淺談建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

張韋韋

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步，舒適的建筑生活環(huán)境成了人們追求的目標(biāo)。我國(guó)在十二五規(guī)劃中明確將節(jié)能減排作為重點(diǎn)改革方向之一，世界大多數(shù)國(guó)家已經(jīng)在哥本哈根氣候峰會(huì)實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)，不久后碳排放稅將試行全球。本文從節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性，以及在建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的運(yùn)用等多個(gè)方面進(jìn)行分析說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì) 節(jié)能設(shè)計(jì) 資源 環(huán)境

在我國(guó)，在民用建筑中實(shí)行節(jié)能設(shè)計(jì)是指在對(duì)建筑的功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量等都達(dá)到一定要求的同時(shí)，減少在保證這些條件滿(mǎn)足時(shí)消耗的能源。節(jié)能建筑指的是在建筑規(guī)劃分區(qū)時(shí)，根據(jù)氣候來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和節(jié)能。群體、單體，以及在朝向和間距等多種外部條件進(jìn)行分析和研究，得到科學(xué)合理的調(diào)查結(jié)果來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 在建筑設(shè)計(jì)中采用節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)，人們的生活水平越來(lái)越高，為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化需要，建筑行業(yè)的發(fā)展步伐也逐漸加快。但資源的積累相對(duì)其消耗的速度要緩慢得多，在全球范圍內(nèi)，石油、煤炭等能源在逐漸枯竭，人們只能開(kāi)發(fā)風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能等新型能源。我國(guó)在能源的開(kāi)發(fā)和利用方面，存在著一些問(wèn)題：第一，能源的利用率低，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家還有一段距離，很多能源在使用的過(guò)程中被浪費(fèi)掉了。第二，能源的分布不均。在我國(guó)的宏觀調(diào)控下，雖然采取了西電東送等措施，但問(wèn)題仍然存在。第三，能源結(jié)構(gòu)不科學(xué)。我國(guó)的主要能源仍然是煤，消耗量非常巨大。第四，人均的擁有量低。我國(guó)的人口眾多，雖然幅員遼闊，產(chǎn)量也大，但平均到每個(gè)人的資源數(shù)量就非常有限。而且，城市建設(shè)的速度不斷加快，對(duì)能源的消耗量也逐漸升高。在我國(guó)，建筑消耗的資源已經(jīng)占總消耗的三分之一左右。加上房屋的建筑材料等能耗，建筑消耗的資源已經(jīng)占總消耗的一半。在我國(guó)，建筑對(duì)資源能源的消耗已經(jīng)是一個(gè)長(zhǎng)期的問(wèn)題，很多的建筑都是高耗能的。因此，我國(guó)在建筑設(shè)計(jì)中采取適當(dāng)?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)非常重要，不僅對(duì)于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展有所影響，也制約著我國(guó)建筑及其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

2 建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的改革

2.1 選址、布局以及風(fēng)向等因素的節(jié)能設(shè)計(jì) 建筑的布置和設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮朝向和風(fēng)向的問(wèn)題。最好能在向陽(yáng)、避風(fēng)的地方。向陽(yáng)能夠充分利用太陽(yáng)能。避風(fēng)則能夠降低熱損失。并且，在建筑的布局等設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要考慮兩方面。第一，對(duì)城市的規(guī)模要合理設(shè)置。在規(guī)劃中，需要控制好區(qū)域的密度。也就是說(shuō)，人口密度高和建筑密度高的地區(qū)不應(yīng)連成片。第二，在北方地區(qū)，應(yīng)注意道路的走向與當(dāng)?shù)囟炯撅L(fēng)風(fēng)向的關(guān)系。兩者應(yīng)該平行，有利于減少積雪。而在南方地區(qū)，就需要讓街道與夏季的季風(fēng)方向一致。這樣能夠加強(qiáng)熱交換，讓市中心的熱度降低。

2.2 體型、朝向以及間距的節(jié)能設(shè)計(jì)

