淺議建筑學(xué)中節(jié)能設(shè)計(jì)的探索與思考

方林海 魏立寧

摘 要：現(xiàn)如今，建筑節(jié)能已成為全國(guó)乃至全球建筑界最為流行的議題，在節(jié)能減排呼聲日益高漲的今天，開展建筑節(jié)能工作對(duì)于建筑業(yè)來說至關(guān)重要，我們只有從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建、改造等方面將建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)落到實(shí)處，積極采用新技術(shù)、新產(chǎn)品對(duì)建筑能耗進(jìn)行有效控制，才能在促進(jìn)城市發(fā)展的同時(shí)為我國(guó)環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)力量。本文筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑學(xué)中的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞：建筑;節(jié)能設(shè)計(jì);圍護(hù)結(jié)構(gòu);自然能源

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)城市建設(shè)事業(yè)飛速發(fā)展，在一定程度上增加了能源消耗，而在建筑使用過程中，建筑物照明、采暖、空調(diào)以及建筑內(nèi)各種電器的使用更增大了能源消耗，給自然環(huán)境帶來了不小威脅。面臨著日益突出的環(huán)境問題，國(guó)家大力推行建筑節(jié)能，但從總體上看，環(huán)境惡化的腳步并沒有因此停止，如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)建筑業(yè)將很難承擔(dān)降低能耗、治理環(huán)境污染的重任。事實(shí)上，不管是建筑本身技術(shù)，還是建筑材料產(chǎn)品、建筑熱環(huán)境用設(shè)備，都存在很大的節(jié)能潛力，我們必須正確認(rèn)識(shí)到建筑節(jié)能的重要性，從建筑節(jié)能設(shè)計(jì)出發(fā)，在保證建筑、建筑產(chǎn)品、相關(guān)設(shè)備使用功能及建筑質(zhì)量的前提下，采取一系列有效的節(jié)能技術(shù)和管理手段，最大限度降低建筑能耗。

2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。規(guī)劃設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能包括建造位置、建筑體型和體量、集中供熱、綠化、建筑朝向、通風(fēng)、建筑群體平面組合形式等的合理選擇，這些都會(huì)對(duì)建筑節(jié)能產(chǎn)生各種影響，所以在規(guī)劃初期，應(yīng)著重考慮這些問題，使建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)化、節(jié)能、改善熱環(huán)境的目的。比如鄰近建筑之間、建筑與道路之間、建筑立面體型設(shè)計(jì)等所造成的風(fēng)壓增強(qiáng)和熱反射干擾問題都會(huì)影響建筑節(jié)能，在布置建筑總平面時(shí)應(yīng)給予高度關(guān)注;在建筑平面布局上，建筑的朝向非常重要，區(qū)域不同，建筑朝向設(shè)計(jì)也不同，但都應(yīng)確保在冬季有適量的陽(yáng)光直射室內(nèi)，在夏季保持室內(nèi)良好的通風(fēng)條件，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減小建筑外表面積，控制建筑體型，同時(shí)，避免東西向，盡量以南北向?yàn)橹?，必要情況下，可將主要房間設(shè)在冬季朝陽(yáng)且背風(fēng)部位，減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱量。

（2）建筑本身設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能的基礎(chǔ)，建筑是否節(jié)能主要在于建筑單體本身的體型、朝向、圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置等，比如建筑本身形體方面就會(huì)影響建筑節(jié)能，所謂建筑形體實(shí)際上指的是單位建筑的體積所分?jǐn)偟浇ㄖ獗淼拿娣e，對(duì)于那些小體積、體型復(fù)雜的建筑以及平房、低層建筑，體型系數(shù)就比較大，這樣對(duì)節(jié)能是非常不利的。有關(guān)研究指出，建筑體型系數(shù)每增加0.01，耗熱量指標(biāo)就會(huì)隨之增加2.5%，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，在冬冷夏熱地區(qū)，建筑體型系數(shù)應(yīng)<0.35，點(diǎn)式建筑體型系數(shù)應(yīng)<0.4，具體設(shè)計(jì)中，需根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況優(yōu)化建筑體型系數(shù)。此外，建筑外墻不僅具有美觀、美化效果，還起到保溫隔熱作用，而且在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，單外墻面積就占45%左右，其直接與外界接觸，能量消耗占建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能源消耗總量的49%，所以要想建筑本身設(shè)計(jì)滿足節(jié)能要求，必須做好建筑外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)中，我們可采用熱阻指標(biāo)能滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的墻體自保溫材料以及綠色燒結(jié)保溫空心磚等新型墻體材料，注重外保溫的應(yīng)用和熱橋的消除，注意解決外墻外保溫體系與墻體結(jié)構(gòu)體系耐久性不一致問題。

