建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性及要點(diǎn)

張昕

[摘要]本文針對(duì)全球節(jié)能趨勢(shì)提出了建筑能耗在社會(huì)整體能耗中所占有相當(dāng)大的比值，由此強(qiáng)調(diào)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性，并結(jié)合現(xiàn)狀詳細(xì)列舉了影響建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。

[關(guān)鍵詞]建筑設(shè)計(jì) 節(jié)能 必要性 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1 節(jié)能背景與必要性

1.1 全球建筑節(jié)能趨勢(shì)

在全球能源普遍缺乏的形勢(shì)下，節(jié)能成為了備受矚目的一項(xiàng)大工程。而作為對(duì)在總能耗中占有較大比例的建筑能耗的控制，又成為了節(jié)能探索的重中之重。建筑節(jié)能是一項(xiàng)全方位的綜合性的系統(tǒng)工程，在全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展的推動(dòng)下，建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)在全球范圍內(nèi)都得到了一定的提升，并且持續(xù)向前發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)已基本步入成熟時(shí)期，世界各國(guó)的許多建筑師都探索出了將節(jié)能元素融入到建筑方案創(chuàng)作中的有效方法。

1.2我國(guó)進(jìn)行建筑節(jié)能研究和設(shè)計(jì)的必要性

我國(guó)是一個(gè)能源短缺問(wèn)題十分嚴(yán)重，而建筑能耗又很高的發(fā)展中國(guó)家。其單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的3至5倍，建筑能耗總量已接近社會(huì)終端總能耗的30%。更令人吃驚的是，我們既有建筑99%都是高能耗建筑，節(jié)能改造量巨大。如何遏制高消耗、推廣建筑節(jié)能已迫在眉睫。針對(duì)我國(guó)目前能源損耗情況和進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)后發(fā)生的一系列變化進(jìn)行分析和總結(jié)，得出建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的作用有如下幾點(diǎn)：

一、促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展依賴(lài)于能源的發(fā)展，近年來(lái)隨著住宅產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高耗能建筑大量興起，如果仍不采取有效的節(jié)能措施，勢(shì)必影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，甚至貽患子孫。

二、有利于環(huán)境保護(hù)。我國(guó)建筑能耗的主要來(lái)源是煤炭，而燃煤會(huì)導(dǎo)致地球氣候的惡化，繼而使得水旱災(zāi)害更加頻繁猛烈，大量生物物種瀕臨滅絕，人類(lèi)的生存環(huán)境面臨嚴(yán)重的危機(jī)。

三、推動(dòng)了建筑的發(fā)展。建筑的進(jìn)步不僅僅表現(xiàn)在其結(jié)構(gòu)體系和建筑形式上，更多的是實(shí)用性和適用性的開(kāi)發(fā)。通過(guò)對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的研究，全球的建筑發(fā)展都達(dá)到了前所未有的高度。

能源始終是有限的，只是看我們?cè)鯓尤ダ盟?。通過(guò)對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的研究達(dá)到對(duì)能源最大可能的利用是非常必要的。

2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

所謂的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)就是要在保證建筑正常使用的前提下，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)、正確的理念和適當(dāng)?shù)牟牧系确绞?，使得建筑的能耗能夠降到一定的水平，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。這一趨勢(shì)不僅是實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要途徑，也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

2.1 合理的規(guī)劃是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)從規(guī)劃階段入手，不僅要考慮建筑和環(huán)境的關(guān)系，還要考慮當(dāng)?shù)貧夂蛞蛩睾徒ㄖ某?、建筑群的布置等等，要注意將設(shè)計(jì)與建筑技術(shù)以及能源利用等因素相結(jié)合，這樣才能獲得效益最大化。

對(duì)于節(jié)能建筑來(lái)說(shuō)，冬季獲得太陽(yáng)輻射熱和夏季通風(fēng)降溫是十分重要的。因此在規(guī)劃階段要注意建筑的朝向、建筑長(zhǎng)邊與夏季主導(dǎo)風(fēng)向的關(guān)系和建筑群中的合理間距;同時(shí)配置合理的綠化，使其對(duì)局部氣候影響降至最低程度;在規(guī)劃階段確認(rèn)通過(guò)就地取材來(lái)節(jié)約建筑的運(yùn)輸成本;并結(jié)合太陽(yáng)能、水能和風(fēng)能等可再生能源的使用來(lái)輔助生活熱源。

2.2 建筑平面和體型設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)中最基本就是平面設(shè)計(jì)，在條件允許的情況下，盡量做到每間房間均有自然采光，且在滿足采光要求的基礎(chǔ)上盡量把窗戶做小，減少熱工性能薄弱處的能耗;其次要考慮建筑內(nèi)部的空間劃分，需要保證通風(fēng)的建筑或房間需做到南北或東西通透。這些問(wèn)題通常都可通過(guò)設(shè)置中庭等方式加以解決。

建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面面積越大，通過(guò)它與外界環(huán)境交換的熱量就越多，因此，從節(jié)能的角度出發(fā)，通常要求建筑形體越簡(jiǎn)單規(guī)整越好，設(shè)計(jì)需遵循一定的體型系數(shù)。但通常建筑師需要根據(jù)場(chǎng)地規(guī)劃和業(yè)主的要求設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的建筑體型，這就增加了建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和難度，而建筑師必須在功能、造型及節(jié)能目標(biāo)中權(quán)衡，找出妥善的解決辦法。

