對(duì)當(dāng)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的淺析

張偉

摘要：建筑節(jié)能是近年來(lái)世界建筑發(fā)展的一個(gè)基本趨勢(shì)，也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新生長(zhǎng)點(diǎn)。建筑節(jié)能直接關(guān)系到國(guó)家資源的利用、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，是建筑業(yè)一項(xiàng)重要、緊迫而又艱苦的任務(wù)。因此，按照節(jié)能新標(biāo)準(zhǔn)，“把好節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)，監(jiān)督好施工節(jié)能用材關(guān)，維護(hù)使用好節(jié)能設(shè)備關(guān)”，是擺在我們面前的艱巨任務(wù)。

關(guān)鍵詞：當(dāng)代建筑節(jié)能；設(shè)計(jì)；淺析

中圖分類號(hào)： TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1建筑節(jié)能的內(nèi)涵

建筑在使用的全過(guò)程中,任何一個(gè)環(huán)節(jié)涉及到的總的節(jié)能量就是建筑節(jié)能。事實(shí)上，建筑節(jié)能包括了建筑的規(guī)劃，施工，選址，設(shè)計(jì)和使用等環(huán)節(jié)。通過(guò)使用節(jié)能環(huán)保的建筑材料，節(jié)能環(huán)保的設(shè)備，產(chǎn)品，嚴(yán)格按照建筑節(jié)能的規(guī)范，在設(shè)備的管理運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)建筑節(jié)能設(shè)備的管理，對(duì)于建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理科學(xué)的設(shè)計(jì)，使得其熱工性質(zhì)達(dá)到最佳，這樣能夠使包括制冷，通風(fēng)，采暖，照明，給排水等系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行效率達(dá)到最高，并且使可再生能源的利用得到提高。不但能夠保證室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量，提高建筑的使用功能，同時(shí)對(duì)能源進(jìn)行了有效利用，使得建筑的能耗減少。

2實(shí)行建筑節(jié)能的重要性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的城市化進(jìn)程日益深化，我國(guó)的城市建設(shè)得到了迅速發(fā)展。然而，每年的建筑能耗卻在逐步的增加，占我國(guó)全部能源總耗的三分之一多，如果加上我國(guó)每年生產(chǎn)建筑材料約13%的能耗，那么事實(shí)上建筑的能耗已經(jīng)達(dá)到了我國(guó)總能耗的45%左右。同時(shí)，高能耗建筑是我國(guó)絕大多數(shù)建筑的特點(diǎn)，有數(shù)據(jù)表明，我國(guó)每年增加將近20億m2的建筑，在這些建筑中高能耗的建筑占到95%左右。巨大的建筑能耗已經(jīng)成為了阻礙我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素，所以，在我國(guó)實(shí)行建筑節(jié)能有著非常重要的作用和意義。進(jìn)行建筑節(jié)能不但能夠節(jié)約能源，使得能源的利用更加合理，減輕我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源供應(yīng)之間的問(wèn)題，同時(shí)，建筑節(jié)能可以增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)的循環(huán)，使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)更快更好發(fā)展，并且建筑節(jié)能的實(shí)施對(duì)于我國(guó)的能源安全，環(huán)境保護(hù)等都有著積極的作用和深遠(yuǎn)影響。

3建筑外殼的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑外殼由窗、墻、屋面和門等構(gòu)成，是控制建筑能耗的最重要因素。建筑外殼的節(jié)能設(shè)計(jì)可從以下幾方面考慮：

3.1建筑體形

在其他條件相同時(shí)，體型系數(shù)（建筑物外圍護(hù)面積與其所包圍體積之比）越大，單位面積散熱量也越大，對(duì)節(jié)能越不利。建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：居住建筑條式建筑物體形系數(shù)不應(yīng)超過(guò)0.35，點(diǎn)式不應(yīng)超過(guò)0.40；因此，正確處理建筑形式多樣化和節(jié)能的關(guān)系，是建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)引起重視的問(wèn)題。

