房屋建筑設(shè)計(jì)與環(huán)保節(jié)能

王勝利

摘要：近年來國家大力提倡節(jié)能環(huán)保，節(jié)能環(huán)保也即將成為建筑設(shè)計(jì)者一個必學(xué)必用的課題。本文筆者從事建筑設(shè)計(jì)多年，從建筑的整體構(gòu)造以及外部環(huán)境等方面對單體設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，針對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境以及維護(hù)構(gòu)造等整個建藐設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行分析，希望能與同行相互切磋交流。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；環(huán)保節(jié)能；生態(tài)環(huán)境；材料

前言

建筑節(jié)能包括節(jié)約建筑材料生產(chǎn)、建筑施工等幾方面的能耗，提高建筑的能源利用率，減少建筑中的能源損耗，在建筑中合理并有效利用能源，這也是當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢。近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，住房條件不斷得到改善，居民住宅也紛紛進(jìn)行了裝修改造。而居民裝修不僅要考慮到美觀舒適，還要在考慮個性設(shè)計(jì)的同時，兼顧以人為本的環(huán)保與節(jié)能理念。

1建筑設(shè)計(jì)與環(huán)保節(jié)能的關(guān)系

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快、人們生活水平的不斷提高，建筑耗能占整個能源消費(fèi)總量的比重不斷上升。由于新建和改建建筑消耗大量能源帶來了自然環(huán)境的不斷惡化，水污染嚴(yán)重、土地資源利用率低、建筑耗材高等問題在建設(shè)過程中依然存在。若不合理控制對環(huán)境造成的污染，將會導(dǎo)致綠化面積與水面面積嚴(yán)重不足、空氣污濁、氣溫升高、能耗劇增等一系列問題。自然環(huán)境惡化的結(jié)果是建筑系統(tǒng)內(nèi)外物質(zhì)與能量良性轉(zhuǎn)換受到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而影響到人類的生態(tài)環(huán)境。居住區(qū)中的氣候設(shè)計(jì)不僅是充分利用自然能源、減少再生能源消耗的問題，也是直接處理人與自然和諧關(guān)系的問題。

住宅建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)平衡、環(huán)保與節(jié)能是相互影響和聯(lián)系的，人類可以自主建造舒適的內(nèi)部建筑環(huán)境，但人工化的舒適通常依賴于照明、空調(diào)和通風(fēng)等高耗能設(shè)施，而且舒適度的提高又常以增加耗能為前提條件。這種模式帶來了當(dāng)前的環(huán)境危機(jī)和能源危機(jī)，進(jìn)而威脅到人類自身的生存發(fā)展與安全保障。

2基于環(huán)保節(jié)能的建筑設(shè)計(jì)原則

現(xiàn)代社會將節(jié)能環(huán)保作為重要的研究課題，在建筑設(shè)計(jì)上應(yīng)該更加注意節(jié)能與環(huán)保思想的體現(xiàn)。節(jié)能按照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，盡量利用自然資源如自然光、雨水等，建筑更加省水省電，這是未來建筑發(fā)展的方向，需要加以重視。建筑設(shè)計(jì)體現(xiàn)環(huán)保節(jié)能原則應(yīng)該從以下幾點(diǎn)加以考慮：

（1）提高資源利用效率。建筑設(shè)計(jì)中對于能源的利用較多，提高能源的利用率對建筑節(jié)能有很大的幫助，能源包括水、土地、建材等，實(shí)現(xiàn)其有效利用可以節(jié)省大量的能源。

（2）減少對周圍環(huán)境的影響。建筑工程實(shí)施過程中會對環(huán)境有很大的影響，進(jìn)而影響人們的生活，需要注意以下幾個方面：a防止建筑施工中造成水和土壤等污染；b.注意加強(qiáng)本地資源的利用，這也是對環(huán)境影響最小的一項(xiàng)措施，因?yàn)檫@樣不僅可以減少運(yùn)輸對環(huán)境的影響，而且還可以支持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展；c要注意建筑材料的重復(fù)使用，在進(jìn)行建筑選材時，選擇的建筑材料盡量能夠循環(huán)使用，要加強(qiáng)材料后期的回收和再利用，這是鼓勵利用可回收的建筑材料；d.還要注意提高建筑物的壽命。建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量遵循以人為本的原則，在滿足其物質(zhì)精神需求的同時還要注意生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，要考慮到人類未來的居住狀況。

3建筑構(gòu)造的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1墻體節(jié)能

墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，我們可以采用保溫性能好、蓄熱能力強(qiáng)及強(qiáng)度較低的砌塊墻體，如加氣混凝土砌塊，也可以采用復(fù)合墻體的形式，如內(nèi)保溫復(fù)合墻體、外保溫復(fù)合墻體、夾芯復(fù)合墻體等。但內(nèi)保溫復(fù)合墻體由于熱橋?qū)Ρ氐挠绊戄^大，國家已經(jīng)開始限制內(nèi)保溫復(fù)合墻體使用，而且從長遠(yuǎn)來看，外墻外保溫的效果明顯高于內(nèi)保溫。由于復(fù)合墻體能滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)各種功能的要求，因此這種采用高效保溫材料與磚砌的復(fù)合墻體有著更多的優(yōu)越性。

