基于建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施

■文洪武 ■安陸精誠(chéng)工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，湖北 安陸 432600

我國(guó)的能源問題日漸嚴(yán)重，一定程度上已經(jīng)制約到國(guó)家社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，節(jié)約能源以及對(duì)能源的充分使用已成當(dāng)前的焦點(diǎn)問題。眼下，能耗排行中建筑行業(yè)居首，然而與人們活動(dòng)密切聯(lián)系程度最大的即為住宅建筑物，若在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)降低了住宅建筑的能耗量，促使能源被合理使用，就能使城市建設(shè)中發(fā)展的可持續(xù)得以實(shí)現(xiàn)。所以，在設(shè)計(jì)建筑之時(shí)，怎樣對(duì)自然能源較好利用，進(jìn)而提升建筑能源的利用率，建筑師必須對(duì)這個(gè)問題充分考慮。

1 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基本性原則

建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)即為通過對(duì)資源的合理利用，保證和自然之間的和諧相處，在原來(lái)的自然地理?xiàng)l件之下，利用合理規(guī)劃以及對(duì)較新節(jié)能技術(shù)、節(jié)能材料以及節(jié)能規(guī)劃的理念的采用，以使得燃?xì)狻⑺εc電力類等消耗性資源得到節(jié)約，同時(shí)通過把環(huán)境里的能量和建筑物之間良好的進(jìn)行結(jié)合，以達(dá)到節(jié)能的功效。

1．1 規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)的節(jié)能原則

由對(duì)建筑群整體進(jìn)行初始規(guī)劃之時(shí)，通過對(duì)自然光的合理利用，可使在冬季的取暖能耗得以降低。同時(shí)把空氣中流通的自然風(fēng)當(dāng)作夏天降溫的來(lái)源，通過對(duì)風(fēng)速進(jìn)行一定的控制，可顯著降低建筑群整體的風(fēng)扇、空調(diào)等用于降溫的電器其電能的消耗量。并且，對(duì)建筑的戶型、間距以及采光的朝向，要降低必要性不大的能量要求。

1．2 建筑設(shè)計(jì)其自身的節(jié)能原則

對(duì)建筑的外形、內(nèi)部構(gòu)造和房間尺寸以及窗戶朝向等要科學(xué)、合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)，使外部環(huán)境與房間能量的交換降低，減小損耗的系數(shù)，進(jìn)而在降溫與采暖兩個(gè)能耗量最大的方面上使得節(jié)能的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

2 在建筑實(shí)際工程中怎樣設(shè)運(yùn)用節(jié)能設(shè)計(jì)措施

2．1 建筑中的基礎(chǔ)節(jié)能設(shè)計(jì)措施

建筑在設(shè)計(jì)階段節(jié)能的措施通常分成建筑形體設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)的維護(hù)設(shè)計(jì)和屋頂節(jié)能的設(shè)計(jì)等措施。必須嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)施工的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施操作，不可偷工減料同時(shí)也不能以次來(lái)充好，如此方能使質(zhì)量得到保證，使建筑節(jié)能得以初步實(shí)現(xiàn)。建筑的設(shè)計(jì)會(huì)涉及到自然地理環(huán)境以及建筑單體其體型、朝向、高度和間距等，對(duì)于道路網(wǎng)布局和廣場(chǎng)綠地分布等均會(huì)對(duì)住宅區(qū)的微型氣候產(chǎn)生影響，影響到建筑的通風(fēng)與日照，進(jìn)而也使建筑其能耗增多。建筑其體型與布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)需要和當(dāng)?shù)刈匀坏臍夂蛱卣鳌h(huán)境因素以及風(fēng)俗文化等相關(guān)因素充分結(jié)合進(jìn)行綜合考慮。

2．2 節(jié)能建筑中的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)

