節(jié)能型建筑設計流程優(yōu)化建議

吳雨婷

城鎮(zhèn)化速度的加快，建筑的規(guī)模大幅擴大，能源消耗和環(huán)境惡化的趨勢每況愈下，據(jù)清華大學節(jié)能研究中心數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2005年-2015年，中國城鎮(zhèn)住宅的建筑面積躍增了2.3倍，單位面積的能耗增加了27%，從側面反映了建筑節(jié)能設計的勢在必行。文章將通過對建筑設計節(jié)能現(xiàn)狀的了解，分析節(jié)能型建筑設計流程優(yōu)化的必要性，進而從低成本和高技術的視角，研討優(yōu)化節(jié)能型建筑設計流程的方法。

1.節(jié)能型建筑設計流程優(yōu)化的必要性

建筑能耗是每個國家城市建筑過程中都必然遇到的問題。在美國，人口數(shù)量占全球的4.9%，其建筑運行時消耗全球8.8%的能源。而在我國，建筑運行過程中的發(fā)電量、燃煤量、商品能源和其他建筑施工能耗等，都正在不斷侵蝕自然資源和環(huán)境。據(jù)筆者統(tǒng)計，2012年，國內(nèi)主要省市平均能源總體消耗5788.01萬噸標準煤，建筑能源消耗91.04萬噸標準煤，建筑能耗百分率1.57%；2013年平均能源總體消耗10117.06萬噸標準煤，建筑能源消耗82.54萬噸標準煤，建筑能耗百分率0.82%，增幅-0.09%；2014年平均能源總體消耗13820.47%萬噸標準煤，建筑能耗145.46萬噸標準煤，建筑能耗百分率1.05%，增幅76.23%。以上宏觀數(shù)據(jù)中，每年空調(diào)消耗能源總量的8%，照明消耗能源總量的17%，電器消耗能源總量20%，炊事消耗能源總量的26%，生活熱水消耗能源總量的22%。這些能源損耗，僅為建筑能耗的冰山一角，即便節(jié)能型的建筑，還存在很多亟待改善的節(jié)能問題，這些問題集中反映了節(jié)能型建筑設計流程優(yōu)化的必要性。

2.節(jié)能型建筑設計流程優(yōu)化的方法

（1）選址流程優(yōu)化

建筑節(jié)能設計中的通風和日照，與其合理選址有關，因此選址是建筑節(jié)能設計的最基本前提。選址時，要求不能夠破壞周邊自然環(huán)境，選擇夏季時有利于自然通風和遮陽，而冬季時有利于防風和接受太陽輻射的地點。太陽輻射是節(jié)能型建筑自然氣候形成的基礎，也是建筑周圍環(huán)境的主要熱源之一，要求在選址場地時，充分考慮是否能夠獲得太陽輻射，為室內(nèi)爭取更大的日照面積和時間；風環(huán)境的營造，既不能太熱、太冷，也不能太強，類似隘口地形的地區(qū)，容易聚集密集的流線急流，形成風速較快的“風口”，而在低洼區(qū)域，風速太小，空氣難以流動，容易形成沉悶覆蓋氣層，明顯不利于建筑的通風。筆者認為在選址時，應根據(jù)不同的布局情況，對比分析日照的效果，同時根據(jù)所在區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)，控制好建筑的間距和選擇日照墻面的方向，在對比日照總時間和百分比滯后，選擇合理的建筑布局。

（2）戶型設計優(yōu)化

根據(jù)室內(nèi)空間的功能類別，分析每個空間的熱環(huán)境需求量，譬如主臥室、起居室、次臥室、書房、衛(wèi)生間等，將能夠獲得比較多光線的空間，設計為主臥室和起居室，其他對采光需求不大的空間，布置為廚房、衛(wèi)生間、儲物室和衣帽間等。至于通風設計，主要根據(jù)住房面積的格局，按照熱壓原理，控制好進風口和出風口，譬如在房間內(nèi)部設置高低窗，增加風口的高度差，以此提高室內(nèi)的自然通風效果；再如起居室設置活動門，在夏季時候可打開，形成室內(nèi)通風渠道，在冬季關閉，可減少通風量，控制熱量的損失。除此之外，我們還需要進一步改善室內(nèi)的聲環(huán)境，類似于廚房和衛(wèi)生間等經(jīng)常產(chǎn)生噪音的空間，盡量采用集中布置的方式，而臥室和書房等對聲音環(huán)境比較高的空間，則盡量與廚房和廁所隔開，并采用有效的隔音措施，將噪音的產(chǎn)生量控制在允許值范圍內(nèi)。

（3）圍護結構優(yōu)化設計

圍護結構設計的重點，分為建筑立面設計和保溫體系設計兩個部分，前者著重注意立面色彩的選擇，在氣候溫和的地區(qū)，選用較淺顏色，可增強太陽輻射的反射作用，減少熱量的吸收，而在氣候寒冷的地區(qū)，適宜采用深色，以增強太陽輻射的吸收強度。在這里涉及到保溫體系選擇的要求，其中外墻內(nèi)保溫，選用聚合物保溫砂漿和石膏保溫砂漿等作為保溫材料，原則上是不受到外界環(huán)境污染和雨水侵蝕影響為標準，但缺點是占用建筑面積；外墻外保溫是在外墻的表面設置保溫隔熱結構，有利于延長建筑主體結構體系的壽命。外墻保溫材料中，有膨脹型聚苯乙烯泡沫塑料板、擠塑型聚苯乙烯泡沫塑料、膠粉聚苯顆粒保溫漿料、無機保溫材料等，我們在熱工計算節(jié)段，需要強化能耗的分析水平，嫻熟應用節(jié)能設計技術，方可優(yōu)化圍護結構的設計水平。除此之外，窗的節(jié)能設計，包括窗的氣密性和開啟方向選擇，都關系到建筑熱消耗，適時我們應該在窗戶的連接和咬合位置，進行密封處理，同時選擇窗戶的開啟方向，盡量減少空氣的死角和改善室內(nèi)氣流。

結束語

綜上所述，建筑運行過程中的發(fā)電量、燃煤量、商品能源和其他建筑施工能耗等，都正在不斷侵蝕自然資源和環(huán)境，即便節(jié)能型的建筑，還存在很多亟待改善的節(jié)能問題，這些問題集中反映了節(jié)能型建筑設計流程優(yōu)化的必要性。文章通過研究，分別從“選址”、“戶型”、“圍護結構”三個方面，深入研討節(jié)能建筑設計流程優(yōu)化的方法，但考慮到不同建筑節(jié)能設計要求和條件的差異性，在設計工作中，必須結合具體建筑的設計情況，予以靈活地參考借鑒。

（作者單位：新疆建設職業(yè)技術學院）