試論現(xiàn)代建筑設計中的節(jié)能設計

龔 馨

(武漢東藝建筑設計有限公司， 湖北 武漢 430000)

試論現(xiàn)代建筑設計中的節(jié)能設計

龔 馨

(武漢東藝建筑設計有限公司， 湖北 武漢 430000)

環(huán)境危機和能源危機日益嚴峻，建筑行業(yè)屬于高能耗產(chǎn)業(yè)，而且會在建設過程中對環(huán)境造成一定破壞，因此，在現(xiàn)代建筑設計中越來越注重節(jié)能環(huán)保設計。本文將對現(xiàn)代建筑的節(jié)能性設計方法進行探討，主要分析了節(jié)能材料在建筑設計中的應用方法，包括因地制宜、循環(huán)利用和超前性設計等，在此基礎上，探討了建筑的單體節(jié)能設計、屋頂、墻體、門窗設計，以及綜合環(huán)境設計和清潔能源的設計與利用等。

現(xiàn)代建筑；設計方案；節(jié)能性設計；節(jié)能材料

0 前言

建筑物在其建設和使用的過程中，會消耗大量能源，特別是建筑的使用過程。由于建筑的使用壽命較長，其使用過程產(chǎn)生的能耗遠高于建筑的施工過程。因此，節(jié)能設計在現(xiàn)代建筑設計中具有重要地位，是設計師們必須關(guān)注的問題。通過節(jié)能材料的利用以及自然環(huán)境的利用，可以有效降低在建筑使用過程中產(chǎn)生的采光、通風等方面的能耗，實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 建筑材料選用的節(jié)能性設計

（一）因地制宜選擇節(jié)能材料

建筑物在建設過程中，需要使用大量建筑材料，包括鋼筋混凝土材料、管道材料、裝飾裝修材料等。許多大型建材從采購到運輸過程中，需要消耗大量的人力、物理進行材料維護等工作，同時還要做好材料進場后的放置管理。在整個過程中，材料的運輸過程是其能耗較高的部分，采用因地制宜的材料采購原則，可以有效降低運輸過程的能耗，同時也有利于降低工程建設成本。另一方面，本地生產(chǎn)的建筑材料通常更符合當?shù)氐沫h(huán)境特點，在建筑工程中的應用有利于提升建筑的節(jié)能性[1]。

（二）確保節(jié)能材料的自身性能，注重對材料的回收利用

多數(shù)建筑材料的使用壽命較長，而且隨著使用時間的推移，其性能和功能會有所下降。一些綠色節(jié)能材料在功能完好的情況下，可以發(fā)揮節(jié)能環(huán)保的作用，但是如果其自身結(jié)構(gòu)遭到破壞，可能會喪失部分節(jié)能功能，特別是一些材料在報廢后可能會對環(huán)境造成污染。因此，在設計過程中要對綠色節(jié)能材料進行嚴格把關(guān)，確保其在全壽命周期內(nèi)能夠符合相關(guān)節(jié)能性標準。而且材料結(jié)束使用后，要對其進行回收再利用，或?qū)ζ溥M行講解處理，避免給環(huán)境造成污染。充分利用可回收再利用的節(jié)能材料可以進一步降低建筑建設成本。

（三）節(jié)能材料的設計和利用應具有一定的超前性

國內(nèi)建筑節(jié)能設計的相關(guān)研究起步較晚，相應的，節(jié)能材料的研發(fā)和應用也落后于發(fā)達國家水平，在建筑的節(jié)能設計方面還處于實踐探索階段，需要逐漸積累經(jīng)驗。在這種情況下，建筑節(jié)能材料的設計和應用應具有一定的超前性，積極借鑒國外的先進經(jīng)驗，引進性價比較高的節(jié)能材料，提升現(xiàn)階段國內(nèi)建筑的節(jié)能性設計水平。同時，引進先進材料也可以為國內(nèi)的相關(guān)研究提供借鑒和參考，促使建筑節(jié)能設計水平的整體提升，有利于促進國內(nèi)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。

2 現(xiàn)代建筑功能結(jié)構(gòu)的節(jié)能性設計

（一）單體建筑的節(jié)能性設計

單體建筑的節(jié)能性是指建筑本身的節(jié)能性，主要從建筑的外形、高度、外表面積等方面進行考慮，通過建筑自身結(jié)構(gòu)的合理設計，達到節(jié)能的效果。建筑外形對建筑與外界自然環(huán)境的熱交換有直接影響，在相同環(huán)境條件和同等體積下，表面積越大的建筑散熱量也越大，因此，會造成較為嚴重的能量損失，不利于對自然熱的充分利用。因此，在進行建筑設計時，可以通過降低體型系數(shù)的大小，控制建筑物自身的能量流失速度，提高建筑的節(jié)能性。相關(guān)研究表明，建筑的體型系數(shù)降低0.01，可以使耗熱量降低2.5%左右。在設計時，可以通過減小建筑結(jié)構(gòu)的面寬或加大進深等方式，對其盡心控制，將體型系數(shù)降低到0.30以下。

