淺論建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)思路

毛敏 馮百權(quán)

摘要：經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)帶動(dòng)了人們物質(zhì)文化生活水平的提高，同時(shí)人們對(duì)所生活和工作的環(huán)境有了更高的需求，為了滿(mǎn)足人們的需求，建筑行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段，建成一幢幢建筑以供人們所需，建筑本身不僅需要大量的能源消耗，現(xiàn)在建筑中附屬設(shè)施如空調(diào)等使能源消耗的范圍在進(jìn)一步的擴(kuò)大?，F(xiàn)在對(duì)能源的大量消耗已成為阻礙城市發(fā)展的重要弊病，在此背景下，節(jié)能設(shè)計(jì)被人們提到了重要日程上來(lái)，合理的利用能源，在建筑中利用節(jié)能設(shè)計(jì)來(lái)減少能源的消耗已成為當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)中的重要課題。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能；重要性；應(yīng)用

隨著我國(guó)建筑事業(yè)不斷的發(fā)展，建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大對(duì)能源的消耗量也隨之增加，能源緊缺的現(xiàn)狀不但沒(méi)有得到緩解，相反還有加劇的趨勢(shì)，在這種環(huán)境下，國(guó)家對(duì)節(jié)能提出了更高的要求，在能源消耗中，建筑消耗的能源占重要部分，所以為了節(jié)約能源，應(yīng)注重建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)。本文從建筑節(jié)能入手，對(duì)建設(shè)節(jié)能設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 建筑節(jié)能概述

建筑節(jié)能并不是被動(dòng)的去節(jié)約能源，而是在建筑過(guò)程的本身，積極的采取措施以達(dá)到有效的利用能源，建筑中對(duì)能源的消耗所包括的范圍較廣，同時(shí)這部分消耗占全國(guó)能源消耗的比重也較大，因此為了在建筑中對(duì)能源進(jìn)行合理的利用，節(jié)能設(shè)計(jì)已成為當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。建筑節(jié)能有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用，緩解我國(guó)能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾；有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)的保障國(guó)家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀(guān)。

2 建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

2.1 是國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的需要

能源的發(fā)展是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要能源的發(fā)展來(lái)提供動(dòng)力。我國(guó)能源產(chǎn)值與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)相比存在滯后性，這樣的國(guó)情現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重影響著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。國(guó)民經(jīng)濟(jì)要想進(jìn)一步的發(fā)展，必須依賴(lài)于能源的節(jié)約。近些年來(lái)，隨著高耗能建筑的大量興建，直接限制了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，國(guó)民經(jīng)濟(jì)要想健康、快捷、持續(xù)的發(fā)展，做好建筑的技能設(shè)計(jì)是一個(gè)必要前提。

2.2 是建筑熱環(huán)境進(jìn)一步改善的需要

隨著現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展，人民的生活水平得到了顯著的提高，建筑熱環(huán)境的舒適度越來(lái)越受到人們的重視。在我國(guó)，冬冷夏熱，四季分明是一種普遍現(xiàn)象，冬天的取暖，夏天的制冷都需要能源的消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)，其對(duì)能源的需求量日益增長(zhǎng)。而在我國(guó)，對(duì)于能源的供應(yīng)，特別是燃?xì)?、電力的供?yīng)還十分緊張。因此，要想進(jìn)一步改善建筑熱環(huán)境必須在大力開(kāi)發(fā)能源的基礎(chǔ)上，進(jìn)行建筑節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.3 是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)一步貫徹的需要

我國(guó)的現(xiàn)狀是建筑耗能巨大，人均能源分配不足，在加上人們對(duì)冬冷夏熱這一環(huán)境改變的迫切要求，使得建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)工作的落實(shí)變的十分重要?，F(xiàn)如今，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施是國(guó)家的頭等大事，這就要求我們與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，付諸行動(dòng)，遏制建筑能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，做好建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作，把節(jié)能設(shè)計(jì)工作落到實(shí)處。

3 建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)思路

3.1 建筑各部位的隔熱設(shè)計(jì)

建筑各部位的隔熱設(shè)計(jì)包括屋頂?shù)母魺?、墻壁的隔熱、門(mén)窗的隔熱以及地面的隔熱四個(gè)方面。對(duì)屋頂?shù)母魺嵩O(shè)計(jì)一般采用外側(cè)隔熱的方式，并對(duì)隔熱材料爭(zhēng)取的選用；對(duì)墻壁的隔熱設(shè)計(jì)采用外側(cè)隔熱的方式，并做好內(nèi)部結(jié)露的處理工作；對(duì)門(mén)窗的隔熱設(shè)計(jì)一般采用使用雙層玻璃、合成樹(shù)枝薄膜玻璃以及二者復(fù)合三種方式，并做好對(duì)三級(jí)密封方式的進(jìn)一步推廣；對(duì)地面的隔熱設(shè)計(jì)，一般采用內(nèi)側(cè)隔熱的方式，并可選擇性的加設(shè)防潮層。

3.2 建筑采暖節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑采暖節(jié)能設(shè)計(jì)主要包括五個(gè)方面：一是設(shè)計(jì)中對(duì)各種條件的充分利用，來(lái)促進(jìn)更多的輻射熱進(jìn)入屋內(nèi)；二是設(shè)計(jì)中，對(duì)表面、開(kāi)口、部位內(nèi)等方面來(lái)限制輻射熱的散失；三是通過(guò)減小導(dǎo)熱面積、溫度差、導(dǎo)熱系數(shù)等來(lái)抑制熱傳導(dǎo)過(guò)程中的損失；四是通過(guò)開(kāi)口部位、風(fēng)勢(shì)、縫隙等方面來(lái)抑制對(duì)流產(chǎn)生的熱損失；五是選擇合理的材料和建筑造型，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)熱的充分利用。

