淺談民用建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)

（成都天華西南建筑設(shè)計(jì)有限公司，四川 成都 610000）

1 民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

1.1 節(jié)能設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和優(yōu)勢

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是遵循高效節(jié)能、環(huán)保安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、宜居的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以設(shè)計(jì)的方案更加科學(xué)合理，不僅可以滿足人們基本的生活需求，而且也實(shí)現(xiàn)了人和自然和諧共生的目標(biāo)。在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)控制自然資源，盡量用最少的資源達(dá)到理想的設(shè)計(jì)目標(biāo)。其次在設(shè)計(jì)中將充分利用太陽能、風(fēng)能等自然可再生資源，積極采用高效節(jié)能的措施來減少對(duì)不可再生能源的利用，同時(shí)減少污染物的排放[1]。另外，節(jié)能建筑設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)地理環(huán)境以及人文歷史的目的，盡可能地使用當(dāng)?shù)仫L(fēng)格的建筑材料，不僅節(jié)約了建筑材料運(yùn)輸?shù)某杀荆〔谋憷?，而且也體現(xiàn)了地域性特點(diǎn)，更加適合當(dāng)?shù)厝藗兊木幼　?/p>

1.2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)有4 項(xiàng)原則。1） 合理選址。在進(jìn)行民用建筑設(shè)計(jì)前，選擇合理的場地是關(guān)鍵，要求所選擇的場地必須和當(dāng)?shù)貧夂?、地質(zhì)和周圍環(huán)境相適應(yīng)，保證民用建筑在使用中可以和周圍自然氣候相協(xié)調(diào)，和生態(tài)環(huán)境互相平衡。2）規(guī)劃和體形設(shè)計(jì)的合理性。在進(jìn)行民用建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須保證建筑規(guī)劃和形體設(shè)計(jì)合理，使其能夠更好地適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。3）科學(xué)選擇節(jié)能建筑材料，遵循高效、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能的原則，保證各建筑物造價(jià)合理。4）本土化和外部環(huán)境設(shè)計(jì)。即建筑設(shè)計(jì)不僅要在外觀上體現(xiàn)本土化，建筑材料以及內(nèi)部裝飾和空間環(huán)境等也要體現(xiàn)本土化特征，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，打造能凸顯本地文化和生活的建筑。同時(shí)在外部環(huán)境設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足基本使用功能的基礎(chǔ)上合理地進(jìn)行布局，營造高效的建筑節(jié)能環(huán)境。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)在民用建筑設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用

2.1 總體布局

在民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中要注意3 點(diǎn)。1）必須選擇合適的建筑場地，方向盡量向陽，尤其是北方建筑朝陽的方向可以保證建筑物能充分利用太陽能輻射，同時(shí)起到避風(fēng)的作用，可減少熱能的損失。在進(jìn)行建筑規(guī)劃時(shí)要控制建設(shè)規(guī)模，尤其要控制高層建筑的建設(shè)。2）充分考慮日照因素，盡量選擇南北朝向位置，根據(jù)每一個(gè)房建的功能進(jìn)行內(nèi)部房間設(shè)計(jì)，次要房間一般朝北，樓梯和電梯的設(shè)計(jì)不能占用主要采光面。3）合理控制氣流，減少建筑物熱能損失，同時(shí)可保證自然通風(fēng)。一般將底層建筑物布置在迎風(fēng)面，將多層建筑物放在中間，高層建筑物放在建筑群體后面，采用并列式、平行式布局而避免使用周邊布局模式，同時(shí)要根據(jù)具體地形情況組織建筑群的氣流，建筑物內(nèi)走廊兩邊的門盡量面對(duì)面設(shè)置可更加合理地組織建筑物內(nèi)部的自然通風(fēng)。

2.2 節(jié)能建筑外觀設(shè)計(jì)

