試議建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能

摘要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的建筑行業(yè)也不斷向著新的發(fā)展方向發(fā)展，建筑過程中基于建筑設(shè)計(jì)基本要求和發(fā)展理念，采用建筑節(jié)能已成為我國建筑行業(yè)走可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路，也是我國未來發(fā)展的必然要求。本文從多方面重點(diǎn)論述了建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的優(yōu)化和圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)，并提出利用好可再生能源的節(jié)能設(shè)計(jì)。

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

引言

現(xiàn)如今，我國建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，各種高樓大廈拔地而起，在給城市帶來現(xiàn)代化氣息的同時(shí)，也帶來了一定的環(huán)境破壞，比如光污染等。為了使建筑更加環(huán)保，使建筑在使用周期內(nèi)節(jié)約更多的能源，就必須優(yōu)化建筑的設(shè)計(jì)，充分考慮節(jié)能的重要性。

一、建筑外墻體結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)

墻體是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體也是建筑的主要組成部分，承擔(dān)著室內(nèi)外熱交換的作用。建筑節(jié)能的中的30%都是通過墻體保溫隔熱性能實(shí)現(xiàn)的。據(jù)分析，節(jié)能外墻與普通外墻室內(nèi)溫度差為4℃-6℃，所以在建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)中外墻是絕對不能忽略的因素之一。

外墻具備承重、安全圍護(hù)以及保溫隔熱等功能，其中在考慮節(jié)能方面時(shí)，要選擇使用保溫隔熱性能較好的墻體材料進(jìn)行施工。目前在工程中常常使用的墻體材料是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復(fù)合墻體。其中復(fù)合墻體使用的絕熱材料主要有巖棉、玻璃棉、聚苯乙稀、加氣混凝土等，復(fù)合墻體宜選用外墻外保溫，即采用連續(xù)外包的方式，在主體墻結(jié)構(gòu)外層粘接一層保溫材料，并在保溫材料外側(cè)用玻璃纖維網(wǎng)加強(qiáng)并涂刷粘結(jié)膠漿，隔斷其熱橋作用的混凝土梁或者柱起到“斷橋”的作用，從而降低耗能。由于此方法的效果明顯高于內(nèi)保溫，隨著建筑節(jié)能技術(shù)的不斷完發(fā)展，外墻外保溫將成為建筑保溫節(jié)能形式的領(lǐng)導(dǎo)技術(shù)。

除此之外，建筑物的體形系數(shù)也是墻體中出于節(jié)能考慮的因素之一?！睹裼媒ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中對體形系數(shù)的定義是：“建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。”因此減少建筑物體形系數(shù)，就是減少建筑物的表面積，減少外圍維護(hù)結(jié)構(gòu)面積，就做到了節(jié)能，換句話說體形系數(shù)越小，建筑物的節(jié)能就越有利。一般來說，體積大、體形簡單的建筑以及多層和高層建筑，體形系數(shù)較小，對節(jié)能較為有利。在設(shè)計(jì)時(shí)也常常將體形系數(shù)控制在0.3以內(nèi)。從熱傳遞方面分析，由于建筑物實(shí)墻的陽角內(nèi)層散熱面大，且交角處多半設(shè)置有熱橋作用的框架柱或者構(gòu)造柱，因此，該處是建筑物耗能較大的部位，如果將建筑物設(shè)計(jì)成圓柱形則減少了交角，有利于節(jié)能。所以從節(jié)能的角度考慮建筑物外形設(shè)計(jì)時(shí)，盡量保持外表面整齊，避免凹凸變化太多。

對于一些既有建筑物，可以通過在日照強(qiáng)烈的墻面種植植物來降低傳入室內(nèi)的熱源。除此之外植物還可以吸收粉塵和噪音，對于凈化空氣降低溫室效應(yīng)都有很好的作用。

二、住宅平面的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

住宅平面設(shè)計(jì)中首要問題是確定適當(dāng)?shù)奶仔兔娣e。因?yàn)檫m當(dāng)?shù)慕ㄖ娣e不但可以節(jié)約用地（建筑行業(yè)“四節(jié)”之一）還可以大大節(jié)約建筑用材，減少營造、維護(hù)與使用過程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節(jié)能效果。

由于我國地處北半球，太陽高度角和方位角變化規(guī)律使南朝向?yàn)樽顬楣?jié)能的建筑朝向，此朝向夏季可減少太陽輻射得熱，冬季可增加太陽輻射得熱，而且此朝向建筑與我國夏季盛行的東南風(fēng)差不多成垂直關(guān)系，容易形成穿堂風(fēng)，而又避開了冬季盛行的西北風(fēng)。因此，將住戶長時(shí)間活動(dòng)的居住空間（如廳、主要臥室）設(shè)于日照通風(fēng)條件最佳的南向位置，利用自然環(huán)境使室內(nèi)達(dá)到最大的舒適度，為住戶節(jié)約采暖和空調(diào)的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間，所以建筑平面宜設(shè)計(jì)成南北向。對于日照、通風(fēng)條件較差的北朝向與長時(shí)間接受太陽輻射的東西向可布置些平面功能比較次要的電梯、樓梯、管道井、機(jī)房、衛(wèi)生間、廚房等，以擋住日照直接照射主要房間，避免冬季西北風(fēng)灌入。經(jīng)調(diào)查，在其他條件相同的情況下，南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低5%左右。

