淺談在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能

陳曉晨

（安徽省阜陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)研究院，安徽 阜陽(yáng) 236000）

能源問(wèn)題是當(dāng)前世界各國(guó)普遍重視的問(wèn)題，各種能源短缺的現(xiàn)實(shí)警示著世人。我國(guó)的建筑能耗約占社會(huì)總能耗的20%～25%，并且隨著人民生活水平的不斷提高，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，以及住房體制改革的深化，我國(guó)的建筑能耗必將進(jìn)一步上升。因此，我國(guó)的節(jié)能刻不容緩，節(jié)能降耗將是我國(guó)的一項(xiàng)國(guó)策，建筑節(jié)能是節(jié)能中的重中之重。

1 建筑節(jié)能的概念與發(fā)展方向

建筑節(jié)能通常是指在居住建筑和公共建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過(guò)程中，通過(guò)各種技術(shù)措施以及采用節(jié)能型系統(tǒng)和可再生能源利用系統(tǒng)，切實(shí)降低建筑能耗和最大限度使用可再生自然能源的活動(dòng)。其實(shí)質(zhì)是在滿足人們對(duì)建筑舒適性需求的前提下，達(dá)到在建筑建造和使用過(guò)程中能源利用率盡量提高的目的。建筑能耗一般是指建筑在建造和使用過(guò)程中在采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、炊事、熱水供應(yīng)、家用電器和電梯等方面的消耗的能源。

建筑節(jié)能所追求的低消耗、少排放、可再生能源利用的資源節(jié)約型目標(biāo)決定了其未來(lái)發(fā)展將與綠色建筑、生態(tài)建筑以及智能建筑有效融合。建筑節(jié)能遵循綠色、生態(tài)建筑所強(qiáng)調(diào)的充分采用當(dāng)?shù)匚幕?、原材料、建筑資源，遵守本地的自然與氣候條件，體現(xiàn)地域特色的設(shè)計(jì)理念，倡導(dǎo)使用綠色能源和能源的再利用觀念，從自然條件中直接獲得能源，通過(guò)在通風(fēng)、換氣、采光、日照、采熱、降溫和節(jié)水等各個(gè)環(huán)節(jié)的節(jié)能設(shè)計(jì)處理，即降低了建筑能耗，又營(yíng)造了舒適、自然、健康的建筑環(huán)境，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

2 建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)建筑節(jié)能的影響

2.1 設(shè)計(jì)方案影響工程建造直接能源消耗

在工程設(shè)計(jì)中，其建筑和結(jié)構(gòu)方案的選擇對(duì)建筑的直接能耗有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內(nèi)廊式還是外廊式、進(jìn)深與開(kāi)間的確定、立面形式的選擇、層高與層數(shù)的確定、基礎(chǔ)類型選用、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、分析問(wèn)題。我國(guó)住宅建設(shè)用鋼平均每平方米55kg，比發(fā)達(dá)國(guó)家高出10%～25%，水泥用量為 221.5kg，每立方米混凝土比發(fā)達(dá)國(guó)家要多消耗80kg水泥。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在滿足同樣功能的條件下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)，可降低工程建造直接能源消耗5%～10%，甚至可達(dá)10%～20%。

2.2 設(shè)計(jì)方案影響建成后使用的能耗

建筑是牽涉到很多專業(yè)的復(fù)合體，并且完整的建筑節(jié)能工作包括了從最初的規(guī)劃、方案到設(shè)計(jì)、施工，以及多年的運(yùn)營(yíng)使用，直至最后拆除重建的全生命周期過(guò)程。但以往只注重直接建造成本的降低，輕運(yùn)營(yíng)階段能耗的使用情況。從住宅使用過(guò)程中的資源消耗看，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)住宅使用能耗為相同技術(shù)條件下發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍-3倍?，F(xiàn)在，我們必須用全壽命周期的節(jié)能理念對(duì)建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，即以較低的壽命周期能耗實(shí)現(xiàn)必要的功能，獲得豐厚的壽命周期經(jīng)濟(jì)效益。在方案設(shè)計(jì)當(dāng)中，建筑師需要對(duì)建筑的方位、體形、朝向進(jìn)行優(yōu)化，必須要為充分利用自然風(fēng)、陽(yáng)光等自然資源創(chuàng)造條件。

3 建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能

建筑節(jié)能，首先從源頭開(kāi)始，即從規(guī)劃設(shè)計(jì)開(kāi)始，一個(gè)好的建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)并通過(guò)有效的建筑技術(shù)措施可以降低2/3～3/4的建筑能耗，因此，在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)大范圍的氣候條件影響，針對(duì)建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征，重視利用自然環(huán)境（地形、水系、綠化等）創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)、室外微氣候，以盡量減少對(duì)建筑設(shè)備的依賴。

3.1 建筑規(guī)劃的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1.1 建筑選址、建筑布局、季風(fēng)風(fēng)向節(jié)能設(shè)計(jì)

在寒冷地區(qū)，建筑物布置在向陽(yáng)和避風(fēng)的地方有利于建筑充分利用太陽(yáng)能，避風(fēng)可盡量減少建筑物的熱損失。在南方炎熱地區(qū)，設(shè)計(jì)要考慮建筑群、街道與當(dāng)?shù)叵募局鲗?dǎo)風(fēng)向基本一致，以加強(qiáng)城市不同區(qū)域的熱交換，促進(jìn)熱量流動(dòng)釋放。