外觀設(shè)計(jì)也是民用建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，且外立面和節(jié)能設(shè)計(jì)之間存在緊密的聯(lián)系。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，要求建筑外立面盡可能簡潔實(shí)用，具有立體感，避免出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象。這種設(shè)計(jì)方式可減少體型系數(shù)，同時(shí)應(yīng)將外觀設(shè)計(jì)為圓形或正方形。夏天房屋受到的熱量比冬天大很多，因此盡量控制建筑物的長寬比，減少建筑區(qū)外墻圖面，做好架空樓板設(shè)計(jì)，坡屋頂盡量設(shè)置在坡腳部位的水平位置或降低坡度。此外，加強(qiáng)建筑構(gòu)造的熱工性，嚴(yán)格控制采暖空調(diào)的能源消耗[2]。

2.3 節(jié)能建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖1 所示，在進(jìn)行墻體節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，可將墻體結(jié)構(gòu)分成基層墻體、砂漿找平層、保溫層、抗裂防護(hù)層和飾面層5 個(gè)部分，其中保溫層由粘接層和膨脹聚苯板構(gòu)成，抗裂防護(hù)層由塑料膨脹錨栓、抗裂膠漿、耐堿玻纖網(wǎng)格布和抗裂膠漿組成，飾面層一般由柔性的耐水膩?zhàn)雍屯苛辖M成。在選擇墻體材料時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，首先要考慮材料是否安全環(huán)保和節(jié)能耐用，一般選擇保溫隔熱型墻體材料，這類材料的強(qiáng)度好且透氣性好，能夠很好地起到抗腐蝕和抗老化的作用。常見的保溫隔熱墻體材料有巖棉、聚苯乙烯塑料，也有采用空心磚墻等填充材料的，或者通過外墻外保溫的方式來達(dá)到保溫隔熱的效果。在進(jìn)行門窗節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，除了要求所選材料具有節(jié)能環(huán)保的特性外，還可以通過增加玻璃層數(shù)、粘貼聚酯膜、安裝密封條、采用低輻射玻璃材料、隔熱保溫效果好的塑料窗等形式來改善保溫隔熱的效果，以此阻止空氣熱傳導(dǎo)。在屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)中，首先要重點(diǎn)考慮保溫性良好的材料，不可采用密度大且導(dǎo)熱系數(shù)高的保溫材料，否則會(huì)導(dǎo)致屋面重量和厚度過大，同時(shí)也不要采用吸水率大的材料，否則會(huì)在施工中出現(xiàn)大量吸水而降低保溫效果，一定要使用吸水性強(qiáng)的材料時(shí)必須合理設(shè)置排水孔，且排除在保溫層內(nèi)不易被排除的水分。此外應(yīng)合理設(shè)置架空型保溫屋面或者倒置型保溫屋面等節(jié)能屋面。

2.4 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1 民用建筑外圍結(jié)構(gòu)墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)

合理設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)控制及管理各個(gè)子系統(tǒng)的能量需求，是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要工作。供電系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行、設(shè)備和線路消耗、損耗能量是否過大等因素都會(huì)影響整個(gè)建筑工程的節(jié)能效果。因此，首先要考慮供電系統(tǒng)中的電力設(shè)施，它們的功率、布局和負(fù)荷容量是否合適，要求優(yōu)先考慮節(jié)能型供電設(shè)施。尤其是對(duì)變壓器的選擇，由于該設(shè)備能耗消耗最大，必須根據(jù)實(shí)際要求合理選擇和合理分配變壓器的荷載，使其荷載和驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力保持一致。此外，線路損耗也是供配電系統(tǒng)中能量消耗較大的一部分，在輸電中受各種不確定因素的影響，出現(xiàn)線損現(xiàn)象十分正常。因此要對(duì)線路進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，優(yōu)先選擇可以減少熱量和電阻的材料作為線路材料，例如常見的有銅鋁復(fù)合型材料，該材料不僅可以降低能源消耗，而且還能保證線路整體運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

