節(jié)能建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能技術(shù)探討

李碩

【摘要】綠色建筑理念提出之后，建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)受到了廣泛關(guān)注。此技術(shù)的應(yīng)用可降低建筑使用過(guò)程的能源消耗。本文對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，分別從建筑布局、門(mén)窗節(jié)能、設(shè)備系統(tǒng)節(jié)能、清潔能源利用、外墻保溫節(jié)能等方面闡述節(jié)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能建筑;設(shè)計(jì);節(jié)能技術(shù)

建立節(jié)約型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展為我國(guó)提出的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。建筑行業(yè)對(duì)能源需求量較高。在行業(yè)快速發(fā)展過(guò)程中，節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)理念符合綠色建筑的建設(shè)需求，和社會(huì)發(fā)展方向相同。合理運(yùn)用節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)建筑，可實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的最大化利用，降低建筑能耗，提高其使用效益。

1、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)概述

建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)屬于提高能源利用效率的形式之一。從多個(gè)方面展開(kāi)設(shè)計(jì)，保證建筑對(duì)能源的合理使用。設(shè)計(jì)過(guò)程建筑布局、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備系統(tǒng)等節(jié)能設(shè)計(jì)為重點(diǎn)。特別是供暖和空調(diào)等系統(tǒng)中，應(yīng)用大量電氣設(shè)備，在建筑使用過(guò)程，可占據(jù)其總體能耗的35%左右，因此，需要使用節(jié)能技術(shù)，將建筑功能考慮其中，合理設(shè)計(jì)布局形式，選擇節(jié)能燈具，如：在照明燈具的選擇方面，可使用含有鹵化物的小功率燈具，不但使用壽命長(zhǎng)，而且節(jié)能效果良好。

2、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1布局節(jié)能

2.1.1布局類(lèi)型

建筑整體布局主要有以下四種形式：第一，行列式，這種布局方式利于通風(fēng)，保證建筑朝向良好，屬于廣泛應(yīng)用的形式之一;第二，錯(cuò)落式，這種建筑布局方式可防止產(chǎn)生“風(fēng)影效應(yīng)”，最大化利用山墻的空間，獲取日間光照;第三，周邊式，這種不布局方式，可在建筑院落內(nèi)形成集中的開(kāi)闊空間，但是僅能保證部分建筑朝向良好，可能產(chǎn)生風(fēng)影區(qū)，對(duì)夏季的通風(fēng)不利;第四，混合式，這種布局方式就是將前三種布局方式進(jìn)行混合，組成防護(hù)單元，應(yīng)對(duì)氣候變化，適合應(yīng)用在寒冷的北方地區(qū)。

2.1.2朝向與間距

朝向設(shè)計(jì)過(guò)程，需要將光照、風(fēng)向等考慮其中，保證建筑冬季有足量的陽(yáng)光照射到室內(nèi)，夏季盡量減小陽(yáng)光向室內(nèi)和室外墻面的照射。同時(shí)，還需將夏季的通風(fēng)情況考慮其中，防止冬季受到冷風(fēng)的吹襲，最大限度利用地形，保證建筑的節(jié)能需求。在間距方面的設(shè)計(jì)，需要將日照、抗震、交通、消防、通風(fēng)、采光、管線、視線等因素考慮其中。以住宅建筑的日照情況為例，需要保證大寒日日照時(shí)數(shù)在2～3h，有效日照時(shí)間帶為8～16h;冬至日日照時(shí)數(shù)在≥1h，有效日照時(shí)間帶為9～15h[1]。

2.2門(mén)窗節(jié)能

在設(shè)計(jì)建筑過(guò)程，門(mén)窗位置為節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)，需要科學(xué)控制門(mén)窗、墻體之間的比例，確保室內(nèi)空氣能夠順暢流通，為人們提供舒適、安全的環(huán)境。同時(shí)，還需將建筑外觀結(jié)構(gòu)、通風(fēng)功能、采暖功能等考慮其中，確保設(shè)計(jì)可達(dá)到節(jié)能效果。按照建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，門(mén)窗比例需要根據(jù)建筑朝向各有不同。通常，南向窗需要控制窗、墻體比例<30%，北向窗要控制窗、墻比例<50%，東向、西向窗要控制窗墻比<35%。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還需重點(diǎn)注意門(mén)窗和建筑墻體之間的密封性。建筑整體中門(mén)窗結(jié)構(gòu)使用頻率較高，因此損耗較為嚴(yán)重，同時(shí)，在門(mén)窗開(kāi)關(guān)過(guò)程還會(huì)導(dǎo)致熱量損耗。故此，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)門(mén)窗口的保溫設(shè)計(jì)，保證其和墻體之間的密封性良好，合理控制其面積，降低開(kāi)關(guān)過(guò)程產(chǎn)生的熱量損耗，降低建筑對(duì)能源的消耗。此外，在門(mén)窗適當(dāng)位置還可設(shè)計(jì)遮陽(yáng)裝置，減少高溫季節(jié)建筑室內(nèi)接受的太陽(yáng)輻射，控制夏季室內(nèi)高溫。窗口遮陽(yáng)能夠控制散射、輻射等影響，同時(shí)利于通風(fēng)、防雨等，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不可對(duì)遠(yuǎn)眺視野造成影響，同時(shí)遮陽(yáng)造型和建筑外觀風(fēng)格協(xié)調(diào)，保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐用。