3.2門窗節(jié)能

建筑物耗熱量是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量及門窗空氣滲透耗熱量兩部分組成。通過本地區(qū)的多層住宅試驗(yàn)分析，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量約占總量的73%～77%，空氣滲透耗熱量占23%～27%，由此可以看出外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是節(jié)能設(shè)計(jì)中的主體。而在傳熱耗熱量所占的份額中，外墻約占23%～34%，窗戶約占23%～25%，樓梯間隔墻約占6%～11%，屋頂約占7%～8%，陽臺門下部約占2%～3%，戶門約占2%～3%，地面約占2%。將窗的傳熱耗熱量與其空氣滲透耗熱量相加，約占全部建筑耗熱量的50%，由此得出的結(jié)論是一棟好的節(jié)能建筑采用保溫性能及密封性能優(yōu)異的門窗是至關(guān)重要的。國內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)表明，窗戶面積每增大10%，則相當(dāng)于整體外圍護(hù)保溫系統(tǒng)K值降低008w（m·K），因此在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下，應(yīng)盡可能減少住宅外門窗洞口的面積，以減少能量的損失。同時，選擇適宜的門窗材料及構(gòu)造設(shè)計(jì)也是其保溫性能及密封性能的良好保證。

3.3屋面節(jié)能

在建筑工程中不斷改進(jìn)外墻、外窗的保溫性能后，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)屋面保溫隔熱的研究。建筑屋面節(jié)能措施的要點(diǎn)如下：（1）屋面保溫層不宜選用密度大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大；（2）屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料，以防止屋面濕作業(yè)時因保溫層大量吸水而降低保溫效果，如選用吸水率較高的保溫材料，屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔，以排出保溫層內(nèi)不易排出的水分?，F(xiàn)在高效保溫材料已經(jīng)開始應(yīng)用于屋面，一些建筑的屋面保溫采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法，就克服了常規(guī)做法的諸多缺點(diǎn)。這種保溫芯板施工方便、價格低廉、不污染環(huán)境，芯板為柔性制品，不僅適用于有平面的屋面，也可用于帶有曲面的屋面，更可顯示出它的優(yōu)越性。此外，屋頂綠化已成為許多現(xiàn)代城市住宅的節(jié)能首選。

3.4充分利用太陽能

太陽能是一種天賜的能源，節(jié)能建筑必須給予極大的重視。在建筑物的建設(shè)方面應(yīng)盡量選擇南北朝向，充分利用太陽能。事實(shí)證明，建筑物南北朝向比東西朝向的建筑耗能要少。這樣的各居室的室溫較高，居民在此可充分享受陽光，使用也較合理。住宅等民用建筑也采用地源熱泵技術(shù)，利用地下水的水溫在冬夏季溫差不大相當(dāng)于恒溫的原理來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，以達(dá)到節(jié)能的目的。公共建筑節(jié)能采用屋頂或外墻鋪設(shè)太陽能光伏發(fā)電裝置，或者外墻利用光伏材料，光伏材料發(fā)電可提供本建筑的用電，達(dá)到節(jié)能目的。我國大部分地區(qū)都具有較好的太陽能資源，這為在建筑中充分利用太陽能這種綠色的潔凈資源、減少建筑能耗提供了資源保證。太陽能的利用方式主要分為兩種：主動式太陽能建筑和被動式太陽能建筑。主動式太陽能建筑指的是需要輔助資源配合的太陽能使用系統(tǒng)的建筑。在這種系統(tǒng)里面，光電系統(tǒng)是研究較多的對象，但它的能量轉(zhuǎn)換效率較低且太陽能的系統(tǒng)利用費(fèi)用過高，如果大批量地使用還需要進(jìn)一步加以研究。被動式太陽能建筑是指在陽面使用儲蓄熱質(zhì)、陽光房來吸收儲備熱量進(jìn)而加以利用的一種形式，目前應(yīng)用便捷廣泛。

4環(huán)保節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的具體措施

4.1選用建筑節(jié)能材料

合理選用建筑節(jié)能材料也是全面實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的一個重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的原則。隨著科技的發(fā)展，大量新型高效的材料會不斷被研制出來并應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中去，更好地起到了節(jié)能作用。新型隔熱玻璃和框體材料在建筑外門窗中的應(yīng)用，起到了更好的隔熱降耗效果。

4.2建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)建筑節(jié)能方面的認(rèn)識和學(xué)習(xí)

深刻認(rèn)識建筑節(jié)能是建筑師做好節(jié)能設(shè)計(jì)的保證。當(dāng)前，很多建筑師對建筑節(jié)能對于我們國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重大意義理解不夠，對建筑節(jié)能技術(shù)的了解跟不上時代發(fā)展的步伐，以至于不能把節(jié)能設(shè)計(jì)完全有效地做好，只是設(shè)計(jì)時套用標(biāo)準(zhǔn)圖，造成設(shè)計(jì)中被動應(yīng)付節(jié)能設(shè)計(jì)審查的局面，節(jié)能設(shè)計(jì)缺乏主動性。

5我國環(huán)保建筑的前景

隨著人們對工作、生活環(huán)境要求的提高，我國建筑耗能必定會有較大幅度的增長，而能源有限，建筑節(jié)能將日顯重要。在未來的發(fā)展中，作為建筑設(shè)計(jì)人員，必須樹立起建筑節(jié)能意識，并貫徹自身工作的始終，認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)并認(rèn)真加以貫徹執(zhí)行，大力發(fā)展建筑節(jié)能設(shè)施，共同努力提高我國的建筑節(jié)能水平。在科學(xué)技術(shù)方面必須加大科技投入，大力開發(fā)節(jié)能環(huán)保技術(shù)，讓我國節(jié)能環(huán)保邁入新的層次?？傊覈?jié)能建筑的發(fā)展必將越來越輝煌。

6結(jié)束語

根據(jù)上文所述，環(huán)保節(jié)能發(fā)展觀念正逐漸成為人類社會的共識。環(huán)保建筑也好，節(jié)能建筑也好，其目的都是為了人類的安居樂業(yè)和可持續(xù)發(fā)展。我們要在“以人為本”的建筑設(shè)計(jì)理念指引下，在有限的地球資源條件下，建設(shè)一個更加美好、和諧的人居環(huán)境。