節(jié)約型建筑設(shè)計(jì)方法探討

劉豪

【摘要】 在可持續(xù)發(fā)展的理念下，節(jié)約型建筑日益成為當(dāng)前城市建筑建設(shè)的主題，在建設(shè)中充分利用土地、空間、建筑材料，降低建筑建設(shè)成本，在建筑使用過程中充分利用太陽能、風(fēng)能、空間以及綠化，在保證建筑功能完善適居的基礎(chǔ)上降低建筑能耗，避免不必要的能源浪費(fèi)、自然資源浪費(fèi)、材料浪費(fèi)等日益成為當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 城鎮(zhèn)化；建筑；設(shè)計(jì)；節(jié)約；降低能耗

我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得城市化建設(shè)進(jìn)一步加快，在四個(gè)現(xiàn)代化的國家宏觀戰(zhàn)略的驅(qū)動(dòng)下，越來越多的城市建筑不斷涌現(xiàn)，在促進(jìn)房地產(chǎn)業(yè)繁榮的同時(shí)也給新時(shí)代城市建筑建設(shè)提出了新的挑戰(zhàn)。我國大中型城市的高人口密度以及功能區(qū)域相對分布集中的特點(diǎn)使得城市用地相對緊張，特別是在北京、上海、廣州、深圳等大型城市，其城市用地的高價(jià)使得城市建筑建設(shè)投資成本過高，而且在高密度人口條件下的施工建設(shè)受到了極大地阻礙。因此，積極推動(dòng)節(jié)約型建筑的發(fā)展不僅能夠在建設(shè)施工期大幅降低建設(shè)成本，也能在建筑實(shí)現(xiàn)其使用功能時(shí)大幅降低能耗成本，減輕建筑內(nèi)常住用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

一、節(jié)約型建筑

在上世紀(jì)產(chǎn)生并不斷演變的能源危機(jī)的影響下，可持續(xù)發(fā)展與綠色發(fā)展的理念越來越深入人心，在這個(gè)基礎(chǔ)上，節(jié)約型建筑逐漸走向世人面前。一般來講，節(jié)約型建筑指的是廣義上的節(jié)能建筑，指的是在建筑設(shè)計(jì)、施工、竣工使用過程中充分考量到可用資源的質(zhì)、量以及其他相關(guān)因素，特別是考量成本控制與功能實(shí)現(xiàn)需求的基礎(chǔ)上，盡可能降低建筑施工成本、提高建筑材料利用率以及空間、土地的利用率，更大程度的促進(jìn)太陽能、風(fēng)能等清潔能源的利用，并且在形態(tài)結(jié)構(gòu)上更加集約、簡便，可以最大程度滿足建筑用戶對給排水、采光、供氣、供電、供暖需求而設(shè)計(jì)的建筑。

在傳統(tǒng)意義上的節(jié)能建筑，其節(jié)能效果主要體現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，提高建筑土地和空間的利用率（如建設(shè)高層建筑以及結(jié)構(gòu)緊湊型居民住房小區(qū)等），施工中采用節(jié)能型建筑材料并且提高材料利用率（如采用價(jià)格更低但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足需求的硬質(zhì)塑料等，廢棄建筑材料的綜合利用）以及竣工后加強(qiáng)物業(yè)管理和建筑維護(hù)以降低供配電、給排水、供暖、供氣中的能源損失，提高能源利用率等。隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，節(jié)約型建筑又有了新的內(nèi)涵。首先是節(jié)能與建筑質(zhì)量的協(xié)調(diào)，不能由于節(jié)能材料的使用以及廢棄建筑材料的綜合利用而降低建筑工程施工質(zhì)量；其次是節(jié)能與宜居的協(xié)調(diào)，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能建筑大量運(yùn)用的背景下盡可能提高建筑居民的居住環(huán)境，而不僅僅是保障其基本建筑功能的實(shí)現(xiàn)；最后是節(jié)約與工程進(jìn)度的協(xié)調(diào)，在運(yùn)用節(jié)能材料和提高建筑材料利用率的過程中需要協(xié)調(diào)工程施工進(jìn)度，若過多影響到工程施工的正常進(jìn)行反而會(huì)影響建筑施工的經(jīng)濟(jì)效益，最終得不償失。

二、國內(nèi)節(jié)約型建筑的設(shè)計(jì)方法概述

在進(jìn)行節(jié)約型建筑設(shè)計(jì)方面，其基本要求主要有：經(jīng)濟(jì)適用（不能由于節(jié)能材料的利用而增加居民居住經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)）、結(jié)構(gòu)布置合理（充分考量通風(fēng)和采光需要）、宜居舒適（不可為了節(jié)約建筑成本而降低居民生活質(zhì)量）、工程施工方便等。在目前國內(nèi)進(jìn)行建設(shè)的節(jié)約型建筑設(shè)計(jì)方面主要集中于小區(qū)樓盤布置、遮陽與采光系統(tǒng)、綜合利用自然資源、節(jié)省建筑用料以及建筑使用節(jié)能設(shè)計(jì)等。