（二）建筑屋頂?shù)墓?jié)能性設計

屋頂是受陽光直接照射的部分，容易使頂層房間的溫度明顯升高，因此，要在設計時采取隔熱措施或架設通風層，加強頂層的熱調(diào)節(jié)能力。在屋頂加設隔熱層的作用是吸收向室內(nèi)傳導的太陽輻射熱，可以使屋面溫度升高，與周圍環(huán)境形成溫差，可以將吸收到的熱量散發(fā)到周圍空氣中。還可以采用倒置式屋頂，在防水層上設置保溫材料，避免防水層受陽光曝曬。隨著城市綠化建設的不斷深入，在屋頂種植綠色植被已成為一種常用的節(jié)能設計方法。在屋頂上種植植物不僅可以起到遮陽的作用，還能通過植物的呼吸作用起到凈化空氣的效果。但是植物在屋頂種植扎根較淺，在強風環(huán)境下不適用此方法。

（三）建筑墻體的節(jié)能性設計

墻體是建筑物的主要圍護結(jié)構(gòu)，在設計時需要對墻體進行保溫隔熱設計，并采用新型材料，提升建筑墻體的綜合性能。目前相關(guān)規(guī)定已明確禁止黏土磚在建筑外墻中的使用，強調(diào)外墻設計的節(jié)能性要求。可以使用復合墻滿足墻體節(jié)能設計要求，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為承重墻，并填入保溫隔熱材料。隨著節(jié)能材料的快速發(fā)展，節(jié)能墻體類型越來越多，包括加氣混凝土墻、頁巖多孔磚、內(nèi)保溫復合墻、夾心復合墻等。這些新型墻體結(jié)構(gòu)都可以明顯改善建筑外墻的保溫隔熱能力，目前已經(jīng)在建筑設計中得到了廣泛應用。

（四）建筑窗體的節(jié)能性設計

建筑的窗體結(jié)構(gòu)是建筑進行采光和通風的主要結(jié)構(gòu)，也可以起到一定的維護作用，合理的窗體設計可以使建筑對自然能源的利用顯著提升。在設計時主要需要關(guān)注窗體材料的熱阻、大小、與門的相對位置和開啟方式等。窗體大小的設計主要通過窗墻比進行控制，南向窗戶可以適當增加其面積大小，提高房屋的采光性能，其他朝向的窗戶則應該適當減小面積，從而降低熱量消耗?？梢酝ㄟ^使用氣密條等材料，提高窗體氣密性。

（五）建筑環(huán)境和自然資源的綜合利用

對建筑周圍自然環(huán)境資源的充分利用，可以有效降低建筑在使用過程中產(chǎn)生的能耗。主要從建筑選址、朝向設計和樓間距設計等方面進行考慮。在進行建筑選址時，用充分考察建設地點的地質(zhì)、水文環(huán)境等，并對其近50年的自然災害情況進行了解，謹慎決定選址地點。在朝向設計上，南北朝向設計可以提高建筑對自然能源的利用率，同時還要考慮當?shù)氐募撅L風向。在建筑樓梯間距的設計上，要充分考慮日照時間和質(zhì)量，雖然目前城市用地越來越緊張，有必要適當縮小建筑間距，但不能影響建筑的基本采光和通風需求。通過對建筑布局的合理設計，充分利用自然資源，降低建筑在采光、通風等方面的額外能耗。

（一）新型清潔能源的合理利用

現(xiàn)代節(jié)能建筑越來越注重對新型清潔能源的使用，特別是太陽能和地熱能。太陽能的使用分為主動和被動兩種方式，主動使用時通過加設太陽能轉(zhuǎn)換裝置，將太陽能轉(zhuǎn)換為人們生活所需的電能和熱能等，目前這一技術(shù)已經(jīng)較為成熟。被動使用則是通過建筑的結(jié)構(gòu)造型設計，增加對太能能的利用率。地熱能的利用是通過地源熱泵，將地層深處的熱能轉(zhuǎn)化為人們?nèi)粘Ｊ褂玫臒崮埽梢越档蛯剂系男枨蟆?/p>

結(jié)束語：綜上所述，建筑節(jié)能設計社會發(fā)展的客觀需要，對環(huán)境保護和能源節(jié)約具有重要意義。通過使用綠色建材，在其使用的全壽命周期內(nèi)做到安全無污染和回收利用，可以有效降低建筑生產(chǎn)及使用對生態(tài)環(huán)境造成的破壞。通過綜合利用各種節(jié)能設計方法，可以降低建筑能耗，環(huán)節(jié)能源危機。因此，在現(xiàn)代建筑的設計過程中，必須高度重視節(jié)能設計，靈活運用技能設計方法，承擔起社會責任義務。[1]甄蘭平,邰惠鑫. 面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計方法研究[J]. 建筑學報,2003,03：56-57.

[2]孫加鵬. 試論建筑平面體形設計中的節(jié)能問題[J]. 科技與企業(yè),2013,11：227.

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