室内色彩设计与节能

第33卷第23期山西建筑Vo.33No.23240·2007年8月SHANXI ARCHITECTUREAug.2007文章编号:10096825(2007)23-024002室内色彩设计与节能曾刚黄涛摘要:分析了通过设计来实现建筑节能的重要性,指出了室内建筑能耗的主要方面,研究了室内色彩对室内物理环境的影响与建筑耗能的关系,以打开建筑节能的思路,缓解我国能源紧峡的问题。关键词:色彩设计,节能,光环境,建筑能耗中图分类号:TU201文献标识码:A能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。随着我国以世界上前所未有的规模和速度建造高耗能的建筑我国经济的发腰,人民生活水平的提高,全国建筑能耗呈稳步上我国一年建造的建筑面积为20亿m2左右,现在一年建筑的面积升的趋势,加大了我国能源压力,制约着国民经济的持续发展。比所有发达国家加起来还要多得多美国的GDP是中国的7倍,因此降低建筑能耗已刻不容缓他们建的房子是5亿,而我国是20亿。我国现有城乡建筑面积1我国目前的节能形式400多亿m2,95%左右都是高耗能建筑就北京的房子和德国的于相同保温层厚度的砖混结构平均传热系数的增幅在42%~5%差采暖能耗对因结构形式引起的传热系数差异更敏感。在相同之间变化框架结构相对于相冋同保温层厚度的砖混结构的平均传墙体构造条件下,框一剪结构能耗最大,砖混结构能耗最小,这和热系数的增幅由不保温时的8%~1%之间变化。因结构形式不同对墙体平均传热系数的影响一致◆砖混结构4结语1)在保温层厚度相同的条件下,框剪结构平均传热系数最1.2大,框架结构次之,砖混结构平均传热系数最小,并且其差异随保温层厚度的增加差异减小。在文中计算条件下,采用挤塑聚苯板保温保温层厚度在0mm-70mm之间变化时框一剪结构相对于相同保温层厚度的砖混结构平均传热系数的增幅在42%~5%墙体类型之间变化,框架结构相对于相同保温层厚度的砖混结构的平均传图1三种结构形式平均传热系数相对值比较热系数的增幅由不保温时的8%~1%之间变化。由以上比较可以看出,在保温层厚度增加到40mm以上时砖2)在保温层厚度相同的情况下,不同结构形式对全年能耗的混结构和框架结构的平均传热系数相差已经很小。在保温效果影响主要体现在对采暖能耗的影响上,对全年空调能耗的影响很越差的情况下,框剪结构和框架结构节能效果的劣势越明显。但小。采用框一剪结构采暖能耗最大框架结构和砖混结构在外保釆用框剪结构即使在保温层厚度增加到70mm,保温很好的情温条件下,全年采暖能耗相差不大。况下,其平均传热系数仍比采用相同保温层厚度的砖混结构的平应该指出,文中为突出讨论结构形式对节能影响的主题,对均传热系数大4%以上。三个建筑模型采用相同的窗墙比保温材料采用的是挤塑聚苯板,3不同结构形式对全年能耗的彩响结论中的定量计算结构仅适用于本例题的条件。窗墙面积比和保全年能耗计算条件屋顶传热系数为0.57W·(m2K)-1,窗温材料的导热系数变化时,对三种结构形式传热性能均有影响传热系数为28/W·(m2K)-1,遮阳系数为0.89,计算地点:北参考文献:京。采暖空调设备及运行时间表、房间空调采暖温度、房间新风[1]罗福午建筑结构概念体系与估算[M].北京:清华大学出版量等参数取GB501889-2005公共建筑节能设计标准中规定数值。在以上计算条件相同的情况下比较全年能耗随结构形式和[2]GB5017693,民用建筑热工设计规范[S]保温层厚度变化的情况。[3]JGJ2695,民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)[S]采用不同结构形式对能耗的影响主要体现在对采暖能耗的[4]杨善勤民用建筑节能设计手册[M],北京:中国建筑工业出影响上,这是因为采暖期室内外温差远大于空调期的室内外温版社,1997.Structural forms effect to construction energy-conservingQIU Xiang wu SHI Yu-yingAbstract: It discusses three structural forms including brick concrete structure, frame structure and frame cutting force structure which adoptsdifferent outer temperature-conserving, and their different effects to average heatd, campares these three kindsof supporting structures's effect to construction energy-oonserving, so as to achiev中国煤化工saving energyKey words: energy-conserving, structural forms, energy all the year roundHCNMHG收稿日期:20070322作者简介:曾刚(1979-)男助教河北工程大学建筑学院,河北邯郸黄涛(1976-),男,助教河北工程大学建筑学院河北邯郸第33卷第23期2007年8月曾刚等:室内色彩设计与节能241房子相比,每m2的能耗是它的2倍,3倍,4倍。到室内亮度一致的情况下,室内色彩明度高可以有效地降低光源盖房子、商业建筑和居住都是为了人民安居乐业,但是由于的发光强度。高耗能,它浪费了我国极为稀缺的能源,同时严重地污染了环境。同时早在1942年布雷纳德和梅西对不同色彩的顶棚、墙面据北京市统计,北京市象商场1m2/年消耗电能为210kw/h~的利用系数方面做了研究穆恩还对墙面色彩效果做了数学分370Wh。而居民住宅一般是1m2库年为10W/h-20kWh。