節(jié)能建筑設(shè)計(jì)探討

曾皓

（重慶銀橋工程設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司，重慶 400038）

0 引言

隨著人們對(duì)生活居住環(huán)境要求的增加，建筑本身已從單純的滿足使用功能變成更高層次的享受功能。為此，建筑、建筑環(huán)境以及建筑條件等均對(duì)節(jié)能、環(huán)保生態(tài)提出新的要求。眾所周知，建筑雖然能發(fā)展城市，但同時(shí)也是大量建筑廢棄物的造物者。在如今各行各業(yè)提倡可再生能源利用發(fā)展的新時(shí)代里，建筑工程行業(yè)同樣應(yīng)緊跟時(shí)代步伐，通過新工藝、新材料及新技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)，使建筑本身逐漸越來越趨于節(jié)能建筑，這樣不僅能在改善自身生活環(huán)境的同時(shí)，減少高能耗建筑比例，緩解能源危機(jī)，還能有利于建筑工程行業(yè)節(jié)能的可持續(xù)性發(fā)展。

1 節(jié)能建筑的主要特點(diǎn)以及與建筑節(jié)能的關(guān)系

節(jié)能建筑是指遵循氣候設(shè)計(jì)和節(jié)能的基本方法，經(jīng)過對(duì)一系列因素研究分析之后而設(shè)計(jì)出來的低能耗建筑。隨著我國建筑工程的建設(shè)速度不斷加快以及建筑規(guī)模也在迅速的增大，在建筑方面應(yīng)用的建造能耗以及建筑使用能耗也在隨之增加，然而我國的能源相對(duì)緊缺，因此，為了持續(xù)發(fā)展而提出節(jié)能建筑的概念。節(jié)能建筑主要具有消耗資源少、性能品質(zhì)高、生命周期長以及回收物多等特點(diǎn)，其利用節(jié)能結(jié)構(gòu)、材料、產(chǎn)品和器具等來實(shí)現(xiàn)能耗的減少，其不僅僅降低環(huán)境污染、減少能耗的損失，而且建筑物的價(jià)值也有所提高，提升居住的舒適程度，同時(shí)，采用節(jié)能建筑也提高回收利用率，延長建筑物的使用周期。另外，我們需要將節(jié)能建筑與建筑節(jié)能區(qū)分開來，建筑節(jié)能主要是指從建筑的立項(xiàng)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工以及后期的維護(hù)等方面將建筑的能耗降低下來，而節(jié)能建筑是指采用節(jié)能型的材料、結(jié)構(gòu)、器具和產(chǎn)品等具有低能耗、低污染的建筑物。兩者均是給予節(jié)省能源，但是措施和方向有所不同。

2 節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的因素

在進(jìn)行節(jié)能建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮多方面因素，其自然因素主要包括建筑群體和單體的規(guī)劃分區(qū)，建筑物間的朝向、間距，太陽輻射、風(fēng)向、氣候以及其外部空間環(huán)境。在設(shè)計(jì)節(jié)能建筑時(shí)需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行分析，建筑設(shè)計(jì)階段在整個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)都是非常重要的，對(duì)于其自然因素，應(yīng)該首先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、地域氣候、土層土質(zhì)等進(jìn)行詳細(xì)的勘測(cè)，將建筑物的朝向進(jìn)行確定。在選擇朝向時(shí)，應(yīng)該保證建筑物的整體具有充足的光照，并且通風(fēng)性能良好，為整潔、舒適的室內(nèi)環(huán)境建造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如在我國的大多數(shù)區(qū)域中，建筑物的朝向一般都在南偏東、正南、南偏西之間，這樣建筑物整體才能夠有更好的采光條件，且使人們?cè)诙灸軌颢@得更多的日照，降低環(huán)境調(diào)節(jié)的能源消耗。

3 節(jié)能建筑設(shè)計(jì)

節(jié)能建筑設(shè)計(jì)旨在遵循外部氣候條件，分析研究建筑群體和單體的規(guī)劃分區(qū)、建筑物間的朝向和間距，太陽輻射、風(fēng)向后，再從建筑自身（從外墻到內(nèi)墻，從地面到屋面，從外門外窗到分戶，從節(jié)能型器具、家電等）出發(fā)而設(shè)計(jì)出來的低能耗建筑。