3.2建筑物的朝向

建筑布局應(yīng)考慮朝向與節(jié)能的因素。坐北朝南的建筑物能夠避免太陽(yáng)的東照西曬，降低陽(yáng)光照射產(chǎn)生的影響，若同時(shí)配合以遮陽(yáng)隔熱，效果將更加顯著，如建筑物的南立面設(shè)陽(yáng)臺(tái)加深遮陽(yáng)。南北走向干道上的臨街建筑做不到坐北朝南的應(yīng)盡量少做居住建筑，并盡量利用建筑的體形變化做到多利用天然能源。

3.3建筑物的平面布置

建筑平面的巧妙布局常能獲得較好的節(jié)能效果。如將電梯、樓梯、管道井、機(jī)房等布置在建筑物的南側(cè)或西側(cè)，可以有效阻擋陽(yáng)光照射；挑空中庭形成2次隔熱區(qū)，這種布置方式較之常見(jiàn)，更有利于節(jié)能；恰當(dāng)?shù)钠矫娌贾糜兄谛纬衫硐氲耐L(fēng)作用，通過(guò)建筑物門窗的合理設(shè)置，形成通風(fēng)口，組織并誘導(dǎo)自然通風(fēng)，既起到節(jié)能作用又克服了空調(diào)室內(nèi)空氣品質(zhì)差的弱點(diǎn)。

3.4建筑物的門窗

建筑物的外門和外窗是冬季冷風(fēng)侵入、夏季陽(yáng)光入射的主要通道。因此，將開(kāi)窗率控制在適當(dāng)?shù)乃?，并盡量避免在東、西向開(kāi)窗，是節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的原則，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)每個(gè)方向的開(kāi)窗率作了嚴(yán)格的規(guī)定。據(jù)載倫敦大學(xué)的科學(xué)家發(fā)明了一種具有雙重特性的玻璃，這種玻璃既具有金屬特性――能良好地反射紅外線，又具有半導(dǎo)體特性――能通過(guò)熱輻射。這就為大玻璃窗乃至玻璃幕墻的節(jié)能提出一種很好的方法，當(dāng)然這種雙重特性玻璃的利用也在建筑工程造價(jià)考慮之列。

3.5建筑物的墻體

墻體是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，可以采用保溫性能好、蓄熱能力及強(qiáng)度較低的砌塊墻體，如加氣混凝土砌塊。也可以采用復(fù)合墻體的形式，如內(nèi)保溫復(fù)合墻體、外保溫復(fù)合墻體、夾芯復(fù)合墻體等。而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，外墻外保溫的效果明顯高于內(nèi)保溫。從隨著外墻外保溫形式的不斷完善與發(fā)展，目前主要流行有聚苯板薄抹灰外墻保溫形式、聚苯板現(xiàn)澆混凝土外墻保溫、聚苯顆粒漿料外墻保溫等幾種外保溫操作方法。

3.6建筑物的屋頂

受陽(yáng)光照射的建筑物屋頂，表面溫度比其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)高得多，如：在夏季，長(zhǎng)江以南地區(qū)用瀝青材料的平屋頂表面溫度可達(dá)60～70℃，對(duì)室內(nèi)溫度影響很大，頂層住房冬冷夏熱現(xiàn)象十分明顯。其中我們河南地區(qū)最常用的節(jié)能屋面是倒置式屋面，倒置式屋面是與傳統(tǒng)屋面相對(duì)而言的。倒置式屋面的定義中，特別強(qiáng)調(diào)了“憎水性”保溫材料，工程中常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛭石、礦棉巖棉等都是非憎水性的，其性質(zhì)決定了在倒置屋面中無(wú)法應(yīng)用，而硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中應(yīng)用到這種屋面保溫隔熱節(jié)能的理想材料。

4建筑設(shè)計(jì)對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和利用

德國(guó)建筑師塞多?特霍爾斯設(shè)計(jì)并建造了一座能跟蹤陽(yáng)光的太陽(yáng)房屋。房屋被安裝在一個(gè)圓盤底座上，由一個(gè)小型太陽(yáng)能電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一組齒輪。它跟蹤太陽(yáng)所消耗的電力僅為房屋太陽(yáng)能發(fā)電功率的1％，而所吸收的太陽(yáng)能則相當(dāng)于一般不能轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)能房屋的2倍。德國(guó)還有一個(gè)零能量住房，所需能量100％靠太陽(yáng)能。房屋白天通過(guò)窗戶由太陽(yáng)來(lái)加熱，夜間則通過(guò)隔熱材料和灰砂磚墻來(lái)加熱。