2.2.1 體型節(jié)能設(shè)計(jì)：建筑的體型節(jié)能設(shè)計(jì)，指的是控制體型系數(shù)。經(jīng)過(guò)研究可以知道，體型系數(shù)與耗熱量成正比關(guān)系。而一般情況下，體型系數(shù)應(yīng)該控制在0.3以下?？偟膩?lái)說(shuō)，控制體型系數(shù)的方式有很多種，例如可以降低建筑的面寬，增加進(jìn)深、組合體、層數(shù)等等。也可以在設(shè)計(jì)建筑的外形時(shí)選用長(zhǎng)條形。因?yàn)轶w型結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者表面凹凸過(guò)多的建筑會(huì)減小在節(jié)能方面的效果。同時(shí)，體型系數(shù)也跟體型的規(guī)整度以及體量有關(guān)系。在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)該選擇低耗能的體型。也就是說(shuō)，在建筑各項(xiàng)系數(shù)和尺寸等跟有效傳熱系數(shù)對(duì)應(yīng)的節(jié)能體型。

2.2.2 朝向節(jié)能設(shè)計(jì)：朝向跟節(jié)能有非常大的關(guān)系。因?yàn)?，如果建筑物的朝向?yàn)槟媳背虻臅r(shí)候，建筑的耗能就相對(duì)較少。根據(jù)多年的研究發(fā)現(xiàn)，偏軸方位的朝向出現(xiàn)頻率逐漸增高。這種朝向的好處在于能夠節(jié)約用地，也能夠讓建筑群體更加活躍。而且，在建筑的外形方面，也有一定的好處。但是，以長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展眼光來(lái)看，正南朝向的節(jié)能意義是非常大的。就節(jié)能的方面來(lái)說(shuō)，如果可以任意選擇建筑的外形和朝向等設(shè)計(jì)，應(yīng)該選擇長(zhǎng)方形體型的朝南方向?yàn)樽罴?。而?yīng)該盡量避免選擇東西向。在朝向的選擇時(shí)，還應(yīng)該考慮朝向與當(dāng)?shù)丶撅L(fēng)的關(guān)系。在北方，應(yīng)該讓朝向的選擇與季風(fēng)的風(fēng)向錯(cuò)開(kāi)，避免正面對(duì)著。

2.2.3 間距節(jié)能設(shè)計(jì)：從居住等環(huán)境條件來(lái)說(shuō)，建筑之間的間距越大越好，這樣就可以充分地進(jìn)行日照，保證日照的質(zhì)量和時(shí)間。這樣對(duì)于節(jié)能非常好。但是，從城市的實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，一方面城市的土地緊張，應(yīng)該盡量地減少建筑的間距，來(lái)保證土地的最大利用率。這個(gè)矛盾在建筑的設(shè)計(jì)中影響非常大。要科學(xué)地解決這一問(wèn)題，就需要在建筑設(shè)計(jì)階段進(jìn)行良好的布局，充分地考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和條件，將建筑物進(jìn)行合理的設(shè)置。盡量保證在良好的日照條件的前提下，節(jié)約用地，提高經(jīng)濟(jì)性。

2.3 水面、綠化的節(jié)能設(shè)計(jì) 在城市的規(guī)劃中，不僅需要考慮建筑的設(shè)置，還應(yīng)該將水面和綠化進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。因?yàn)?，水面的設(shè)置，能夠起到降溫的作用。而綠化，能夠改善居住環(huán)境，通過(guò)植物的光合作用，來(lái)降低周?chē)h(huán)境的溫度。這樣，應(yīng)該在不同地區(qū)和氣候環(huán)境的情況下合理設(shè)置植被。最好能夠達(dá)到在夏季，建筑物能夠被植被遮擋降溫并且通風(fēng)的效果。在冬季，則能夠防風(fēng)和避免減少光照。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)該多種花草樹(shù)木，改善土質(zhì)。在低層多房屋的墻壁，應(yīng)該種植爬山虎等植物，能夠讓墻面得到綠化。而在屋頂，則可以進(jìn)行種植其他類(lèi)型的植物，形成花園的結(jié)構(gòu)。這樣不僅能夠避免陽(yáng)光對(duì)墻體的暴曬，以及暴雨對(duì)墻體的沖刷，也能夠降低墻體的溫差。就能夠達(dá)到減少熱輻射進(jìn)入室內(nèi)的效果。大幅度地改善建筑物周?chē)捌鋬?nèi)部的環(huán)境。

