論建筑節(jié)能設(shè)計

【摘 要】隨著人類社會的發(fā)展，能源危機的問題將會變得更為嚴(yán)重，設(shè)計建造節(jié)能建筑已被認(rèn)為是全世界的一個主要優(yōu)先事項。本研究從合理利用自然通風(fēng)、合理利用太陽能、合理設(shè)計建筑布局以及空間布局、合理利用建筑門窗的節(jié)能、合理利用建筑材料幾部分總結(jié)了建筑節(jié)能設(shè)計基本思路。

【關(guān)鍵詞】建筑;節(jié)能;設(shè)計;通風(fēng)

1、引言

如今，設(shè)計建造節(jié)能建筑已被認(rèn)為是全世界的一個主要優(yōu)先事項。新的建筑法規(guī)明確傾向于低排放和節(jié)能設(shè)計。通過分析文獻(xiàn)可知，在夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計中，運用統(tǒng)一性原則，構(gòu)造了一個指標(biāo)-成本-效益比，從經(jīng)濟性和能效的角度來確定哪些節(jié)能措施是最優(yōu)的。利用住宅環(huán)境模擬軟件DeST -對四川南充市的一棟六層住宅進行了模擬，分別計算了23種不同節(jié)能模式下的23種性價比，可以方便地做出最佳選擇。然而，建筑的優(yōu)化設(shè)計應(yīng)考慮多個通常具有競爭力的目標(biāo)，如能耗優(yōu)化、降低財務(wù)成本和減少環(huán)境影響。這使得它成為一個具有挑戰(zhàn)性的多目標(biāo)優(yōu)化問題，旨在將建筑物的生命周期成本和二氧化碳當(dāng)量排放降至最低。

2、建筑節(jié)能設(shè)計基本思路

2.1合理利用自然通風(fēng)

自然通風(fēng)-已有研究旨在將節(jié)能辦公室和非翻新建筑材料中受控自然通風(fēng)的總體能效和舒適性與相關(guān)的機械通風(fēng)參考進行比較。目標(biāo)是確定與供熱負(fù)荷占主導(dǎo)地位的現(xiàn)有建筑相比，供熱需求低、夏季冷負(fù)荷高的現(xiàn)代辦公樓的節(jié)能量。為了確保模擬假設(shè)與現(xiàn)實相符，通過與示蹤氣體測量結(jié)果進行比較，驗證了單側(cè)通風(fēng)策略的氣流模型。模擬結(jié)果表明，適當(dāng)設(shè)計和控制的自然通風(fēng)在最先進的建筑和庫存中都顯示出良好的功能。對于最先進的建筑，供暖季節(jié)的通風(fēng)能量損失很容易通過一年中溫暖時期較低的冷卻需求來補償。

2.2合理利用太陽能

太陽能利用-已有研究提出了太陽能利用與熱回收相結(jié)合的住宅建筑換氣通風(fēng)方案設(shè)計，這樣可以降低新風(fēng)能耗，設(shè)備簡單，操作方便。這是一個針對建筑換氣的節(jié)能通風(fēng)系統(tǒng)方案，根據(jù)我國的特殊情況，采用了詳細(xì)的方法。建筑節(jié)能新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計方案能滿足新風(fēng)要求，不僅能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，還能為綠色住宅設(shè)計提供技術(shù)支持。

2.3合理設(shè)計建筑布局以及空間布局

提高建筑保溫能力是節(jié)能設(shè)計的根本措施。已有研究結(jié)合天津市現(xiàn)有的居住建筑，通過對平面布局和空間布局對能耗方面影響的全面分析，提出了節(jié)能設(shè)計策略，從而通過合理使用天然材料和施工工藝，改善平面布局，降低居住建筑的造型因素，提高外保溫能力。大力推進可持續(xù)發(fā)展、舒適、經(jīng)濟、節(jié)能和環(huán)保。

2.4合理利用建筑門窗的節(jié)能

建筑合理的窗地比的優(yōu)化設(shè)計可以大大降低照明能耗，提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，改善居民身心健康。已有研究以西安為例分析了門窗設(shè)計合理化因素在西安住宅區(qū)的重要性，并對緯度、日期、窗位、建筑高寬比、建筑高度和窗面積等因素進行了分析。研究發(fā)現(xiàn)冬至（12月22日）是西安最不利于住宅照明的一天?？紤]到建筑美觀、建筑節(jié)能和自然采光，冬至是計算西安地區(qū)居住建筑窗戶面積的有效時間。緯度越高，房子所需的窗戶面積越大。從4月到8月，緯度對窗面積的影響較小;從1月到4月和從8月到12月，緯度對窗面積的影響較大。同時，研究還建立了西安地區(qū)住宅窗面積回歸方程，為建筑師設(shè)計住宅窗提供了計算工具，為同緯度（北緯33度）住宅窗的設(shè)計提供了參考。針對工薪階層家庭，提出了住宅建筑自然采光的智能控制策略。開發(fā)了智能手機應(yīng)用程序，實現(xiàn)窗簾的智能控制。根據(jù)家庭日常習(xí)慣，窗簾的開啟寬度根據(jù)房間功能和外部照度自動控制，從而調(diào)節(jié)室內(nèi)照度，改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，降低暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗。另有研究從能源、經(jīng)濟和環(huán)境的角度，對地中海地區(qū)典型住宅建筑的最佳朝向、窗戶尺寸、隔熱厚度進行了評估。結(jié)果表明，通過選擇最佳的朝向、最佳的窗戶和遮陽裝置尺寸以及最佳的保溫厚度，可以節(jié)約27.59%的年能耗。生命周期成本降低了11.94%。

2.5合理利用建筑材料

已有研究討論了一種翻新項目的設(shè)計方法，作為一種節(jié)能升級建筑存量的方法。通過對德國戰(zhàn)后多住宅建筑的案例研究，研究評估了改造后的建筑構(gòu)件對建筑環(huán)境性能的影響。不同的選項被系統(tǒng)地組織成不同的類別，形成一個“工具箱”。不同“工具”的匯編構(gòu)成了翻新戰(zhàn)略。這樣，翻修的影響在早期設(shè)計階段就得到評估。工具箱支持設(shè)計的決策過程，從而產(chǎn)生提高建筑性能的綜合策略。

3、結(jié)論

建筑節(jié)能是當(dāng)今世界建筑行業(yè)的發(fā)展潮流，我國在建筑節(jié)能這方面起步相對較晚，但只要將節(jié)能這個概念貫穿整個建筑開發(fā)過程，必將創(chuàng)造出健康的建筑。我國才能節(jié)約更多的資源，走上生態(tài)意義上的可持續(xù)發(fā)展道路。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Raphael Negri Milion，José Carlos Paliari，Luisa H.B. Liboni. Improving consumption estimation of electrical materials in residential building construction[J]. Automation in Construction，2016，72.

[2]Avijit Ghosh，Surajit Gupta，Arup Ghosh，Subhasis Neogi. Preservation of Sand and Building Energy Conservation[J]. Energy Procedia，2016，90.

[3]呂棟梁.建筑工程設(shè)計中的節(jié)能建筑設(shè)計探討[J].居舍，2019（28）：90.

作者簡介：王鵬（2000—），四川德陽人，建筑學(xué)專業(yè)，本科生。