（一）小區(qū)樓盤布置

在實(shí)際進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)過程中，需要充分考慮各個(gè)建筑相互之間的位置關(guān)系，既能保證實(shí)際通風(fēng)的需要又可以保證各個(gè)建筑的采光需求。如在華北某地建設(shè)的小區(qū)住房，一改以往橫縱線平齊建筑布置格局，而采用中心花園式弧線建筑樓盤布置，這樣做的好處是一能夠避免縱向布置建筑之間的通風(fēng)要求，減少相鄰建筑帶來的風(fēng)阻，增加空氣流動(dòng)率；二是避免了前后樓盤由于相對較近的距離而導(dǎo)致的后排建筑底部采光性能不佳的缺點(diǎn)。而且，利用弧線分布的方式，盡可能降低了土地的使用面積，事實(shí)上提高了土地資源的利用率。當(dāng)然，這種布置設(shè)計(jì)的前提是周邊不存在其他高層建筑影響住戶。事實(shí)上，在建設(shè)該樓盤時(shí)用節(jié)省下的土地資源進(jìn)行了綠化處理，反而提高了該住宅小區(qū)的居住舒適度。

（二）遮陽與采光系統(tǒng)

如前文所述，在建筑樓盤總平面布置設(shè)計(jì)方面就充分考量到了通風(fēng)與采光的需求，而對于每一居住住戶來講，其各自住房的遮陽與采光性直接影響著其日常供暖、供電的能耗，因此對于建筑每個(gè)分戶根據(jù)其在建筑的具體位置進(jìn)行不同戶型的設(shè)計(jì)。如在向陽面高層分戶，陽臺(tái)設(shè)置有較大面積的窗口，為了保證夏季遮陽的需求，在窗戶上加裝遮陽構(gòu)件，主要有水平遮光、垂直遮光、水平與垂直組合式遮光、平面板式遮光等幾種形式。

（三）綜合利用自然資源

這里主要講的是對太陽能的利用，當(dāng)然在部分風(fēng)力較大地區(qū)也可安裝家庭小型風(fēng)力動(dòng)力設(shè)備，但由于其功率較低且性價(jià)比較差一般不適宜。而太陽能的利用卻已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶，技術(shù)也相對成熟。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要為頂層太陽能熱水器與用戶間預(yù)留有管線安裝處，并在各分戶衛(wèi)生間外墻處預(yù)留太陽能熱水接水口，以方便用戶的太陽能利用。同時(shí)，在我國北方較為寒冷地區(qū)也可以設(shè)計(jì)安裝蓄熱墻，通過空心墻中的受熱水的流動(dòng)來提高建筑內(nèi)部溫度，達(dá)到保暖抗寒的作用，從而降低冬季取暖功耗。

（四）節(jié)省建筑材料

在建筑施工中，大量的材料浪費(fèi)一直是困擾建筑施工的難點(diǎn)，在進(jìn)行節(jié)約型建筑施工的設(shè)計(jì)初期，需要對各施工階段所用材料做出統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，綜合考慮原廢棄建筑材料的利用價(jià)值，特別是進(jìn)行下一階段的施工時(shí)能夠?qū)⑸弦浑A段的施工廢料進(jìn)行綜合有效利用，是現(xiàn)代節(jié)約建筑設(shè)計(jì)的一大重點(diǎn)。如在進(jìn)行某樓盤建設(shè)過程中，A樓建設(shè)完工后，其原有建筑的固體廢棄物可以用作B樓基坑回填土或者小區(qū)路基砂石；拆模后的混凝土殘?jiān)梢杂米魈盍系龋换A(chǔ)施工剩余的砂石、水泥可以在粉刷、門窗安裝時(shí)綜合利用等。對廢棄建筑材料的綜合利用可以極大地提高建筑建設(shè)施工的成本，提高施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。

（五）建筑功能節(jié)能設(shè)計(jì)

對建筑竣工后使用過程中的主要設(shè)計(jì)給排水、供配電、供暖、供氣等方面的節(jié)能設(shè)計(jì)。如在進(jìn)行建筑給水方面，采用分階段調(diào)節(jié)水箱+高壓水泵的方式來對高層建筑進(jìn)行給水作業(yè)遠(yuǎn)比高壓水泵直接給水作業(yè)能耗要低，而且機(jī)械設(shè)備使用壽命更長，日常維護(hù)成本更低；在集體供暖的小區(qū)住房里，由于供暖管路較長較多，其管路的多轉(zhuǎn)角以及多連接點(diǎn)會(huì)增加熱水在管路里流動(dòng)的阻力，產(chǎn)生較大的能耗，而在設(shè)計(jì)初以直總管+分彎管的設(shè)計(jì)方式將建筑各樓層內(nèi)的供暖管路集約化設(shè)計(jì)，可以有效地降低熱水在管路里流動(dòng)的阻力，降低能耗；供配電方面的節(jié)能措施主要集中于對各供配電電路的總線集中、分線隔離的設(shè)計(jì)方案，通過對各分線配備獨(dú)立的斷路器，能夠極大地降低相鄰線路漏電、串聯(lián)帶來的電力系統(tǒng)不穩(wěn)定以及能耗增加的問題。

三、結(jié)束語

在設(shè)計(jì)階段對建筑的位置布置、材料使用以及功能能耗的綜合利用和控制，可以最大程度的利用有限的自然資源如土地、流動(dòng)空氣、光照等，同時(shí)降低建設(shè)成本，提高建筑居住舒適度，因此，大力推行節(jié)約型建筑以優(yōu)化城市建筑居住模式是極為有必要的，也是極具有市場發(fā)展前景的。

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