淺談建筑節(jié)能在房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

楊愛珍

(江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院，江蘇 常州 213000)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，在其蓬勃發(fā)展的同時(shí)，為了滿足建筑需求，不斷提升建筑的功能性和美觀性，在建筑建造和使用過程中，日益加劇的能源消耗問題也越發(fā)凸顯。如果能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有助于使我國(guó)建筑的應(yīng)用能耗效率得到提升，也能夠有效降低能源損耗，使我國(guó)的建筑業(yè)更加健康可持續(xù)發(fā)展。

1 優(yōu)化建筑房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)的主要原則

1.1 經(jīng)濟(jì)適用性原則

在對(duì)建筑房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，需要盡可能將經(jīng)濟(jì)適用性原則應(yīng)用于其中。這體現(xiàn)在設(shè)計(jì)方案中的建筑體型設(shè)計(jì)、空間組織合理布局，能源與資源的利用，房屋構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及建筑循環(huán)再利用等經(jīng)濟(jì)理念融于建造全方位全過程中。隨著建設(shè)項(xiàng)目信息化管理的發(fā)展，設(shè)計(jì)過程中，可以運(yùn)用BIM技術(shù)與建筑能耗模擬技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)綠色評(píng)價(jià)和項(xiàng)目量化的性能分析，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的改變或建筑方案外立面的改變對(duì)建筑能耗的影響等，借助能耗評(píng)估數(shù)據(jù)，更好地指導(dǎo)完善和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，有助于建設(shè)項(xiàng)目能源的利用率得到提升。

1.2 綠色環(huán)保原則

在整個(gè)建筑的全生命周期里，應(yīng)盡可能將綠色環(huán)保原則融入其中，盡可能將現(xiàn)代社會(huì)環(huán)境中的綠色能源應(yīng)用于建筑房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)與使用中，例如可以將太陽能等能源應(yīng)用于其中能夠有助于降低能源的損耗，使綠色能源的利用率得到提升。再生材料的重新加工、合成和利用，新型節(jié)能材料的推廣使用，不僅能夠有助于使能源的利用率得到提升，還能使我國(guó)不同的產(chǎn)業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展。在建筑建設(shè)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)中，可以根據(jù)人們對(duì)光照的需求來開展電器房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)，盡可能滿足人們光照需求的同時(shí)降低能耗。

1.3 其他原則

基于節(jié)能建筑建設(shè)全過程的系統(tǒng)研究，應(yīng)從它的功能、結(jié)構(gòu)等多要素及其相互關(guān)系綜合考慮。目前各種軟件技術(shù)應(yīng)用得到了廣泛的開發(fā)和利用，這也為我國(guó)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)和發(fā)展提供了更多的條件。如建筑熱能量消耗過程中的能源消耗模擬軟件，建筑使用過程中對(duì)節(jié)能狀況進(jìn)行評(píng)估的軟件等，通過多種軟件的綜合運(yùn)用，可以幫助設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段對(duì)建筑材料合理選用、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方案及構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)做法進(jìn)行優(yōu)化。

2 建筑房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)的優(yōu)化路徑

2.1 明確房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)的主要節(jié)能方案

為了使建筑設(shè)計(jì)房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，相關(guān)工作人員首先就需要對(duì)建筑應(yīng)用能耗方面的具體情況進(jìn)行分析，明確不同建筑在建設(shè)完成后的具體能耗需求，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)房屋設(shè)計(jì)的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化分析，將其作為一種信息設(shè)計(jì)內(nèi)容，確認(rèn)為節(jié)能設(shè)計(jì)提供的信息產(chǎn)生，這樣能夠幫助建筑節(jié)能設(shè)計(jì)更好的實(shí)現(xiàn)自身的目的。對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方案的局部及整體的分析、綜合以及評(píng)估三個(gè)方面進(jìn)行循環(huán)優(yōu)化改善，使后續(xù)的建筑節(jié)能工作更為完善并且準(zhǔn)確。

利用建筑項(xiàng)目信息化管理技術(shù)，應(yīng)用數(shù)字仿真信息技術(shù)構(gòu)建建筑基礎(chǔ)模型，對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)、工程材料外觀、質(zhì)量、規(guī)格等直觀展示，通過建立合適的尺寸、材料、空間等智能設(shè)計(jì)節(jié)能建筑模型。借助BIM 5D虛擬建筑可視化的立體功能，對(duì)綠色建筑的施工方案進(jìn)行模擬，檢查設(shè)計(jì)誤差與減少施工沖突，強(qiáng)化綠建筑節(jié)能減碳行動(dòng)。

