建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施探討

唐慧華

廣東白云學(xué)院 廣東 廣州 510450

1 建筑的選址

在綠色環(huán)保不斷深化的今天，建筑不僅僅是人類居住的場(chǎng)所，更要著重節(jié)能方面的相關(guān)設(shè)計(jì)。一座好的建筑，絕對(duì)不再是僅要求安全性這樣一個(gè)指標(biāo)，也需要最大可能地做到綠色環(huán)保。本文針對(duì)建筑節(jié)能，談?wù)効勺龅降膸c(diǎn)節(jié)能措施。

首先，在建筑的規(guī)劃初期，選址作為建筑設(shè)計(jì)的首要步驟，需要考慮好怎樣選址布局才是最節(jié)能有利的。建筑中一直有個(gè)詞叫坐北朝南，很多人在買房屋時(shí)都會(huì)提到，但也許對(duì)于為什么這樣選址并不十分了解。其實(shí)，是因?yàn)槲覈湓诒卑肭颍栐谀媳被貧w線之間移動(dòng)，太陽主要是在我們國家的南面，所以坐北朝南是建筑布局最常用的規(guī)劃。坐北朝南的選址可以使得我們的建筑在冬季的時(shí)候獲得南面直射過來的陽光，減少室內(nèi)寒冷。不過，雖然冬季保證了盡可能多的陽光來獲得溫暖，但是對(duì)于夏熱冬暖的地區(qū)，其朝南的設(shè)計(jì)會(huì)使得夏天獲得過多的直射陽光而造成過熱。

所以，除了坐北朝南，建筑設(shè)計(jì)還有一個(gè)理念是背山望水。背靠大山，是因?yàn)槲覀儑叶局饕档氖潜憋L(fēng)，房屋在坐北朝南的基礎(chǔ)上，北面如果有山，可以使冬季的冷風(fēng)不會(huì)直接吹進(jìn)房屋，降低了冬季的寒冷度。而望水的考慮，主要是對(duì)夏熱冬暖地區(qū)的房屋增加降溫的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槿绻ㄖ厦嬗兴?，可以有效地降低進(jìn)入室內(nèi)的氣體溫度。因?yàn)樵谘谉岬南募荆覈饕档氖悄舷蝻L(fēng)，南面吹來的風(fēng)經(jīng)過屋前水的冷卻，再吹到建筑室內(nèi)，一定是涼爽舒適的[1]。

臨海的建筑比較容易通過面海，來達(dá)到節(jié)能。建筑朝向海水，特別容易獲得海風(fēng)。簡(jiǎn)答的說，因?yàn)楹Ｋ完懙氐臒崛莶煌?，氣壓差異而形成了海風(fēng)。白天在相同的陽光照射下，海水的溫度上升比較慢，而陸地的溫度上升快。陸地的高溫氣體因密度小向上升，這個(gè)時(shí)候陸地因?yàn)闊峥諝馍仙纬闪说蛪簠^(qū)，就會(huì)吸引海面的氣體吹向陸地，給建筑帶來清涼的海風(fēng)。

但現(xiàn)代大部分建筑很難達(dá)到能自由選擇背山面水的有利地勢(shì)，畢竟現(xiàn)在的地勢(shì)選擇并非理想化，不能想在哪就在哪。所以夏熱冬暖地區(qū)，要保證夏季不太熱，需考慮其它方式，比如選擇一些有效的遮陽構(gòu)件設(shè)計(jì)，把熱量盡可能地減少，以達(dá)到夏季清涼的目的。遮陽構(gòu)件有很多類型，室內(nèi)常見窗簾百葉等遮陽物。也有些建筑在立面構(gòu)造上，設(shè)計(jì)出美觀的水平或豎向等遮陽構(gòu)件。接下來，就再談?wù)劷ㄖ囊恍└魺岜卮胧?/p>

2 建筑的保溫隔熱措施

2.1 墻體的保溫隔熱措施

首先要明確的是，保溫和隔熱放在一起談，并不是矛盾的。它們的目標(biāo)是一致的，都是想減少熱量傳遞。保溫對(duì)于建筑來說，是盡可能減少室內(nèi)熱量傳遞到室外。而隔熱對(duì)于建筑上而言，是盡可能地減少室外的熱量傳遞到室內(nèi)。兩者的區(qū)別，在于減少熱量傳遞的方向不同。

建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，很重要的一個(gè)是墻體，所以在墻體設(shè)計(jì)上可考慮采用空心磚砌墻。同樣厚度的空心磚比實(shí)心磚多一層相對(duì)密閉的空氣層，而封閉的空氣層導(dǎo)熱系數(shù)非常小。在夏季的時(shí)候，可以隔絕外界的熱量傳遞到室內(nèi)。冬季的時(shí)候，又可以保證屋內(nèi)的熱量不快速散失到室外。真正地保證了夏涼冬暖，是良好的保溫隔熱材料。