3.1 墻體節(jié)能設(shè)計(jì)

墻體設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分，整個(gè)建筑的保溫效果主要取決于外墻的保溫水平。而新型墻體材料的應(yīng)用不僅可以提高整個(gè)建筑工程的性能，還能縮短建設(shè)周期，減少工程施工對(duì)周圍環(huán)境造成的污染。目前，新型墻體材料空心石膏砌塊廣泛用于建筑施工中。這種墻體砌筑塊提高自身保溫性能，且阻燃性好、造價(jià)低，可以節(jié)約施工成本。而實(shí)心粘土磚是以前建筑外墻經(jīng)常使用的材料，這種材料保溫效果差，且生產(chǎn)期內(nèi)對(duì)周圍的環(huán)境有一定的污染，不具備環(huán)保效果。因此，采用新型墻體材料不僅能降低施工成本，還能達(dá)到更加優(yōu)良的保溫效果。例如近幾年推行的“纖維增強(qiáng)水泥擠出成型中空墻板”，該新型墻體材料除了具備成本低、保溫好以及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)外，其還具有防火性能好以及強(qiáng)度高等特點(diǎn)。當(dāng)然玻璃幕墻也是現(xiàn)代建筑常用的設(shè)計(jì)手法，雖然此類設(shè)計(jì)也能達(dá)到不錯(cuò)的保溫效果，且讓建筑外立面更具視覺感，但玻璃的光污染也是一個(gè)不能忽視的問題。

3.2 屋頂設(shè)計(jì)

屋頂結(jié)構(gòu)長期受到陽光的照射，雨水的浸泡，造成作內(nèi)能的大量損耗。在建筑工程中，屋面和外墻結(jié)構(gòu)直接與外部環(huán)境接觸，面積大，所以相對(duì)恒定的屋面溫度在建筑工程中是非常重要的。因此，在屋面設(shè)計(jì)中應(yīng)采用節(jié)能措施也是必不可少的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在根據(jù)地域劃分，大部分建筑工程采用空氣層保溫節(jié)能設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)造價(jià)低廉，保溫效果好。

3.3 門窗設(shè)計(jì)

門窗的設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中占有重要的地位，做好門窗的節(jié)能應(yīng)用，也是能夠減少能耗。在具體設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)合理設(shè)置門窗的走向和風(fēng)格，建筑門窗的設(shè)計(jì)要最大化應(yīng)用自然資源，如通風(fēng)和光照等，空氣流通和照明是先決條件，這樣既節(jié)能又環(huán)保。另一方面，在門窗設(shè)計(jì)建造的過程中，因其自身材質(zhì)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，致使其成為大多數(shù)建筑中節(jié)能較為薄弱的部位。因此，應(yīng)該在這一環(huán)節(jié)選用絕熱性能較好的窗框和玻璃型材，并對(duì)門窗的高度、位置、比例等做好調(diào)控。應(yīng)該保證外窗在滿足采光、通風(fēng)的要求下面積不要過大，并確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)比例在規(guī)定的限制內(nèi)。若是窗墻比與要求不符，應(yīng)該對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行二次的綜合權(quán)衡判斷。門窗的緊密性設(shè)計(jì)如圖1 所示。

圖1 門窗的緊密性設(shè)計(jì)

3.4 加強(qiáng)對(duì)節(jié)能清潔能源的合理使用

節(jié)能清潔能源主要指可再生能源，即能源取之不盡、用之不竭，以滿足當(dāng)前建筑發(fā)展的需要。目前，光能、水能、太陽能是我國常見的節(jié)能清潔能源，因此在建筑工程的節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)加強(qiáng)光伏技術(shù)或地?zé)峒夹g(shù)的應(yīng)用，降低能耗，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。為了更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，在加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，首先，要加強(qiáng)節(jié)能和清潔能源的合理利用，更好地實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。在我國的節(jié)能建筑行業(yè)當(dāng)中，節(jié)約能源以及利用可再生能源是其環(huán)保主題當(dāng)中的必要組成部分。其中對(duì)太陽能技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)今世界上對(duì)環(huán)保節(jié)能方面的關(guān)鍵部分，同時(shí)也是對(duì)節(jié)能環(huán)保工作進(jìn)行完善和發(fā)展的重要問題之一。太陽能作為一種可再生的能源，在進(jìn)行節(jié)能環(huán)保工作過程當(dāng)中被相關(guān)工作者給予了很高的重視，作為可再生能源的代表，太陽能在我國的節(jié)能建筑住宅設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中也給予了充分的利用。