2.2 降低能耗，提高能耗的利用效率

建筑物為降低能耗，維持室內(nèi)的熱穩(wěn)定性，就要合理解決建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)(即外墻、屋頂、門窗)等部位的保溫與隔熱問題。采用多種多功能材料的復(fù)合墻體形成承重保溫構(gòu)造系統(tǒng)，替代單一材料增加墻體厚度做法，解決保溫與承重的雙重問題。為使復(fù)合墻體更好地達(dá)到節(jié)能環(huán)保目的，合理選擇墻體材料及保溫材料，做好高效節(jié)能的墻體保溫隔熱構(gòu)造措施。選用孔隙率高的輕質(zhì)高強(qiáng)、高效環(huán)保的外墻材料，如輕質(zhì)高強(qiáng)的泡沫混凝土砌塊、擠塑聚苯板等有機(jī)保溫材料，形成墻體自保溫系統(tǒng)；其次采用復(fù)合墻體保溫隔熱構(gòu)造做法，如外墻外保溫復(fù)合墻體，將聚苯板或巖棉板等保溫材料采取粘結(jié)劑錨固件與墻體連接，面層抹聚合物砂漿并用玻纖網(wǎng)格增強(qiáng)。外墻外保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)基本消除熱橋影響，熱工效率高，不僅適用新建房屋，也適用于既有建筑的節(jié)能改造。合理選擇窗型、增加門窗框型材的熱阻值，并選用優(yōu)質(zhì)密封橡膠條及多鎖點(diǎn)五金件，從而提高門窗氣密性。采用蓄水隔熱或綠色種植等隔熱構(gòu)造屋面，利用性能優(yōu)良的反輻射玻璃屋面等節(jié)能構(gòu)造做法，均有利于室內(nèi)的熱穩(wěn)定性。

在整體的布局活動(dòng)中，盡可能將更多的節(jié)能設(shè)備應(yīng)用于其中，不僅能夠滿足建筑的光照需求，還能降低建筑使用能源消耗。在進(jìn)行節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑物自身的特點(diǎn)以及實(shí)際應(yīng)用的具體狀況，做好不同區(qū)域用戶對(duì)于光照、供暖、電能、用水的需求分析，盡可能選擇高效率的節(jié)能設(shè)備，符合建筑內(nèi)部的實(shí)際狀況，做好設(shè)備的設(shè)計(jì)與分布布局，根據(jù)設(shè)備的使用情況做好設(shè)備的智能控制，使整體的使用能耗得到控制。

2.3 充分利用自然資源

房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)中應(yīng)充分利用自然資源如風(fēng)能、太陽能等實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。根據(jù)建筑物的場(chǎng)地環(huán)境及朝向，合理布局門窗，調(diào)節(jié)窗地比及窗墻比等建筑能耗的重要影響因素，充分利用自然采光及通風(fēng)降低建筑能耗。利用光源間接采光，需要考慮到建筑中用戶的需求以及光源的具體情況，例如自然光需要考慮到光源的照射方向和照射時(shí)長(zhǎng)。就目前來說，我國(guó)市場(chǎng)上所應(yīng)用的直管熒光燈光源需要考慮建筑的光效要求，而在滿足人們的光照需求的背景下，需要盡可能將自然光源應(yīng)用于其中，這樣能夠有效降低電氣設(shè)備的設(shè)備用電，同時(shí)還能夠與現(xiàn)代建筑行業(yè)做盡可能在進(jìn)行建筑建設(shè)時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)氐娜照諣顩r進(jìn)行規(guī)劃，這樣能夠有助于提升室內(nèi)的電氣設(shè)備，降低成功光源的應(yīng)用量?？梢宰畲笙薅鹊赝ㄟ^合理的窗戶設(shè)計(jì)來將天然光源引用于其中，或者通過散光或傳光的方式對(duì)自然光源進(jìn)行引導(dǎo)，如建筑外墻面采用改良設(shè)計(jì)的玻璃幕墻就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)一定的透光采光和反射降溫隔熱多功能。

2.4 將信息化技術(shù)與電氣設(shè)備控制技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合

在進(jìn)行房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，需要將現(xiàn)代的信息化技術(shù)與智能控制技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。隨著建筑智能化的發(fā)展，智能電氣設(shè)備系統(tǒng)在市場(chǎng)中的應(yīng)用也日趨廣泛，通過智能控制系統(tǒng)能夠?qū)φw的電氣設(shè)備進(jìn)行管理，能夠有效減少電氣等設(shè)備的能耗浪費(fèi)。如在建筑電氣設(shè)備連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程中，將智能電氣設(shè)備控制系統(tǒng)應(yīng)用于其中，能夠保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還能使節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)最優(yōu)化。采用配置有相應(yīng)亮度傳感器的智能電氣設(shè)備，能夠根據(jù)設(shè)定的光照需求來對(duì)室內(nèi)的光照強(qiáng)度進(jìn)行自主調(diào)節(jié)，使節(jié)能效果得到進(jìn)一步的提升。

3 結(jié) 語

為了盡可能滿足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展需求，要建立建筑全生命周期的綠色節(jié)能建筑設(shè)計(jì)理念，充分運(yùn)用建筑信息化技術(shù)，對(duì)房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)及構(gòu)造做法進(jìn)行全方位的優(yōu)化，最大限度降低能源的損耗，貫徹我國(guó)綠色生態(tài)的環(huán)保建設(shè)理念，保持建筑建設(shè)可持續(xù)健康發(fā)展。