析指出当墙面反射增加至9倍时照度增加3倍,并进一步说明国家能源如此紧缺,中国的能源形式如此严峻,所以,国家要采取相同反射系数的色彩或非色彩表面,在相同照度下是一样亮的相应的措施,比如新建建筑必须要严格执行公共建筑的建筑设计但在室内经过“相互反射”从天棚和墙经过多次反射后达到工作标准。同时,对于设计者来说要通过设计中各种途径来达到节能面使用色彩表面比无色彩表面得到的照度更大。的目的以上分析说明室内的反射和色彩对于室内光环境的影响是2室内建筑能耗的主要方面巨大的,在室内设计过程中应该使用明度较高的色彩表面来增大建筑能耗主要是指建筑使用过程中的能耗包括建筑采暖、室内的照度从而起到节能的作用。空调、热水供应炊事、照明、家用电器、电梯通风等方面的能耗。32色彩的物理效应对室内热环境的影响其中以采暖及空调耗能最多,大约要占到建筑总能耗的65%;其色彩对人引起的视觉效果还反映在物理性质方面,如冷暖次是热水供应和电气照明分别占总能耗的15%和14%;炊事能远近、轻重大小等这不但是由于物体本身对光的吸收和反射不耗约占6%。根据重庆市居住建筑能耗评估报告书对某小区的动同的结果而且还存在着物体间的相互作用关系所形成的错觉态计算分析结果采暖年耗电量指标为2715kWh/m2,空调年耗色彩的物理作用在室内设计中可以大显身手电量为1947kWh/m2,则全年耗电量为46.62kWh/m2。色彩的直接心理效应来自色彩的物理光刺激对人的生理发3室内色彩对室内物理环境的影响与建筑耗能的关系生的直接影响。心理学家对此曾做过许多实验。他们发现在红色环境中,人的脉搏会加快,血压有所升高,情绪兴奋冲动。而处一般认为,节能建筑是指在保证建筑使用功能和满足室内物在蓝色环境中脉搏会减缓情绪也较沉静。有的科学家发现颜理环境质量条件下,通过提高建筑围护结构隔热保温性能、采暖色能影响脑电波,脑电波对红色反应是警觉,对蓝色的反应是放空调系统运行效率和自然能源利用等技术措施,使建筑物的能耗松。自19世纪中叶以后,心理学已从哲学转入科学的范畴心理降低到规定水平;同时,当不采用采暖与空调措施时,室内物理环学家注重实验所验证的色彩心理的效果。不少色彩理论中都对此境达到一定标准的建筑物。目前节能建筑的关注焦点主要在于做过专门的介绍,这些经验明确地肯定了色彩对人心理的影响。建筑材料和建筑结构两方面,其实在建筑室内色彩设计方面建冷色与暖色是依据心理错觉对色彩的物理性分类,对于颜色筑节能同样大有可为。的物质性印象,大致由冷暖两个色系产生。波长长的红光和橙3.1室内光环境的形成及色彩对光环境的影响黄色光,本身有暖和感,以致光照射到任何色都会有暖和感;相白天室内光环境( Daylight Factor:DF)主要是由直接天光反波长短的紫色光、蓝色光、绿色光有寒冷的感觉。夏日,人们Sky Component:C)、外部反射光( Externally Reflected Compo-关掉室内的白炽灯打开日光灯,就会有一种变凉爽的感觉;冬nent:ERC)(室外地面及相邻界面的反射)和室内反射光( (Internal-日,把卧室的窗帘换成暖色就会增加室内的暖和感。ly Reflected Component:IRC)(由天棚、墙面地面的反射)组成。以上的冷暖感觉,并非来自物理上的真实温度,而是与人们DF=SC+ERC+IRC。人工光酒的视觉与心理联想有关。利用色彩温度感的物理属性,夏天利用晚间室内光环境( Nightlight Factor:NF)主要是由人工光源室内的冷色调来使人心理上感觉凉爽,,以减少电扇和空调的使( Artificial Photosource:AP)、直接天光( Sky Component:SC)外部用;冬天利用室内的暖色调来使人心理感觉温暖,减少取暖器和反射光( Extermally Reflected Component:ERC)(室外地面及相邻界空调的使用,从而起到节能的作用面的反射)和室内反射光( Internally Reflected Component:IRC)(由4结语天棚、墙面、地面的反射)组成NF=AP+ SC+ ERC+ IRCo建筑节能迫在眉睫,文中对室内的色彩设计对建筑节能的作其中室内反射光(IRC)对室内光环境的影响最大。室内天用进行了探讨希望通过此文能打开建筑节能的思路能够在建棚对反射的作用最大,地面最小。筑中各方面利用各途径来考虑和解决建筑节能问题。光是一切物体颜色的唯一来源,物体的颜色通常决定于物体参考文献表面的光波反射和光源的发射光谱。色彩的明度( brightness)是1.增样,室肉设计原理[M,北京:中国建筑工业出版社,指色彩的明暗程度,其实也就是色彩的光波反射强度,色彩的属性中色相和纯度都具有明度。这样在室内直接光一致的情况下,[2]蒋荣家装室内设计理念中的以人为本[J山西建筑,色彩明度高的室内光波反射强光环境较亮。换言之,就是要达2006,32(7):27-28Indoor color design and energy conservationZENG Gang HUAN中国煤化工Abstract: It analyzes the importance of the energy oost of architecture by deCNMHdoor energy cost of architure, researches the relation between the influence of indoor color to indoor phoucost of architecture, whichill open the thinking roads of energy oost of architecture, and release the energy scarcity problem in our countryKey words: oolor design, energy conservation, light environment, energy aost of architecture