3.1.2 建筑體型、朝向、間距節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑設(shè)計(jì)中，要適當(dāng)控制建筑體型系數(shù)，合理的建筑體形能夠減少建筑物與外界的熱量交換。通常采用減少建筑面寬、加大進(jìn)深或增加組合體、增加建筑物的層數(shù)以及選用長(zhǎng)條型建筑外形等措施來(lái)控制體型系數(shù)。建筑物的朝向?qū)τ诮ㄖ?jié)能有很大的影響。北方寒冷地區(qū)建筑物選擇南北朝向有利于冬季日照采熱，降低耗能。而南方炎熱地區(qū)建筑朝向要處理好其與遮陽(yáng)和季風(fēng)風(fēng)向的關(guān)系以達(dá)到散熱降溫的目的。

3.1.3 室外空間環(huán)境、綠化節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑環(huán)境規(guī)劃中應(yīng)考慮到的水面和綠地合理分布。水面及綠地的配置，在調(diào)節(jié)環(huán)境的方面可以起到調(diào)節(jié)氣溫和增加空氣濕度、遮陽(yáng)防輻射、改善室內(nèi)熱環(huán)境，降低室內(nèi)采暖空調(diào)能耗的作用。根據(jù)不同地區(qū)的地形及小氣候情況，在規(guī)劃中合理布置不同高度和種類的樹(shù)木植被，可以起到在夏季創(chuàng)造建筑群內(nèi)陰影遮蔽環(huán)境并疏導(dǎo)通風(fēng)氣流，而在冬季防寒風(fēng)的效果。建筑墻壁、陽(yáng)臺(tái)、窗臺(tái)以及屋頂?shù)木G化，能有效緩解曝曬及驟雨造成建筑物表面的溫差變化，使絕大部分輻射熱被阻隔進(jìn)入圍護(hù)結(jié)構(gòu)向室內(nèi)傳遞，從而改善了生態(tài)和室內(nèi)環(huán)境。

3.2 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件即外墻、屋面、門窗、地基、外挑或架空樓板等的設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量、室內(nèi)舒適環(huán)境有著根本的影響。通過(guò)技術(shù)手段改善提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季減少室外熱量傳入室內(nèi)，冬季減少室內(nèi)熱量流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷熱能耗，達(dá)到建筑節(jié)能的目的。

3.2.1 外墻節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑外墻是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)暴露在大氣中面積較大的部位，是圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能重點(diǎn)之一，外墻分為輕質(zhì)外墻（非承重），承重外墻（磚混結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外墻）和復(fù)合墻體（自保溫墻體）。不同的外墻形式采用不同的外墻外保溫構(gòu)造系統(tǒng)，以滿足建筑節(jié)能要求。與此同時(shí)，外墻還應(yīng)滿足建筑隔聲要求。目前用于外墻隔熱材料主要有：聚苯乙烯泡沫板，擠塑保溫板，膠粉聚苯顆粒漿料等。

3.2.2 屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)

屋面節(jié)能可通過(guò)加設(shè)隔熱保溫層、設(shè)架通風(fēng)層、采用種植隔熱屋頂?shù)确绞剑纳粕鷳B(tài)環(huán)境；另外還可采用坡屋頂，利用閣樓通風(fēng)散熱。隔熱保溫層可以阻擋屋面吸收的太陽(yáng)輻射熱向室內(nèi)傳導(dǎo)。架空型屋頂遮陽(yáng)板攔截太陽(yáng)輻射熱，并把所吸收熱量通過(guò)通風(fēng)空氣間層轉(zhuǎn)移到空氣隨風(fēng)帶走。種植、蓄水屋面通過(guò)在屋頂上種一些植物遮擋太陽(yáng)輻射熱，并實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)輻射熱的資源性轉(zhuǎn)化，屋面溫度變化比較小。

3.2.3 外門窗系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)。外門窗是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位,其保溫性能和氣密性能對(duì)采暖能耗有重大影響,是墻體失熱損失的5～6倍,因此應(yīng)該是節(jié)能的關(guān)鍵部位,是改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和提高建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。為了減少外門窗能耗,根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況,可以通過(guò)提高門窗的氣密性、采用適當(dāng)?shù)拇皦γ娣e比、增加窗玻璃層數(shù)、采用百葉窗等措施來(lái)提高門窗的保溫隔熱性能。

結(jié)束語(yǔ)

建筑節(jié)能是一項(xiàng)復(fù)雜的、全方位的、綜合性的系統(tǒng)工程，也是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。為了從根源上降低能耗，設(shè)計(jì)師應(yīng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)中多研究、多嘗試、多積累、多總結(jié)，在有限的條件下將建筑功能與藝術(shù)和技術(shù)更好地結(jié)合，使建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)方面都能體現(xiàn)節(jié)能的原則，努力創(chuàng)造低成本、高效率的節(jié)能建筑。

[1]范亞明等.建筑節(jié)能途徑和實(shí)施措施綜述[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2004,26(5):82～85.

[2]沈致和.住宅節(jié)能原理與設(shè)計(jì)[M].合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社.2006：65-70.