的重要組成部分,而環保節能設計又是室內設計行業發展的新理念。這就需要設計師們遵循環保節能的設計理念,合理利用環保節能材料、研發環保節能技術,在室內裝修設計中既達到滿意的設計效果,又能實現環保節能的功效。
參考文獻:
[1]王超,周冰,徐蘭蘭.淺析建筑及室內設計中節能技術的應用[J].山西建筑,2008,07(01):249-250.
中圖分類號:G710 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.03.150
1 室內節能設計的現狀
節能技術在室內設計運用已久,但遠遠還沒到成熟的地步[2],據筆者分析,認為仍存在以下幾點問題。
1.1 室內設計人員對節能設計的認識不足
室內設計人員在進行設計的過程中,除了要全面考慮室內的空間尺度與整體布局以外,還要充分考慮室內的照明、采光以及通風等各方面的因素,并將節能技術科學、合理地運用到室內設計中,從而盡可能地減少建筑能耗。然而,一般情況下,室內設計人員由于過于注重環境的舒適度而過多地采用照明、通訊設備,造成了許多不必要的浪費。
1.2 室內裝飾過度
在當前的室內設計過程中,往往由于過度地進行室內裝飾、不合理地設計空間尺寸、過分地注重室內界面、高要求地制定裝飾標準等各方面的原因,導致了裝飾材料與設施裝置的嚴重浪費。從整體上來看,室內設計中普遍存在著高能耗、低水準的設計效果。因此,室內設計人員進行設計時,應當根據室內的空間尺寸,嚴格地限制裝飾材料的用量以及合理控制裝飾效果的標準。
1.3 缺乏節能設計的意識
隨著社會生活水平的不斷提高,人們對室內居住環境及其舒適度的要求也不斷提高,以至于室內設計過程中裝配了眾多高能耗設備,例如空調設備、取暖設備、照明設備等。此外,室內的環保標準得不到設計人員以及用戶的重視,頻頻出現構造不合理、選材不恰當、構件規格不規范與接縫密閉性不好等不良現象[3],這不僅無法響應社會的環保理念,而且還造成了建筑能源的過度消耗。
2 室內節能設計的必要性
目前,我國的建筑能耗約占全國總能耗的45%,并且這個比重隨著社會城市化水平以及人們生活質量的提高而不斷加大。在我國,室內節能的水平不高并且節能效果也不理想,能夠達到節能標準的建筑只有5%左右[4]。首先,從某種意思上來講,室內設計和建筑節能兩者間是一種對立統一的相互關系,創造一個舒適、美好而又環保、節能的生活環境是人類社會不斷努力的方向與目標。其次,室內節能設計具有促進社會經濟發展的重要作用。再次,室內節能設計還具有減少空氣污染、改善生活環境的作用。
3 節能技術在室內設計中的運用
節能技術的發展是人類社會進步的產物,節能、環保不僅順應了自然界的生存規律,而且還有利于人類社會的可持續發展。在室內設計過程中節能技術的效地運用關系著整個室內設計行業的前進步伐。
3.1 “綠色照明”節能技術
綠色照明的理念源自于20世紀90年代的美國,隨著環保引起各國社會的廣泛重視以后被全面推廣及施行。現今,在我國的室內設計中,逐漸要求設計人員遵循“綠色照明”理念,注重節能、環保,并將室內舒適、美觀設計與節能設計相結合,促進室內設計的可持續發展。自然光不僅讓人感覺舒適,并且經濟、可靠,因此室內設計人員在設計時,應當盡可能地利用自然光線。另外,還應當盡快能地選用低能耗的照明裝置,比如,選用高效節能照明燈來取代白熾燈,制訂節能照明燈的補貼政策等。
3.2 太陽能利用技術
太陽能屬于一種源源不斷、無窮無盡的清潔能源。因此,在進行室內設計時,可以充分利用太陽能來進行供水及取暖。例如,太陽能熱水器就是當下使用最為廣泛、技術最為成熟的一種太陽能利用裝置,其具有經濟、安全可靠以及使用壽命較長等特點。我國是太陽能熱水器的供應大國,近些年來,太陽能熱水器的供應量整體呈上升趨勢,因此,應當不斷地發展、完善太陽能的利用技術,以充分發揮其在室內節能設計的重要作用。另外,太陽能熱水輻射取暖系統也是一種經濟、環保的太陽能利用新技術。
3.3 能量回收利用技術
雙向集熱技術是一種新型的能量回收利用技術,其技術核心在于自主研發的獨特熱能交換器。此項節能技術就是將使用過(洗碗、洗漱、沐浴等)的廢棄熱水中的熱量重新回收到熱能交換器內,當需加熱的冷水經過熱能交換器時,回收的熱量將會傳到冷水中對其進行加熱,起到有效地節約能耗的重要作用。據統計,能量回收利用技術的運用,能夠節約一半以上的衛浴裝置的能耗。
3.4 窗戶節能設計
窗戶的節能設計在整個建筑室內節能設計中占據重要的地位。在我國,室內取暖裝置的能耗量是相對較高的,比部分發達國家高出幾十倍。這是由于我國室內設計中的玻璃窗戶基本無法起到節能的作用。因此,在進行室內窗戶設計的過程中,第一,應當先根據建筑的具體情況來確定窗戶的尺寸與位置,切勿隨意開窗,造成材料的浪費的同時還不具有節能效果;第二,結合當地的氣候情況來慎選玻璃的種類與功效;第三,以多層玻璃取代單片玻璃,從而確保玻璃的保溫效果以及隔熱功效。
4 結語
節能、環保是一個經久不衰的研究課題,也是社會進步的基本要求。室內節能設計的優劣影響著整個建筑的節能方案的落實。通過將節能技術有效地運用到室內設計過程中,轉變傳統的高能耗生活方式,大力推廣低能耗的室內節能設計理念,從而實現室內設計的可持續發展。
參考文獻:
[1]呂萍.室內設計中的建筑節能技術分析[J].現代裝飾(理論),2012,(12):78.
[2]聶洪亮,龔七一.室內設計中建筑節能技術的應用[J].中華民居,2011,(10):1-2.
[3]肖勇.建筑節能技術在室內設計中應用探究[J].江西建材,2013,(3):22-23.
[4]周凱忠.室內設計中建筑節能技術分析[J].硅谷,2013,(1):19,50.
作者簡介:吳昆,高級工程師,從事綠色室內設計教學,廣西建設職業技術學院,廣西南寧 530003