2.5 電梯、通風(fēng)和供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在電梯的節(jié)能設(shè)計(jì)方面，首先要根據(jù)民用建筑工程具體情況，合理地選擇規(guī)格和數(shù)量合適的電梯，盡量減少電梯機(jī)房的使用可以有效降低電能消耗。其次應(yīng)將電梯系統(tǒng)和消防報(bào)警系統(tǒng)結(jié)合起來設(shè)計(jì)，對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，可保證電梯的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，一方面必須滿足電力需要，另一方面可選擇高效型的通風(fēng)設(shè)備，比如選擇合適的空調(diào)設(shè)備，在保證通風(fēng)制暖制冷等功能的基礎(chǔ)上減少空調(diào)數(shù)量，可有效減少電能損耗問題。在使用空調(diào)設(shè)備時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整溫度，減少能源的消耗。在進(jìn)行供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)先選擇無負(fù)壓供水設(shè)備，盡量選擇節(jié)水型設(shè)備，并對(duì)供水管道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，完善熱水供應(yīng)系統(tǒng)，不但可達(dá)到凈化水質(zhì)的作用，還能避免水資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

2.6 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

照明系統(tǒng)是民用建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是電力系統(tǒng)中消耗電能較大的一個(gè)部分，為滿足節(jié)能降耗設(shè)計(jì)理念，要求盡量加大對(duì)自然光源的利用，常見的有聲感和光感設(shè)備，能高效利用自然光，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明設(shè)備的自動(dòng)化開和關(guān)控制。其次，要加強(qiáng)對(duì)照明設(shè)備本身的設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如在選擇照明設(shè)備時(shí)不僅要滿足高效照明的需要，而且應(yīng)該考慮提升其使用率。此外，需要注意的是，因?yàn)椴煌貐^(qū)建筑風(fēng)格、自然地理氣候等不同，因此在進(jìn)行照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮當(dāng)?shù)厍闆r，確定合理的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確定合理的設(shè)計(jì)方案[3]。最后要根據(jù)建筑物朝向、形狀等合理設(shè)置照明系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)自然光線的使用，盡量采用淺色系的墻面和地面，同時(shí)將空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)結(jié)合起來，既能實(shí)現(xiàn)各自功能，又能利用多光源形式來滿足特殊的照度要求。

2.7 積極利用新能源技術(shù)

民用建筑設(shè)計(jì)階段，在節(jié)約不可再生資源能源的同時(shí)，也要注意加強(qiáng)對(duì)各類新能源的積極利用，比較常見的有太陽能和風(fēng)能，這些清潔能源不但取之不盡用之不竭，而且還不會(huì)產(chǎn)生污染，極大地減少了對(duì)環(huán)境的破壞。但是在開發(fā)利用這些能源時(shí)，還需要和建筑施工當(dāng)?shù)氐那闆r合理選擇和搭配。以太陽能為例，應(yīng)建立太陽能技術(shù)體系，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)了解當(dāng)?shù)卦诓煌竟?jié)的日照情況，然后對(duì)建筑的朝向、形狀、內(nèi)部布局等進(jìn)行合理設(shè)置。太陽能技術(shù)的利用一方面減少了電能的消耗，另一方面起到保護(hù)環(huán)境的作用。另外，太陽能技術(shù)系統(tǒng)操作簡單且需投入的成本較低，在我國南北方差異較大的情況下利用太陽能資源不但滿足了人們對(duì)節(jié)能建筑的要求，而且因?yàn)闇p少了不可再生能源的使用，所以對(duì)于民用建筑的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

3 結(jié)語

綜上所述，我國目前依舊是能源短缺、環(huán)境污染較為嚴(yán)重的國家，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，在民用建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域采用節(jié)能設(shè)計(jì)的理念，充分利用可再生能源和節(jié)能型建筑材料，同時(shí)進(jìn)行科學(xué)合理的房屋布局，可在提高整體工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)建筑物使用中的節(jié)能環(huán)保，不僅實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也獲得了環(huán)保和社會(huì)效益。