三、住宅屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑物受太陽輻射的各個(gè)外表面中，屋面是接受太陽直射時(shí)間最長的部位，因此受輻射得熱也是最多的，相當(dāng)于東西向墻體的2～3倍，所以它的保溫隔熱也顯得尤為重要。保溫隔熱的材料宜選用密度大、導(dǎo)熱系數(shù)小、憎水或吸水率較小的材料（如擠塑聚苯板）。采用倒置式屋面將憎水性保溫材料設(shè)于防水層上，可有效防止傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問題。此種方法施工簡易，可廣泛采用。另外，利用屋頂種植花卉、灌木（如彩葉草、三色堇、麥冬草等）形成生態(tài)型屋面，既可阻擋熱源，減少溫室氣體的排放，達(dá)到保溫隔熱，又可美化環(huán)境，改善城市氣候，做到一舉兩得。種植的土壤在吸水飽和后會(huì)自然形成一層憎水膜，可起到滯阻水的作用，有利于屋面的防水，而且土壤導(dǎo)熱系數(shù)小，有很好的熱惰性，不隨大氣氣溫驟然升高或下降而大幅波動(dòng)，有利于屋面的保溫隔熱。

四、門窗節(jié)能設(shè)計(jì)

門窗即使太陽輻射吸熱部位，又是主要的散熱部位，因此在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，合理設(shè)置門窗也是重點(diǎn)考慮的因素之一。設(shè)計(jì)時(shí)在保證采光通風(fēng)的條件下，盡量減小門窗洞口的面積，選用氣密性高、保溫性好的材質(zhì)，減少冷風(fēng)滲透以及門窗的熱傳遞。第一是控制窗墻比，一般住宅設(shè)計(jì)盡量避免落地窗的設(shè)計(jì)，對于方向不同，窗戶的設(shè)計(jì)方式也不同，減少西北方向的立面窗戶的面積。第二是提高門窗的氣密性，選擇好的窗體材料。對于外窗部位設(shè)計(jì)時(shí)，窗框與門窗洞口之間的縫隙采用保溫材料填實(shí)，不得采用水泥砂漿。設(shè)計(jì)選用合適的窗型和門窗配件，減少窗框的外露面積，采用保溫隔熱性能好的玻璃。目前設(shè)計(jì)中多采用斷橋隔熱鋁合金窗框或者塑鋼窗框，對于玻璃的選用則多采用中空玻璃窗。另外，對于面朝南向的窗戶在設(shè)計(jì)時(shí)可以采用凹式設(shè)計(jì)，外加遮陽板，這樣可以起到遮陽的效果。

五、節(jié)能材料的選擇

科學(xué)選擇建筑的節(jié)能材料，體現(xiàn)了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的另一大主要工作。節(jié)能材料的選取，必須依照環(huán)保、安全、節(jié)能以及經(jīng)濟(jì)的要求。一方面，在我國科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的同時(shí)，很多創(chuàng)新型的節(jié)能材料被廣泛開發(fā)出來，運(yùn)用到實(shí)際的建設(shè)中去，起到了較好的節(jié)能效果。比如當(dāng)前流行的新式防水、保溫材料，它們廣泛使用于墻體和屋頂當(dāng)中，可以防潮，調(diào)節(jié)室內(nèi)的濕度；新式的透光隔熱玻璃應(yīng)用在門窗上，具有超級(jí)好的透光、隔熱能力；使用靈活性較強(qiáng)的鋁制遮陽板，使遮陽效果更加可靠有效。另一方面，建筑設(shè)計(jì)要根據(jù)實(shí)際的施工情況，使用帶有地方特色的節(jié)能材料，多加使用鄉(xiāng)土材料，使其貼合建筑的需要。

六、加大新能源的開發(fā)力度

新能源的可發(fā)利用，主要包含了風(fēng)能、生物能、潮汐能、太陽能等新型的能源以及煤制天然氣等對傳統(tǒng)能源進(jìn)行技術(shù)革新所產(chǎn)生的新能源，減少了對環(huán)境的污染并且實(shí)現(xiàn)能源的再利用和可持續(xù)發(fā)展。太陽能是一種無污染、可再生的新型能源，在建筑業(yè)具有較大的發(fā)展?jié)摿?。太陽能的使用方式主要有：被?dòng)式的太陽能采暖、主動(dòng)式的太陽能采暖、太陽能供熱水和空調(diào)以及太陽能發(fā)電等等。我國的地理位置在世界版圖中比較適中，對于太陽能的獲取和利用有較大的優(yōu)勢，充分的實(shí)行對我國太陽能的使用和開發(fā)，對于彌補(bǔ)我國能源的日益短缺，滿足我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，以及生活質(zhì)量的提高有重要的作用。

結(jié)束語

可持續(xù)發(fā)展觀是當(dāng)今時(shí)代的主體，可持續(xù)性的生態(tài)發(fā)展觀已經(jīng)深入到生活中的方方面面。因此，在今后建筑設(shè)計(jì)中必然會(huì)將節(jié)能理念融入其中，盡快建設(shè)綠色節(jié)能建筑項(xiàng)目，盡可能利用基地周圍的自然條件，提高資源利用率；盡可能利用再生資源和節(jié)能新技術(shù)；采用節(jié)能建材；對系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，從而提高人們生活和工作環(huán)境的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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