節(jié)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究

戴穩(wěn)

摘要：隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略當(dāng)中的低碳環(huán)保觀念問世，人們樹立的保護(hù)環(huán)境意識越來越強(qiáng)，但是改善環(huán)境屬于一項(xiàng)耗時(shí)長，人力物力投入均很大的任務(wù)，需要社會公眾的積極參與。所以，在建設(shè)設(shè)計(jì)過程中開展建筑節(jié)能設(shè)計(jì)意義很大，值得建筑設(shè)計(jì)者們開展堅(jiān)持不懈的研究。

關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計(jì)；建筑節(jié)能；應(yīng)用

1.建筑設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能的基本概念及其重要性

建筑節(jié)能是指在建筑中，合理使用和有效利用能源，從而提高能源的利用效率，其并不是消極節(jié)省成本方式的節(jié)能，而應(yīng)當(dāng)是從積極意義上的提高利用效率。建筑節(jié)能應(yīng)包括采暖、空調(diào)、照明、熱水供應(yīng)、炊事、家用電器等方面的能耗。

建筑節(jié)能是一件關(guān)系到國計(jì)民生的大事，因此節(jié)約建筑用能已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)中的重中之重。建筑節(jié)能不僅是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的需要，而且是改善廣大人民的建筑熱環(huán)境的需要。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展依賴于能源的發(fā)展，尤其是近幾年來，能源短缺已成為制約我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的一個(gè)根本性因素。我們要想進(jìn)一步發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)，就必須重視建筑節(jié)能。我們只有抓緊建筑節(jié)能，遏制建筑用能浪費(fèi)，做好建筑節(jié)能工作，才能實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)在國內(nèi)實(shí)施現(xiàn)狀

（1）我國建筑節(jié)能的管理工作體制以及監(jiān)管體系的不完善，造成了執(zhí)法不嚴(yán)、監(jiān)督不力。

（2）建筑開發(fā)商對建筑節(jié)能的資金投入少，因而導(dǎo)致了建筑節(jié)能缺少基礎(chǔ)研究。

（3）節(jié)能設(shè)計(jì)與開發(fā)商存在利益矛盾。

開發(fā)商只注重建筑的經(jīng)濟(jì)利益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，會盡可能的降低建設(shè)成本。進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需要一些高成本、高投入、高價(jià)格的材料來降低建筑的耗能量，因而在設(shè)計(jì)時(shí)投資者和節(jié)能設(shè)計(jì)這兩者之間產(chǎn)生極大的利益矛盾，從而造成建筑節(jié)能措施不能順利的得到推廣，最終嚴(yán)重影響了節(jié)能建筑的發(fā)展。

（4）建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)不完善以及不配套。

現(xiàn)階段僅僅根據(jù)幾個(gè)大的氣候分區(qū)，制定了各個(gè)分區(qū)的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而缺乏對各個(gè)地方的具體氣候、地方材料、經(jīng)濟(jì)水平差異等的研究。

（5）建筑節(jié)能技術(shù)水平低。

我國建筑節(jié)能技術(shù)與其它發(fā)達(dá)國家相比仍然十分落后，我國引進(jìn)以及發(fā)展節(jié)能建筑的時(shí)間短，也沒有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，這樣嚴(yán)重影響了我國節(jié)能建筑的發(fā)展。

3.建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的具體措施

3.1建筑的整體節(jié)能

根據(jù)建筑功能要求和當(dāng)?shù)氐臍夂騾?shù)，在總體規(guī)劃和單體設(shè)計(jì)中，科學(xué)合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體型、間距、層高、選用節(jié)能型建筑材料、保證建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱等熱工特性及對建筑周圍環(huán)境進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要有利于施工和維護(hù)，全面應(yīng)用節(jié)能技術(shù)措施，最大限度減少建筑物能耗量，獲得理想的節(jié)能效果。

（1）建筑朝向和平面形狀

同樣形狀的建筑物，南北朝向比東西朝向的冷負(fù)荷小，因此建筑物應(yīng)盡量采用南北向。如對一個(gè)長寬比為4∶1的建筑物，經(jīng)測試表明：東西向比南北向的冷負(fù)荷約增加70%。在建筑物內(nèi)布置空調(diào)房間時(shí)，盡量避免布置在東西朝向的房間及東西墻上有窗戶的房間以及平屋頂?shù)捻攲臃块g。因此，選擇合理的建筑物朝向是一項(xiàng)重要的節(jié)能措施?？照{(diào)建筑的平面形狀，應(yīng)在體積一定的情況下，采用外維護(hù)結(jié)構(gòu)表面積小的建筑。因?yàn)橥獗砻娣e越小，冷負(fù)荷越小，能耗越小。

（2）合理規(guī)劃空間布局及控制體型系數(shù)

如果是依靠自然通風(fēng)降溫的建筑，空間布局應(yīng)比較開敞，開較大的窗口以利用自然通風(fēng)。而設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)的建筑，其空間布局應(yīng)十分緊湊，盡量減少建筑物外表面積和窗洞面積，這樣可以減少空調(diào)負(fù)荷。

體形系數(shù)的定義是建筑物外表面積F與其所包圍的體積V之比值。對于相同體積的建筑物，其體形系數(shù)越大，說明單位建筑空間的熱散失面積越高，研究表明，體形系數(shù)每增大0.01，能耗指標(biāo)約增加2.5%。因此，出于節(jié)能的考慮，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量控制建筑物的體形系數(shù)。但如果出于造型和美觀的要求需要采用較大的體形系數(shù)時(shí)，應(yīng)盡量增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻。