建筑遮陽(yáng)的構(gòu)件種類很多，怎樣在其功效得到保證的同時(shí)節(jié)能也得以保證?以下簡(jiǎn)要介紹了實(shí)際工程中節(jié)能遮陽(yáng)常用的形式通常有：水平式的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)可遮擋較大的高度角，由窗戶上面射下陽(yáng)光，此設(shè)計(jì)對(duì)南向窗口適用；垂直式的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)可遮擋較小的高度角，陽(yáng)光由窗口的兩邊斜著射出來(lái)，對(duì)東北向及西北向的窗口比較適用；綜合式的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)有較好的遮擋功效，可遮擋中等的高度角，陽(yáng)光由窗口的兩側(cè)與上方斜射過來(lái)，在東南向與西南向的窗口比較適用。另外遮陽(yáng)系統(tǒng)還有許多種形式，比如，人們常用的滑動(dòng)、介于開、閉之間或折疊的百葉窗，以及可對(duì)葉片角度進(jìn)行調(diào)節(jié)的遮陽(yáng)窗簾、百葉窗等可調(diào)式的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，夏天能遮陽(yáng)，在冬天能減少晚上窗戶的散熱，使室內(nèi)的熱環(huán)境得到改善，有明顯的節(jié)能功效，在建筑的設(shè)計(jì)中，這一大因素應(yīng)該被考慮。

2．3 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中綠化植物系統(tǒng)的運(yùn)用

綠化植物的功效，可以凈化空氣以及遮擋陽(yáng)光，也可滯塵降噪，在建筑主體設(shè)計(jì)上充分運(yùn)用該措施可以使節(jié)能減排達(dá)到很好的功效。建筑綠化系統(tǒng)被分成屋頂綠化和垂直綠化以及空中花園等這幾種形式：運(yùn)用屋頂綠化，植被屋面是首選方式，但這一方式會(huì)產(chǎn)生載荷；運(yùn)用垂直綠化方式，可達(dá)到隔熱效果，使室內(nèi)空氣得到改善(根據(jù)統(tǒng)計(jì)：夏天通過對(duì)垂直綠化進(jìn)行運(yùn)用可使建筑室內(nèi)降溫3～4℃左右，使空調(diào)能節(jié)省耗電量的20%到40%左右，節(jié)能效果顯著)；空中花園，在設(shè)計(jì)中此法經(jīng)常被采用，用戶通常選擇盆栽來(lái)對(duì)有限空間進(jìn)行綠化，在設(shè)計(jì)中有時(shí)加設(shè)一些花槽、花池和花朵等，可使綠化空間得到有效增加。通過這些做法的結(jié)合運(yùn)用，可以使建筑綠化的問題得以解決，且節(jié)能功效顯著。

2．4 住宅節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)空間中空氣對(duì)流的設(shè)計(jì)

對(duì)住宅平面布置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要注意：窗與門的戶型、大小、位置的設(shè)計(jì)需要對(duì)穿堂風(fēng)和空氣對(duì)流的組織充分考慮，防止氣流轉(zhuǎn)折出現(xiàn)，使得氣流均勻通暢。某小區(qū)通風(fēng)示意圖如圖1。利用自然通風(fēng)可以較好改善人體的熱舒適并使氣溫降低，生態(tài)作用與節(jié)能效益非常顯著。另外還需注意的是，通風(fēng)的開口面積要保持平衡。在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，除了通風(fēng)功效外，冬季對(duì)集熱功效也很有利，向北朝向窗于北方可適當(dāng)小些，而在南方的炎熱地帶則不應(yīng)過小。窗戶的開啟方式，例如平開立軸旋轉(zhuǎn)型窗，和活動(dòng)型側(cè)墻等均能對(duì)利用風(fēng)向提升通風(fēng)效果產(chǎn)生影響。

圖1 某小區(qū)的通風(fēng)示意圖

2．5 僅能建筑中對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計(jì)

建筑其圍護(hù)結(jié)構(gòu)是由對(duì)空間進(jìn)行包圍的把室外與室內(nèi)分割的裝飾表面材料與結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成，建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)里，墻體、屋面、地面和門窗是建筑耗能的主要部位，能耗所占比例依次為墻體占24%，屋面占22%，地面占15%以及門窗占33%。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要平衡采光與通風(fēng)的要求，且對(duì)建筑地點(diǎn)相應(yīng)的氣候條件提供適宜的濕熱保護(hù)。

