建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能建筑設(shè)計(jì)

李家亮 華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司安徽分公司

隨著我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，在各種工程建設(shè)中都取得了很多豐碩的成果，能源供給過剩這一問題也越來越突出。節(jié)能與環(huán)境保護(hù)正在發(fā)展中已經(jīng)變成了全球性的話題。在現(xiàn)代建筑和生活領(lǐng)域，設(shè)計(jì)這種節(jié)能型建筑的目標(biāo)主要是從實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略開始，最大限度地減少建筑資源消耗。減少對(duì)于環(huán)境的污染和破壞，提供健康、舒適、自然和諧的工作空間和居住生活空間。

一、建筑設(shè)計(jì)節(jié)能的定義

建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能是合理利用資源，合理規(guī)劃、新節(jié)能技術(shù)、新節(jié)能材料、新節(jié)能規(guī)劃的概念，在原有的自然地理?xiàng)l件下，節(jié)約電、氣、水等消耗資源，將環(huán)境內(nèi)的能源與建筑物很好地結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)自然的和諧利用。

二、節(jié)能建筑概述

建筑能耗包括施工能耗和使用能耗。施工過程的能耗，包括建筑材料、建筑構(gòu)件、建筑設(shè)備的生產(chǎn)和運(yùn)輸，建筑施工和安裝的能耗；使用過程中的能耗，包括采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、家用電器、電梯、冷熱水供應(yīng)等能耗。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工作，包括建筑本體技術(shù)、建筑材料及產(chǎn)品、建筑熱環(huán)境設(shè)備等方面的節(jié)能。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)在保證建筑使用功能、建筑質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境的前提下，采取各種有效的節(jié)能技術(shù)和管理措施，積極提高建筑的能源利用率。建筑節(jié)能包括空調(diào)、采暖、烹飪、熱水供應(yīng)、家用電器、照明等方面的能耗。

三、建筑設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原則

（一）規(guī)劃中的節(jié)能

從整個(gè)建筑群初期規(guī)劃情況來看，合理地利用自然光能源資料，就會(huì)在供暖的季節(jié)更好地發(fā)揮其節(jié)能效果。夏季，當(dāng)溫度受到大量自然氣流和空氣的控制時(shí)，整個(gè)建筑的空調(diào)和風(fēng)扇等常用冷卻設(shè)備的能耗和能耗將大幅降低。對(duì)于公寓樓間隔、住宅房屋的類型及照明方向，減少不必要的能源需求。

（二）建筑物本身的節(jié)能

建筑的形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、空間大小和窗的方向，可以有效降低損失的系數(shù)，在采暖和制冷兩個(gè)主要的能耗節(jié)點(diǎn)中都達(dá)到節(jié)能的作用。

四、建筑設(shè)計(jì)節(jié)能的主要措施

（一）墻體和門窗的節(jié)能措施

長(zhǎng)期以來，實(shí)心磚已經(jīng)成了建筑物內(nèi)部和外墻壁的主要構(gòu)成材料。它不僅消耗大量的能量用于燃燒運(yùn)行，而且由于材料基礎(chǔ)的性能，不可能節(jié)省熱量?？招氖瘔K并不節(jié)省燃燒過程的損失，因?yàn)樗鼈兒w了整個(gè)建筑的負(fù)荷，特別是在該國南部地區(qū)，6 層以下的建筑可能會(huì)大量消耗。低緯度和熱帶地區(qū)的房屋或公寓，為了減少太陽光，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇淺色涂料，這樣就有效地降低太陽能引起的室溫過度升高。門窗特別是玻璃嵌板是空間內(nèi)外能量交換的重要通道。根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和實(shí)踐應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)，單層窗戶通道的損失在兩個(gè)賽季中約占夏東整個(gè)房間損失的一半。因此，有必要設(shè)計(jì)和分析窗口作為節(jié)能重點(diǎn)。首先，需要合理設(shè)計(jì)門窗，特別是大公寓的門窗方向。根據(jù)玻璃的特性，控制玻璃的量和面積，促進(jìn)雙層玻璃的使用。雙層玻璃的中央是真空的，因此可以有效抵抗陽光直射和室內(nèi)熱的外向傳導(dǎo)。窗戶在冬天不僅可以給房間帶來太陽的能量，還可以利用玻璃本身的特性形成溫室效應(yīng)，有效地節(jié)約能源。在熱帶地區(qū)的建筑物中，窗戶的選擇需要選擇透過率低的玻璃材料，而在青海和西藏等高地寒冷的地區(qū)，可以在建筑物的中間設(shè)置特殊的大面積天窗，明顯減少供暖帶來的煤炭能源的消耗。

實(shí)際生活中，門窗是建筑物使用最為頻繁的構(gòu)件。使用門窗時(shí)，會(huì)使室內(nèi)熱量出現(xiàn)消耗與流失現(xiàn)象，所以對(duì)門窗構(gòu)件進(jìn)行技能設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)其外圍結(jié)構(gòu)加以注意，可以適當(dāng)?shù)靥岣?，進(jìn)而提高其保溫能力。在對(duì)于窗戶細(xì)節(jié)的整理處理方面，也可以加入百葉窗。百葉窗的間隙控制可輕松有效地管理和控制入射日光，因此它已發(fā)展成為真正的一種綠色空調(diào)。在需要給人供暖的冬季，窗戶是從室內(nèi)的溫度退熱的一個(gè)主要辦法。由于窗框的設(shè)計(jì)和使用最好是低導(dǎo)熱系數(shù)的木質(zhì)框架，因此您可以選擇一些塑料框架窗，如果要確定結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，這些窗現(xiàn)在可以很好地應(yīng)用。此類高度分子材料制成的窗戶，容易變形，熱增益系數(shù)較低，可防止室溫過熱，減少夏季陽光和室外空氣對(duì)房屋的傳熱。