（3）綠化對節(jié)能建筑的影響

綠化對居住區(qū)氣候條件起著十分重要的作用，它能調(diào)節(jié)改善氣溫，調(diào)節(jié)碳氧平衡，減弱溫室效應(yīng)，減輕城市的大氣污染，減低噪聲，遮陽隔熱，是改善居住區(qū)微小氣候，改善建筑室內(nèi)環(huán)境，節(jié)約建筑能耗的有效措施。

3.2建筑的單體節(jié)能

（1）墻體節(jié)能技術(shù)

墻體節(jié)能技術(shù)又分為復(fù)合墻體節(jié)能與單一墻體節(jié)能。復(fù)合墻體節(jié)能是指在墻體主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一層或幾層復(fù)合的絕熱保溫材料來改善整個(gè)墻體的熱工性能，降低外墻傳熱系數(shù)。新型高效保溫絕熱材料有巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚胺酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等。根據(jù)復(fù)合材料與主體結(jié)構(gòu)位置的不同，又分為內(nèi)保溫技術(shù)、外保溫技術(shù)及夾心保溫技術(shù)。單一墻體節(jié)能指通過改善主體結(jié)構(gòu)材料本身的熱工性能來達(dá)到墻體節(jié)能效果，目前常用的墻材中加氣混凝土、空洞率高的多孔磚或空心砌塊可用作單一節(jié)能墻體。

經(jīng)實(shí)踐證明，外墻外保溫技術(shù)是保溫效率比較高，易于施工的一種做法。同樣的室外溫度，使用外墻外保溫的房子，室內(nèi)溫度更不容易受環(huán)境影響，這不僅有利于建筑節(jié)能，更使房子舒適感增加?；蛟S建筑師會認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)阻礙了更好地表現(xiàn)建筑不同墻體材料所展現(xiàn)的美，但新技術(shù)給了建筑師更多的展示才華的空間，成為新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

（2）門窗節(jié)能技術(shù)

門窗節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽輻射能三個(gè)方面進(jìn)行。減少滲透量可以減少室內(nèi)外冷熱氣流的直接交換而增加設(shè)備負(fù)荷，可通過采用密封材料增加門窗的氣密性；減少傳熱量是防止室內(nèi)外溫差的存在而引起的熱量傳遞，建筑物的窗戶由鑲嵌材料（玻璃）和窗框、扇型材組成，通過采用節(jié)能玻璃（如中空玻璃、熱反射玻璃、特種玻璃--吸熱玻璃、反射玻璃、調(diào)光玻璃等）、節(jié)能型窗框（如塑性窗框、斷熱鋁型框等）來增大窗戶的整體傳熱系數(shù)以減少傳熱量；在南方地區(qū)太陽輻射非常強(qiáng)烈，通過窗戶傳遞的輻射熱占主要地位，因此可通過遮陽設(shè)施（外遮陽、內(nèi)遮陽等）及高遮蔽系數(shù)的鑲嵌材料（如low-e玻璃）來減少太陽輻射量，改善門窗絕熱性能，有效降低室內(nèi)空氣與室外空氣的熱傳導(dǎo)；百頁有遮陽和調(diào)節(jié)自然光作用，外百頁作用比內(nèi)百頁作用顯著，水平百頁的間隔、角度隨太陽入射角可變，反射百頁可以把陽光反射至天花板再反射到室內(nèi)。

此外，不同地區(qū)，不同朝向窗尺寸即窗墻比對節(jié)能的影響也不容忽視：寒冷和溫暖地區(qū)南窗大，其他朝向窗?。粊啛釒П贝按?，其他朝向窗小。

（3）屋面節(jié)能

屋頂隔熱一般通過材料和構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)，如選用采熱系數(shù)小、蓄熱性大的材料，同時(shí)注意材料層的排列。為做好屋面節(jié)能，現(xiàn)階段宜用以下方法：

（a）高效保溫材料屋面同架空型保溫屋面相結(jié)合，及聚苯板保溫屋面和架空隔熱板同時(shí)使用。

（b）倒置型保溫屋面：外保溫屋面，此種屋面保溫層在防水之上，使保溫層還起到了防水層作用，這些材料必須防水和耐氣溫性能好，不易老化，以擠出型聚苯乙烯板為好。再在其上用砼預(yù)制塊壓住，不要粘結(jié)，以便于維修，其價(jià)格比較適宜。

（c）屋面的隔熱構(gòu)造一般采用封閉空氣層的做法，間層的厚度為50mm～60mm，阻值最大，但不便于施工，因此實(shí)際施工常用100mm～150mm的間層厚度，其隔熱效果也很好。有的地區(qū)的建筑還采用通風(fēng)屋頂、閣樓屋頂和吊頂屋頂、植被屋頂、蓄水屋頂?shù)冗M(jìn)行隔熱處理，提高屋頂?shù)母魺崮芰σ云鸬焦?jié)能效果。

4.結(jié)語

綜上所述，建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它不但與建筑的規(guī)劃與設(shè)計(jì)密不可分，而且還涉及其他許多方面，如新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，再生能源的開發(fā)和利用，設(shè)備設(shè)計(jì)、管理等，只有對它們進(jìn)行綜合考慮，才能做到節(jié)約能耗，提高熱效率，達(dá)到節(jié)能的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]付祥釗.建筑節(jié)能技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

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