另外，空心磚的自重小于實(shí)心磚，可以大大降低建筑的重量，減少用鋼量，降低成本。還有，如今的建筑林立，噪聲也是一個(gè)值得考慮的問題。建筑群和公路相距不遠(yuǎn)，不做好隔音處理，對(duì)居住的人非常有影響。選擇空心磚，也能有效地降低噪音。因?yàn)榭招拇u內(nèi)部的空氣層對(duì)聲波有摩擦消耗的作用，會(huì)大大降低聲音的能量，從而減小進(jìn)入到室內(nèi)的音量。

有人會(huì)擔(dān)憂建筑采用空心磚會(huì)不會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度不夠，影響整體的安全性。因?yàn)樯倭艘徊糠执u體，同樣尺寸的空心磚當(dāng)然會(huì)比實(shí)心磚強(qiáng)度低。但是，我們并不需要擔(dān)憂。比如，建筑如果采用的是框架結(jié)構(gòu)體系，承重的是梁板柱基礎(chǔ)等構(gòu)件，墻體是不承重，只是圍護(hù)作用，所以其強(qiáng)度要求不高。選擇空心磚，基本都能滿足。一般來說，只有砌體結(jié)構(gòu)才是墻體承重，才需多注意磚體強(qiáng)度。如果發(fā)覺空心磚的砌體結(jié)構(gòu)達(dá)不到安全要求時(shí)，可以在荷載大的地方，往空心磚里面澆筑混凝土設(shè)置鋼筋，以提高強(qiáng)度。

當(dāng)代社會(huì)時(shí)間很珍貴，建筑在施工上也希望盡可能增快速度，減少工期?？招拇u還有一個(gè)好處，就是可以在工廠預(yù)制構(gòu)件時(shí)，盡可能地設(shè)計(jì)為大尺寸結(jié)構(gòu)。同樣的一面墻砌筑時(shí)，使用較大尺寸的空心磚比小尺寸的空心磚，砌筑所花費(fèi)的時(shí)間要少。因?yàn)橥瑯拥拿娣e砌筑，大尺寸的空心磚比小尺寸的空心磚使用數(shù)目減少，工人安裝的時(shí)間也會(huì)減少。所以，當(dāng)整個(gè)建筑都使用較大尺寸的空心板材時(shí)，時(shí)間成本能節(jié)省不少。施工速度提升了，工期減少，是一項(xiàng)很好有利的事情。

空心磚主要是因?yàn)橛邢鄬?duì)封閉的空氣層使得導(dǎo)熱系數(shù)降低，如果有不適用空心磚的墻體，又想做到建筑有空氣層來降熱，那么還有一種方式，就是在建筑的表面設(shè)計(jì)出一些豎向挑板，這些挑板離墻體一定距離，那么兩者之間就會(huì)形成空氣層。不過，這樣的空氣層不夠封閉，降熱能力不足。但是，通過上下設(shè)計(jì)的排氣孔，使得冷空氣從下面進(jìn)入，熱空氣從上面離開。這樣的氣流循環(huán)過程，也是能夠帶走一部分熱量的。

當(dāng)然，墻體上要做到保溫隔熱還有很多措施，比如在墻體表面貼上輕質(zhì)的隔熱保溫板。如今，聚苯乙烯泡沫板之類的隔熱板，因其輕質(zhì)，防火性耐腐蝕性好，常用于建筑墻體上。無機(jī)的纖維板材，比如巖棉板、玻璃纖維板等也是較常用的隔熱板。不過，巖棉板容重較大，不夠輕質(zhì)，在使用上有局限性，太高的建筑就不大適合使用巖棉板。因?yàn)椋^高建筑使用巖棉板整體增加的重量過大，而且貼合建筑花費(fèi)更多，成本過高。有機(jī)的纖維板材，比如木質(zhì)的纖維板也可以用作保溫隔熱板，但是其防火性不足，因?yàn)槟静氖且兹嘉铮允褂铆h(huán)境有局限性。在防火要求比較高的建筑中，木質(zhì)類的保溫隔熱板是不允許用的。

2.2 玻璃的保溫隔熱措施

建筑中的立面結(jié)構(gòu)除了墻體，還有個(gè)重要部分窗戶，窗口也是保溫隔熱需要著重研究的一項(xiàng)。普通的玻璃窗口設(shè)計(jì)非常不節(jié)能，因?yàn)槠胀ǖ牟Ａ?dǎo)熱系數(shù)頗大，沒有很好的保溫隔熱能力。所以，夏季的時(shí)候，熱量非常容易從外界進(jìn)入。冬季的時(shí)候，熱量又很容易從窗口散失。