2.3設(shè)備系統(tǒng)節(jié)能

2.3.1供熱系統(tǒng)

建筑的供熱系統(tǒng)需保證冬季建筑室內(nèi)溫度適宜，節(jié)能設(shè)計(jì)可從以下幾方面入手：第一，集中供熱方面，可通過(guò)對(duì)熱網(wǎng)管道進(jìn)行保溫處理，降低熱能在傳輸過(guò)程產(chǎn)生的是損失。第二，在室內(nèi)散熱的節(jié)能方面，可使用對(duì)流供暖方式，利用散熱器作為散熱設(shè)備，還可使用輻射供暖形式。對(duì)比而言，輻射供暖在熱量傳遞過(guò)程從下向上，散熱均勻，在地面積蓄熱量，室內(nèi)溫差較小，因此建筑的熱量損失較小。而對(duì)流供暖方式，熱源自鍋爐傳遞出來(lái)，經(jīng)過(guò)管網(wǎng)時(shí)會(huì)有10%～15%的損失，因此設(shè)計(jì)住宅類(lèi)建筑，可優(yōu)選輻射采暖方式，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能10%左右。

2.3.2空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)有兩種負(fù)荷類(lèi)型，一是日冷負(fù)荷，主要指在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下，空調(diào)冷負(fù)荷峰值，需要通過(guò)設(shè)備容量的合理確定;二是運(yùn)行負(fù)荷，主要指設(shè)備間歇、連續(xù)等運(yùn)行環(huán)節(jié)，維持室溫在合理范圍內(nèi)。影響負(fù)荷的因素主要有兩點(diǎn)：第一，建筑自身節(jié)能效果，可在設(shè)計(jì)過(guò)程優(yōu)選圍護(hù)結(jié)構(gòu)，確保材質(zhì)具有較大的熱組阻值以及較小的熱容量。第二，窗墻比、窗戶(hù)遮陽(yáng)等因素，空調(diào)負(fù)荷可隨窗墻比增加而增加，對(duì)比于窗墻比為50%和30%的建筑，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的日冷負(fù)荷降低約25%～42%，同時(shí)運(yùn)行負(fù)荷可降低17%～25%，設(shè)計(jì)過(guò)程盡量避免將空調(diào)房設(shè)計(jì)在頂層[2]。

2.4清潔能源利用

我國(guó)含有豐富的太陽(yáng)能資源，其作為重要的清潔能源，可應(yīng)用在建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中，利用太陽(yáng)能設(shè)計(jì)熱水系統(tǒng)，利用水和轉(zhuǎn)換裝置，將太陽(yáng)能加以轉(zhuǎn)化，可用于發(fā)熱或者發(fā)電。如：使用太陽(yáng)能集熱器收集陽(yáng)光，用于加熱水，產(chǎn)生蒸汽，對(duì)熱力發(fā)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，之后帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電，將太陽(yáng)能先轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，之后轉(zhuǎn)化為電能。

2.5外墻保溫節(jié)能

在建筑的外墻保溫設(shè)計(jì)過(guò)程，可使用混凝土墻作為保溫墻體，建筑墻體從內(nèi)至外依次為混凝土剪力墻、聚苯板、找平層、抗裂砂漿鋼絲網(wǎng)、裝飾墻面在保溫板和內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)之間預(yù)留出長(zhǎng)度25～50mm的空氣層，將室外濕氣隔絕。與此同時(shí)，在建筑施工過(guò)程，還可在外部墻體上預(yù)制外掛類(lèi)型的保溫板，使用聚苯乙烯作為保溫材料，在其中加入發(fā)泡劑，在熱分解的作用下釋放氣體，在內(nèi)部形成含有小孔的塑料成品。這種保溫材料質(zhì)量輕，并且隔熱性能良好，具有較高的防潮效果，且價(jià)格低廉，彈性高，適合應(yīng)用在節(jié)能建筑外墻保溫結(jié)構(gòu)當(dāng)中。

結(jié)語(yǔ)：

總之，為高效利用能源，需要重點(diǎn)關(guān)注建筑行業(yè)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用。在設(shè)計(jì)建筑環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)建筑的布局、結(jié)構(gòu)等合理設(shè)計(jì)，最大限度利用自然能源，降低建筑各種設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生的能源消耗，提高建筑的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱黎明.住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)探析[J].居舍，2020（03）：54.

[2]鄭佳奇.建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的探討[J].工程技術(shù)研究，2020，5（02）：191-192.