3.3 建筑制冷節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑制冷節(jié)能設(shè)計(jì)主要包括六個(gè)方面：一是對(duì)太陽(yáng)照射方向等充分的考慮，來(lái)盡可能的減少輻射熱進(jìn)入屋內(nèi)；二是防止地面反射及二次反射現(xiàn)象的發(fā)生，來(lái)減少進(jìn)入屋內(nèi)的導(dǎo)熱、傳熱；三是運(yùn)用相關(guān)措施來(lái)減少進(jìn)入室內(nèi)的對(duì)流熱；四是顛倒使用采暖設(shè)備，來(lái)促進(jìn)室內(nèi)的輻射熱散失；五是顛倒導(dǎo)熱方法，促進(jìn)室內(nèi)導(dǎo)熱的散失；六是通過(guò)對(duì)自然風(fēng)、排氣孔、人造風(fēng)等的利用，來(lái)促進(jìn)室內(nèi)對(duì)流熱的散失。

3.4 建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)從三個(gè)方面入手：一是設(shè)計(jì)中提升建筑所有部位及室內(nèi)所有物體的的光發(fā)射，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光損失的有效控制，并可把具有擴(kuò)散性的反射面制成白色，從而使光照分布均勻；二是對(duì)建筑的朝向要特別重視，以便接受更多的光照，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光和天空光的充分利用。并要對(duì)反射系數(shù)、反射面面積及反射方向進(jìn)行考慮。此外，對(duì)天窗、上層的光亮等也是實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能的有效途徑；三是通過(guò)采用高效率光源，來(lái)提高照明效率，也可采用局部照明和整體照明相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。

4 建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

4.1 建筑平面設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑平面設(shè)計(jì)包括形狀、建筑長(zhǎng)度、寬度、幢深與平面布局等方面的設(shè)計(jì)。

①建筑平面形狀中節(jié)能設(shè)計(jì)：建筑設(shè)計(jì)時(shí)從節(jié)能的角度考慮，原則上應(yīng)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總面積越小越好。這是因?yàn)樵谙嗤慕ㄖw積下，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總面積不同，熱耗相差很大。

②建筑長(zhǎng)度中節(jié)能設(shè)計(jì)：住宅建筑的長(zhǎng)度與建筑熱耗間有一定的比例關(guān)系。有關(guān)資料表明：增加住宅建筑的長(zhǎng)度可以節(jié)能。長(zhǎng)度小于100m，能量增加較大。

③建筑寬度中節(jié)能設(shè)計(jì)：根據(jù)有關(guān)資料表明：增加建筑寬度可以節(jié)能。對(duì)于 9層住宅建筑， 寬度由11m增加到14m， 能耗可減少6%～7%， 若增大到15～16m，能耗可減少12%～14%。

○4建筑平面布局中節(jié)能設(shè)計(jì)：建筑平面布局不僅對(duì)建筑的合理使用及提高室內(nèi)熱舒適度有著決定性的影響，對(duì)于建筑節(jié)能亦有很大作用。

4.2 建筑體型設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)

① 控制體型系數(shù)：體型系數(shù)系指建筑物與室外大氣接觸的外表面積（不計(jì)地面）與其所包圍的建筑體積之比。體型系數(shù)越大，說(shuō)明單位建筑空間所分擔(dān)的熱散失面積越大，能耗就越多。②控制表面面積系數(shù)：從獲取更多的日照輻射，降低能耗的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，表面面積系數(shù)越小越好。③考慮日輻射得熱量，選擇適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)寬比：對(duì)正南朝向來(lái)說(shuō)，一般是長(zhǎng)寬比愈大得熱也愈多。④最低耗能體型的選擇：所謂最低耗能體型，是指建筑的各方面尺寸與其有效傳熱系數(shù)相對(duì)應(yīng)的最佳節(jié)能體型。

4.3 建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)

①建筑朝向與節(jié)能的關(guān)系：建筑物的朝向?qū)τ诮ㄖ?jié)能有很大的影響。例如，同是長(zhǎng)方形建筑物，當(dāng)其為南北向時(shí)，耗熱較少。而且，在面積相同的情況下，主朝向的面積越大，這種傾向越明顯。

②建筑間距與節(jié)能的關(guān)系：從節(jié)能角度考慮，要求建筑物南墻面的太陽(yáng)輻射面積在整個(gè)采暖季中不要因被其他建筑遮擋（即處于其他建筑的陰影區(qū)內(nèi)）而減少。為此，就需要研究建筑物各瞬時(shí)的陰影長(zhǎng)度。瞬時(shí)陰影長(zhǎng)度是隨時(shí)間而變的，它主要取決于建筑間距。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)改革的深入進(jìn)行，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)已進(jìn)入了全新的發(fā)展階段，構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)已成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一大主題，所以在這個(gè)大前提下，我們應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)到節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的重要性，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分發(fā)揮節(jié)能的特點(diǎn)，對(duì)能源進(jìn)行合理利用，以便減少能耗，實(shí)現(xiàn)建筑的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展。