2．6 在建筑中景觀節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在建筑中建筑節(jié)能與場(chǎng)地的景觀設(shè)計(jì)相關(guān)密切。對(duì)景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)是按照建筑所在的氣候特點(diǎn)與緯度以及風(fēng)向類型等來(lái)配置植物，在不同季節(jié)下為建筑物提供適宜居住的良好環(huán)境；同時(shí)還能與門窗位置相結(jié)合來(lái)設(shè)計(jì)綠化與場(chǎng)地，利用樹木所帶來(lái)空氣的流動(dòng)使建筑室內(nèi)的通風(fēng)效果得以提升。比如，在冬季建筑主導(dǎo)風(fēng)向上通過對(duì)常綠植物的布置以做到防風(fēng)功能；將落葉喬灌木布置在建筑的東西向上以起到遮蔭作用；合理配置植物可使高層建筑間所受強(qiáng)風(fēng)效果有效減弱。

2．7 建筑其節(jié)能措施中其他需考慮的因素

(1)建筑的節(jié)能需要和居住的舒適性之間相統(tǒng)一，且建筑節(jié)能要采取因地制宜以及就地取材等適用性技術(shù)來(lái)使得成本得以降低，同時(shí)還必須要和地域氣候的差異性達(dá)到統(tǒng)一，根據(jù)氣候的差異選擇不同類型的節(jié)能方式，并且還應(yīng)注意建筑的體型，建筑的節(jié)能要求一方面是體型的系數(shù)要小，減小散熱面，另外在冬季也需要太陽(yáng)的輻射以得到更多的熱能，特別是對(duì)冬暖夏熱的地區(qū)，其建筑的通風(fēng)散熱對(duì)節(jié)能更加有利(通常來(lái)說北方建筑有較小的體型系數(shù)，在南方的建筑中則需對(duì)通風(fēng)散熱的性能多進(jìn)行考慮，其體型系數(shù)不能過小，在北方建筑中對(duì)點(diǎn)式住宅少建或者不建，對(duì)散熱面積盡量減少)。

(2)將新能源和建筑的節(jié)能相結(jié)合。伴隨著環(huán)保、節(jié)能概念不斷的深入，用于節(jié)能的各種新技術(shù)其應(yīng)用也漸漸得到了實(shí)施，例如，開發(fā)利用太陽(yáng)能(利用太陽(yáng)能進(jìn)行光伏發(fā)電以及利用太陽(yáng)能來(lái)熱水等)；自然，除太陽(yáng)能之外，還能夠按照建筑對(duì)地?zé)岬乇皿w系進(jìn)行實(shí)地的應(yīng)用以及利用生物能的氣體進(jìn)行供氣供電，此外還包括風(fēng)能的利用、雨水的綜合、中水體系以及天然氣和沼氣等各類新能源。然而應(yīng)用這些新的技術(shù)需要有個(gè)逐漸引導(dǎo)與完善的過程，這需要對(duì)其不斷的進(jìn)行探索、研究，使其可以被更好的應(yīng)用和推廣。

3 結(jié)束語(yǔ)

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)不但是行業(yè)要求、國(guó)情需要，也是建筑未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。其不但可以使居住的熱環(huán)境得以改善，對(duì)人體健康有力且節(jié)省能源，還可使建筑設(shè)計(jì)與規(guī)劃的功效獲得最大化，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能建筑發(fā)展的可持續(xù)性。同時(shí)它也是經(jīng)濟(jì)得以可持續(xù)性發(fā)展的最直接最根本的措施，也是對(duì)經(jīng)濟(jì)體制深化改革的重要部分。身為建筑師，要從不同的角度，按照不同準(zhǔn)則，來(lái)使節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)際的應(yīng)用得以加強(qiáng)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的發(fā)展以及建筑科學(xué)繁榮進(jìn)步創(chuàng)造出有力的技術(shù)支撐。

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