目前建筑多考慮采用特殊玻璃，比如給玻璃表面涂膜，可以有效地選擇光波段。太陽光譜波段范圍很廣，簡(jiǎn)單來說，有長(zhǎng)波段的紅光，紅光中含有大量的熱量。短波段有紫外線之類的，過量會(huì)產(chǎn)生不好的效果，比如過量的紫外線照射會(huì)致癌。大約380-780nm的太陽光波長(zhǎng)屬于可見光波段，這部分光波能幫助我們照明視物。

玻璃表面涂膜，可以選擇人類需要的光波段。首先，可以完全拒絕短波如紫外線的進(jìn)入，避免過量的短波影響身體健康。然后對(duì)于夏季炎熱的地區(qū)，可以選擇能阻擋太陽光譜中帶有大量熱量的紅光，主要讓可見光波段透過，既保證了有效采光，又可以隔絕熱量。而對(duì)于冬季比較嚴(yán)寒的地區(qū)，就不必大量過濾掉紅光，可以使室內(nèi)既獲得光照又獲得熱量。

除了涂膜玻璃，還可以考慮采用雙層玻璃，因其多一道空氣層，使得導(dǎo)熱系數(shù)降低。雙層玻璃的保溫隔熱能力其實(shí)很類似于上述的空心磚，都是主要因?yàn)槎嗔艘坏揽諝鈱佣沟脤?dǎo)熱系數(shù)降低，越是封閉不流動(dòng)的空氣層，導(dǎo)熱系數(shù)越小?；蛘呤沁x用真空玻璃，真空層的導(dǎo)熱系數(shù)也非常小。人們可以根據(jù)自身需求，選擇經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能玻璃類型。

3 綠色植物的選擇

建筑群離不開綠色植物的點(diǎn)綴，綠色植物的增入，不僅起到美觀作用，還能更好地保證建筑的節(jié)能。最常見的就是，我們?cè)谙募镜臅r(shí)候，會(huì)選擇綠色植物遮陽，以保證建筑的清涼。以前低矮的建筑常采用爬山虎之類的植物遮陽，如今的建筑高度較高，爬山虎不再適用。因?yàn)?，爬山虎植物爬的高度有限。另外，?dāng)整個(gè)建筑爬上植物，招來蚊蟲過多，也是非常不合適的。所以，如今?？紤]設(shè)計(jì)綠色墻體，可以在墻體表面布置一些區(qū)域，專門用于綠色植物地栽種。

建筑中專門用綠色植物遮陽的地方，大多是南面墻體和屋頂，因?yàn)槟厦娴年柟馐侵鄙涔猓蓓斒撬矫娼邮苋照盏臅r(shí)間也較長(zhǎng)，所以南面墻體和屋頂是最需要綠植遮陽的。設(shè)計(jì)成熟的綠墻，一般會(huì)含有自動(dòng)化的澆水設(shè)施，能夠通過智能系統(tǒng)控制給植物澆水。多余的水經(jīng)過引導(dǎo)，統(tǒng)一流到排水管，減少水對(duì)墻體的腐蝕。

植物的選擇，最好考慮落葉喬木，這樣夏季可以充分遮陽，冬季落葉后有利于陽光射入建筑取暖[2]。如果不想建筑物在冬天的時(shí)候，雖然獲得了光熱，但不美觀?？梢源钆溥x擇常綠植物，這樣到了落葉喬木都掉光葉子的季節(jié)，也能有一定量的植物讓人賞心悅目。搭配的常綠植物最好選擇低矮類的，避免其太過高大影響采光和取暖。

不是什么綠色植物都可以選擇的，比如會(huì)掉果的芒果樹，果子掉落后，會(huì)砸到人，致使行人受傷。還有每到春季就會(huì)飛絮漫天飛的柳樹也不宜種植，會(huì)造成過敏人群身體難受。帶有尖刺的玫瑰或三角梅之類植物，要貼出告示，避免人因觸摸導(dǎo)致被刺傷。有些根系很發(fā)達(dá)的植物，比如毛竹，它的根莖強(qiáng)有力，能伸進(jìn)墻體內(nèi)，導(dǎo)致墻體破裂，結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，這類植物就最好不要栽種了。有異味的植物也不應(yīng)栽種，避免過重的異味導(dǎo)致不舒適。

4 結(jié)束語

建筑的選址最好考慮坐北朝南、背山望水。這樣的選擇可以充分使建筑夏季涼爽，冬季取暖，達(dá)到一定節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

建筑中的墻體和玻璃是很重要的部分，墻體選擇空心磚，不僅能保溫隔熱，還能降低噪聲和成本。另外，選擇涂膜玻璃，有利于光波段的選擇，保證充足的照明，還能達(dá)到節(jié)能效果。

綠色植物的選擇一定要考慮慎重，會(huì)落果傷人的或者有過敏源的植物等，選擇的時(shí)候應(yīng)考慮慎重。最好選擇落葉喬木，保證夏季遮陽、冬季取暖，以達(dá)到節(jié)能。