（二）建筑群的整體節(jié)能措施

今天的民用建筑比較短，夏天容易受到直射陽光的影響，熱量容易聚集，可以長(zhǎng)期保持熱量，這在炎熱的南方是非常不利的。對(duì)于這樣的建筑物，可以增加建筑物的深度，有效地享受陽光照射量。并且足夠深，可以減少建筑對(duì)國家的使用，也是不斷變化的節(jié)能。我們國家的傳統(tǒng)建筑非常擅長(zhǎng)，現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)師們應(yīng)該傾向于傳統(tǒng)建筑學(xué)習(xí)。朝向可以讓建筑物具備較好的太陽輻射，保證整個(gè)內(nèi)部的良好通風(fēng)，優(yōu)化的高能效設(shè)計(jì)。從數(shù)據(jù)上來看，在建筑物為人們提供寄宿時(shí)間里，保證民用建筑的質(zhì)量、區(qū)分不同建筑物的功能是工程師在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中最應(yīng)當(dāng)注意的。在設(shè)計(jì)民用住宅建筑時(shí)，區(qū)分不同功能區(qū)的方位、面積及其結(jié)構(gòu)方案。把靜區(qū)和動(dòng)區(qū)分別進(jìn)行合理的分配，做出每個(gè)參照比例的數(shù)值統(tǒng)計(jì)。對(duì)夏熱冬暖的地區(qū)，居住小屋的平面布局，必須確保整個(gè)建筑中角度位置不同的房間可以在所有時(shí)間節(jié)點(diǎn)之間流動(dòng)。人要住的客廳，客廳要充當(dāng)風(fēng)力室。產(chǎn)油和煤氣量大的廚房和浴室更應(yīng)該充當(dāng)排氣室，在那里，不利的氣體會(huì)及時(shí)從房子里排出，從而產(chǎn)生涼爽的夏風(fēng)。采用無害環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā)環(huán)境微型氣候的這一想法是實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要舉措。

（三）建筑表面的節(jié)能措施

在陽光的照射面積方面，屋頂?shù)谋┞秴^(qū)域是其他地方的兩倍以上?，F(xiàn)有屋頂?shù)呐畠簤χ荒艿挚箯?qiáng)風(fēng)，因此空氣循環(huán)性能太低，形成封閉層。受空氣對(duì)流的影響，在太陽直接閃耀的夏天，建筑物的溫度將大幅上升，建筑物的降溫能力將會(huì)提高。在這種建筑物中，屋頂可以使用節(jié)能材料開始。目前，珍珠板、聚苯板、加氣水泥砌塊等都具有很好的實(shí)用性。為了進(jìn)一步改善和提高其節(jié)能環(huán)保的效果，為了避免由于雨水的膨脹引起的隔熱效果減弱。所以在屋頂防水層下面配置了含水率材料。為了改善高樓大廈和其他大面積建筑物的屋頂，綠化層可以進(jìn)一步提升隔熱的效果。

（四）建筑本身的能量產(chǎn)生

新風(fēng)荷載通常占建筑總荷載的30%至40%。此外，最大冷卻能力比恒溫新鮮空氣所需的冷卻能力約低20%。若新風(fēng)量已經(jīng)能夠由最低的新風(fēng)量改為全部新風(fēng)的變化，就已經(jīng)可以為我們節(jié)省將近60%的資源消費(fèi)?？照{(diào)系統(tǒng)的排熱和回收主要是通過全熱交換器在帶有空調(diào)室房間內(nèi)所排出的空氣和室外新鮮空氣之間實(shí)現(xiàn)熱和溫濕度交換，利用一個(gè)帶有空調(diào)室房間內(nèi)所排出的空氣冷卻和除濕。地板輻射、天花板和垂直地面輻射是太陽熱時(shí)的主要輻射模型。它有效地避免了風(fēng)的感覺，又能夠充分使用高溫冷熱源與低溫的熱源，從而極大地改善了熱泵工作的效率。對(duì)于一些較為低溫的廢熱和地下水等較少量的可再生低溫和熱源，這些冷熱源都被認(rèn)為是一種可以直接放置在該端模型下進(jìn)行使用，可以避免傳統(tǒng)冷熱源。在熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)工藝基礎(chǔ)上，增加了多種制冷裝置并逐步建立起了熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)體系。冷凍裝置主要指的就是一臺(tái)吸收型冷凍機(jī)，其中進(jìn)行冷凍時(shí)所需要使用的熱量由熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)提供給熱電機(jī)。與直接使用煤炭或者采暖型天然氣鍋爐相比，電廠的冷卻和供電系統(tǒng)利用天然氣能量消耗減少10%～30%，還同樣可以減少建筑物內(nèi)部傳輸線路中的一次能量損耗。

五、結(jié)束語

目前，我國仍然處于個(gè)資源消耗大國，還有待進(jìn)一步做好環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)低碳減排。建筑公司工程項(xiàng)目作為目前我國建筑工程行業(yè)發(fā)展的重要方面之一，每年都會(huì)投資興建大批的商用及民間工程。如果在這些建筑當(dāng)中，使用了許多節(jié)省能耗的技術(shù)，那么它們每年所需要節(jié)約的各類資金總量也將會(huì)變得非?？捎^。因此，我們認(rèn)為有必要從傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)理念上，樹立“節(jié)能”的概念。