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

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體的節(jié)能設(shè)計(jì) 外墻是圍護(hù)結(jié)構(gòu)中非常重要的部分。所以，外墻的節(jié)能保溫設(shè)計(jì)非常重要。在外墻的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該使用新型節(jié)能的材料。黏土磚已經(jīng)被禁止使用，要達(dá)到良好的節(jié)能效果，就應(yīng)該在外墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。一般是采用高效保溫隔熱材料附著的方法。另外一種是填入的方式。這樣能夠讓外墻的熱阻得到提高。復(fù)合墻體已經(jīng)被逐漸廣泛地運(yùn)用。這種方法是將磚或者鋼筋混凝土作承重墻與絕熱的材料進(jìn)行復(fù)合。

3.2 窗體的節(jié)能設(shè)計(jì)endprint

3.2.1 窗體的尺寸。尺寸與空調(diào)負(fù)荷有一定的關(guān)系。窗體比應(yīng)該合理的設(shè)置，不同的朝向窗體比也有所不同。在朝南的窗體，應(yīng)該選用適當(dāng)?shù)牟Ａ右约跋鄳?yīng)的措施來(lái)減少耗熱。在這個(gè)基礎(chǔ)上，應(yīng)該增加窗體的尺寸，這樣能夠保證充足的光照。

3.2.2 窗體的材料。①窗框。應(yīng)該進(jìn)行斷熱處理。讓高效保溫的材料鑲嵌在窗框之間。這樣能夠有效地增加熱阻。而且，應(yīng)該選用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料，這樣能夠減小耗熱。②玻璃。在玻璃的眾多種類(lèi)中，應(yīng)該選擇吸熱、熱反射、低輻射的玻璃?；蛘呖梢栽谄胀ǖ牟Ａ腺N一層隔熱膜，這樣也有節(jié)能的效果。③增強(qiáng)窗體的氣密性。可以用氣密條等來(lái)增強(qiáng)窗體的氣密性。

3.3 屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

3.3.1 隔熱屋頂。在屋頂中進(jìn)行隔熱層的設(shè)置。這樣能夠減少熱輻射向室內(nèi)的傳導(dǎo)。同時(shí)，結(jié)合高效保溫材料的運(yùn)用，能夠讓屋頂?shù)母魺嵝Ч谩?/p>

3.3.2 倒置式屋頂。將保溫的材料在防水層上進(jìn)行設(shè)置。這樣能夠避免防水層直接受陽(yáng)光暴曬。從而延長(zhǎng)防水層的使用壽命，減緩老化。

4 可再生能源的利用

可再生能源的利用通常是指太陽(yáng)能。因?yàn)槠滟Y源豐富，不需交費(fèi)、運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，讓太陽(yáng)能在建筑中的用途非常廣泛。主要有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種利用途徑。主動(dòng)式是指通過(guò)一些轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)置，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為人們生活中使用的電能等。被動(dòng)式是指讓建筑利用太陽(yáng)能來(lái)進(jìn)行室內(nèi)溫度的控制和調(diào)節(jié)。

太陽(yáng)能的利用，應(yīng)該與太陽(yáng)能裝置和建筑相結(jié)合。例如，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的利用。建筑師通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的了解，在建筑上進(jìn)行合理設(shè)置，讓系統(tǒng)的效果與建筑的效果得到疊加，得到最好的節(jié)能設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)，煤炭、石油等資源的儲(chǔ)存量跟很多國(guó)家相比并不多。而且，受到科技等多方面因素的影響，我國(guó)對(duì)煤炭、石油等資源的利用率還很低。因此，我國(guó)建筑在節(jié)能方面的設(shè)計(jì)跟很多發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距。但是，我們根據(jù)對(duì)屋頂、外墻、門(mén)窗等多方面的節(jié)能設(shè)計(jì)，結(jié)合對(duì)新型能源的開(kāi)發(fā)和利用，能夠讓建筑的耗能降低。并且能夠提高建筑的智能化程度。這能夠讓人們對(duì)健康、舒適的生活、工作環(huán)境的要求得到滿(mǎn)足，也能夠讓建筑的技術(shù)得到推動(dòng)和發(fā)展。合理地對(duì)資源和能源進(jìn)行利用，是每一個(gè)建筑設(shè)計(jì)師的目的。太陽(yáng)能作為新型能源，有很大的使用開(kāi)發(fā)空間，可以預(yù)見(jiàn)，太陽(yáng)能在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的運(yùn)用將會(huì)更加的廣泛和深入。

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