（3）提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的重要手段。在所有圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，外門窗是建筑能耗最薄弱的部位，可用以下措施實(shí)現(xiàn)節(jié)能：窗戶位置和大小影響建筑能源消耗，為達(dá)到節(jié)能效果，窗戶大小最好為樓面大小的10%～12%;對(duì)于寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)，門窗設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況、建筑體型系數(shù)、窗墻比、朝向等確定保溫系數(shù)K值，提高門窗氣密性能等級(jí)，此外，無(wú)論是普通門窗還是新型節(jié)能門窗，都應(yīng)滿足室內(nèi)采光、保溫隔熱、良好通風(fēng)、美觀性和住戶視野開闊等要求;結(jié)合防火、防盜要求，在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板，增強(qiáng)其保溫隔熱性能，雙層和綠色玻璃窗戶具有良好保溫隔熱效果，可加強(qiáng)應(yīng)用，積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃、低輻射玻璃等;對(duì)窗扇面積進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證自然通風(fēng)的同時(shí)降低室外冷風(fēng)進(jìn)入;設(shè)溫度阻尼區(qū)，阻止室外冷風(fēng)直接滲透。墻體是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，主要作用是保溫、隔熱、防潮、防水，要達(dá)到墻體節(jié)能效果，依據(jù)國(guó)家、地方性技術(shù)規(guī)程和政策規(guī)定，可采用空心磚墻及復(fù)合墻體技術(shù)，注重墻體冷橋外保溫A級(jí)材料的應(yīng)用，比如采用發(fā)泡陶瓷板保溫系統(tǒng)、復(fù)合材料保溫板系統(tǒng)、膨脹?；⒅楸匕?、復(fù)合發(fā)泡水泥板外墻外保溫系統(tǒng)、蒸壓加氣混凝土砌塊外保溫等。另外，屋面節(jié)能設(shè)計(jì)也非常重要，我們可選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高、吸水率較大的保溫材料作保溫層，比如現(xiàn)澆輕質(zhì)泡沫混凝土、NZL輕質(zhì)保溫材料、JQK復(fù)合輕質(zhì)保溫隔熱磚瓦等，還有就是可通過設(shè)計(jì)屋頂綠化、屋頂蓄水、架空通風(fēng)等增強(qiáng)夏季屋面的隔熱降溫效果。

3 自然能源在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

太陽(yáng)能和地?zé)崮芏际强杀唤ㄖ玫目稍偕茉?，它們不?huì)對(duì)環(huán)境造成污染。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，可采用主動(dòng)式太陽(yáng)能，在建筑中設(shè)置高效的集熱裝置，使建筑主動(dòng)獲取太陽(yáng)能，由熱媒將熱量傳送到建筑內(nèi)。地?zé)崮軠囟雀哂诙臼彝鉁囟龋瑫r(shí)又比夏季的室外溫度低，所以我們可應(yīng)用高效率的地源熱泵為建筑節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，要營(yíng)造舒適且健康的居住環(huán)境，減少對(duì)不可再生能源的依賴，降低建筑日常運(yùn)轉(zhuǎn)耗能，提高資源利用效率和對(duì)可再生能源的利用率。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是非常重要而緊迫的一個(gè)環(huán)節(jié)，只有從根源上解決好建筑節(jié)能問題，才能促進(jìn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展。這就要求建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑本身設(shè)計(jì)、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等都要滿足節(jié)能要求，同時(shí)要充分利用太陽(yáng)能、地?zé)崮苓@些可再生能源，真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。

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