在設(shè)計(jì)中采用生態(tài)節(jié)能技術(shù)的實(shí)例很多，像張家港生態(tài)農(nóng)宅設(shè)計(jì)、清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)中心大樓設(shè)計(jì)、濟(jì)南高等交通?？茖W(xué)校圖書館等。在北京工業(yè)大學(xué)高技術(shù)能源實(shí)驗(yàn)樓的設(shè)計(jì)中就采用了多項(xiàng)節(jié)能和新能源利用技術(shù)。

5建筑綠化設(shè)計(jì)與節(jié)能

近年來(lái)由于城市綠地不斷減少，加之空調(diào)的大量使用，導(dǎo)致“熱島效應(yīng)”，空氣環(huán)境日益惡化，給建筑節(jié)能帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)。據(jù)研究表明：相同時(shí)刻水泥地表面的溫度大于草坪地表面的溫度，該差值在下午16：00時(shí)達(dá)到最大值，約為10℃，兩者之差的最小值出現(xiàn)在4：00左右，差值也在2℃以上。裸地與草坪兩者溫度分布的差別與水泥地和草坪的分布差別類似。相同時(shí)刻裸地地表的溫度明顯高于草坪地表溫度，在下午14：00相差最多，約為12℃，夜間有所降低。因此，在城市規(guī)劃和建設(shè)的同時(shí)，大力發(fā)展庭院綠化、創(chuàng)造優(yōu)美小區(qū)是造福人類的大事。

我國(guó)各個(gè)城市規(guī)劃部門都對(duì)綠化率做了嚴(yán)格規(guī)定，新鄉(xiāng)市規(guī)劃局規(guī)定居住小區(qū)和廠區(qū)的綠化率不小于30％，同時(shí)設(shè)計(jì)單位作為首步的實(shí)施者更是義不容辭的要保證自己規(guī)劃的小區(qū)的綠地率，在做小區(qū)整體規(guī)劃時(shí)通常會(huì)在保證達(dá)到建設(shè)單位要求的建筑面積和做好道路、停車位、休息場(chǎng)地還有其他一些輔助設(shè)施的設(shè)置同時(shí)盡量增加綠化率。

同時(shí)也可以采用建筑物本身的綠化來(lái)節(jié)約能源。建筑物綠化是指對(duì)建筑物外立面、屋面的綠化。與環(huán)境綠化相比，建筑物綠化對(duì)建筑節(jié)能的作用更直接。冬季，綠化主要起屏蔽作用，減小風(fēng)壓對(duì)建筑物的作用，從而減小冷風(fēng)滲透和外表面對(duì)流換熱損失，降低供熱負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能目的。

6結(jié)語(yǔ)

建筑節(jié)能作為現(xiàn)代建筑技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向，已成為國(guó)內(nèi)外建筑業(yè)廣泛重視的研究課題。作為建筑設(shè)計(jì)者，應(yīng)該充分的將節(jié)能的一些新措施、構(gòu)造要求和建材積極的應(yīng)用到實(shí)際的工程之中。從建筑設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，建筑節(jié)能作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程涉及多方面問(wèn)題，涉及自然地理環(huán)境、規(guī)劃以及居民使用方式等多種因素，結(jié)合先進(jìn)實(shí)用的遮陽(yáng)理念，采用實(shí)際的設(shè)計(jì)方式，不但可以創(chuàng)作出舒適的建筑空間，而且又是大力推廣的節(jié)能建筑，實(shí)現(xiàn)環(huán)境舒適性與能源節(jié)約的有機(jī)統(tǒng)一，對(duì)推動(dòng)新形勢(shì)下的建筑節(jié)能工作有一定的指導(dǎo)意義。

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