2.3 使用節(jié)能型圍護(hù)結(jié)構(gòu)及材料

建筑節(jié)能的手段一方面依靠合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，另一方面也需要利用節(jié)能材料來(lái)支持。墻體、屋頂和窗戶是建筑物和外界的主要傳熱對(duì)象，建筑要實(shí)現(xiàn)節(jié)能，就必須運(yùn)用新型材料，提高這些部位的保溫節(jié)能性能。

墻體和屋頂均屬于建筑物外圍護(hù)的主體結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)建筑物的節(jié)能問(wèn)題。墻體和屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)主要有兩種方式，隔熱節(jié)能與保溫節(jié)能。隔熱設(shè)計(jì)主要采用隔熱的材料與隔熱的構(gòu)造，如在墻體間增加空氣間層，在屋頂設(shè)置綠化等做法;保溫則包含外保溫與內(nèi)保溫，主要是在墻體或屋面構(gòu)造中增設(shè)保溫材料。設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)具體情況采用不同的處理手法。

外門(mén)窗是耗熱的重要渠道，它既是太陽(yáng)輻射的得熱部件又是主要的失熱部件，傳熱系數(shù)約為墻體的3～4倍，是節(jié)能的重點(diǎn)部位。外墻門(mén)窗設(shè)計(jì)除滿足自然通風(fēng)外，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)東西南北開(kāi)窗有別，不同功能房間開(kāi)窗有別;設(shè)計(jì)選用的外門(mén)窗應(yīng)有良好的氣密性，外門(mén)窗框與門(mén)窗洞口之間的縫隙應(yīng)采用聚氨酯等高效保溫材料填實(shí)，并用密封膏嵌縫;選用好的窗型、門(mén)窗配件和保溫隔熱性能好的玻璃;適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用內(nèi)外遮陽(yáng)。

2.4 選用符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)體系

我國(guó)四川震后對(duì)結(jié)構(gòu)安全度進(jìn)行了重新審視，使得節(jié)能與抗震成為建設(shè)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)，一些新的技術(shù)、新的結(jié)構(gòu)體系也就順勢(shì)而起，被大家所熟悉和認(rèn)可并加以應(yīng)用。在圍護(hù)材料逐漸輕型化的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)重量隨之減輕，結(jié)構(gòu)所受地震作用也隨之減輕，同時(shí)結(jié)合采用高強(qiáng)度鋼筋、鋼材及高強(qiáng)度混凝土，相比以前以較少的鋼筋及混凝土用量達(dá)到同樣的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。

2.5 節(jié)能設(shè)備的合理設(shè)計(jì)

建筑中耗能系統(tǒng)主要有建筑物的通風(fēng)、照明、供水、熱工、電氣等，這些都是耗能巨大且不可缺少的建筑物系統(tǒng)，因此設(shè)備的節(jié)能工作也應(yīng)當(dāng)引起我們的注意，將其能耗控制在一定限度之內(nèi)。

例如建筑物的供水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)合理分配用水理念，還可以改進(jìn)供水水泵等設(shè)備的性能，選用新型節(jié)能性能高的供水設(shè)備，對(duì)于水資源更要合理開(kāi)發(fā)，同時(shí)還應(yīng)開(kāi)展和推廣水的二次利用等。

建筑物的保暖和空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)必須與建筑的維護(hù)結(jié)構(gòu)方面的節(jié)能設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。一般建筑的節(jié)能重點(diǎn)就在于在采暖系統(tǒng)上實(shí)施節(jié)能及降低降溫能耗。設(shè)計(jì)前要展開(kāi)合理規(guī)劃，選擇適宜的采暖設(shè)施，合理設(shè)計(jì)供熱的系統(tǒng)，并進(jìn)行有效的管理。加強(qiáng)管道保溫，提高管道輸運(yùn)的效率，最大限度的降低對(duì)于能源的消耗。為了降低制冷系統(tǒng)的消耗，最好的方法就是借助通風(fēng)來(lái)降低室內(nèi)溫度。如果要采用降溫的設(shè)備就要采用高效的，具有節(jié)能性的設(shè)備，并合理運(yùn)行，促使制冷設(shè)備的運(yùn)行可以達(dá)到較好的效率。

3 結(jié)論

建筑節(jié)能是節(jié)約能源、改善人民生活水平和工作條件、減輕環(huán)境污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)最直接、最廉價(jià)的根本措施，也是深化經(jīng)濟(jì)體制改革的一項(xiàng)重要組成部分。作為發(fā)展中的大國(guó)，我國(guó)煤、石油、天然氣等非可再生資源與其他國(guó)家相比，人均占有量嚴(yán)重不足，遠(yuǎn)低于世界平均水平。此外受技術(shù)條件的限制，我國(guó)新能源的開(kāi)發(fā)利用率較低，利用難度也較大。針對(duì)我國(guó)能源問(wèn)題所面臨的窘?jīng)r，必須在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)上有所突破，通過(guò)對(duì)建筑節(jié)能的要點(diǎn)研究，充分利用我國(guó)有利的自然資源，提高設(shè)計(jì)水平，挖掘節(jié)能潛力，減少能源流失。

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