3.5 節(jié)能材料的使用

建筑設(shè)計(jì)材料的選擇必須根據(jù)建筑自身的需要，充分考慮材料和技術(shù)效果。合理、科學(xué)地選擇對(duì)人類健康和環(huán)境影響不大的技術(shù)和材料是十分必要的。例如，在選擇保溫材料時(shí)可以采用硅酸鹽，其作為一種高效保溫材料具有使用周期長、不易老化、無毒無味等特點(diǎn)，是一種很好的節(jié)能材料的選擇。建筑節(jié)能材料的使用打破人們生產(chǎn)傳統(tǒng)材料的觀念。以往的建筑設(shè)計(jì)不考慮生態(tài)環(huán)境，往往破壞生態(tài)、犧牲周圍環(huán)境，使用的原材料對(duì)人體健康造成損害，影響到人類的生產(chǎn)和生活。目前，節(jié)能材料環(huán)保效果好，對(duì)人體健康無危害。一開始，節(jié)能材料往往被稱為“生態(tài)節(jié)能材料”，節(jié)能建筑材料是一種具有節(jié)能作用的新能源。發(fā)展的基礎(chǔ)是尊重和愛護(hù)自然環(huán)境，物質(zhì)與生態(tài)之間存在相互依存、相互協(xié)調(diào)的關(guān)系。在建筑設(shè)計(jì)過程中，建筑材料的選擇是非常重要的。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要控制建筑材料的消耗，防止不必要的占用，注重節(jié)能增效，這樣才能更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.6 太陽能的充分利用

太陽能發(fā)電以及太陽能制冷和太陽能照明技術(shù)在當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)中已得到廣泛的應(yīng)用。其中，太陽能發(fā)電主要是通過建筑物頂部的一些集熱板和相關(guān)發(fā)電裝置進(jìn)行結(jié)合，對(duì)大氣當(dāng)中的太陽能進(jìn)行收集，然后通過太陽能集熱板集發(fā)電裝置，達(dá)到一種供電的效果，從而大大節(jié)省電力資源，為環(huán)保節(jié)能工作的發(fā)展提供動(dòng)力。而太陽能的照明主要是通過一些太陽能收集電板，在白天對(duì)太陽能進(jìn)行能量收集，然后進(jìn)行不斷的儲(chǔ)存，到夜晚時(shí)太陽落山后，白天收集到的太陽能能量將會(huì)被應(yīng)用到照明過程當(dāng)中，其中最廣泛的體現(xiàn)是在住宅區(qū)的道路照明以及地下室和車庫等地區(qū)的照明，不僅大大節(jié)省電力資源，同時(shí)該照明系統(tǒng)更具有穩(wěn)定性，并且照明效果好，而太陽能的制冷技術(shù)主要是將太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化為電能，然后來驅(qū)動(dòng)電冰箱的制冷器來進(jìn)行制冷，這個(gè)過程不僅節(jié)省電力資源，而且其制作成本很低，被廣泛的應(yīng)用到我國的北方地區(qū)的住宅建筑當(dāng)中。

4 結(jié)語

如今隨著人口數(shù)量的不斷增加，資源的消耗速度不斷加快，生態(tài)環(huán)境的破壞、資源利用率的提高問題和建筑的能源消耗問題都是當(dāng)前迫在眉睫等待解決的問題。通過對(duì)節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)和發(fā)展，逐漸實(shí)現(xiàn)建筑物與大自然和諧相處，從而有助于我國建筑工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性的發(fā)展，并且也起到對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)作用。由此可見，綠色節(jié)能的建筑設(shè)計(jì)工作的發(fā)展問題，對(duì)我國建筑工程來講具有重要的意義。