建筑節(jié)能及其在建筑設計中的應用

唐 曄

(黑龍江省林業(yè)設計研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

隨著我國經(jīng)濟快速平穩(wěn)的發(fā)展和城市化水平的不斷提升，人們對于建筑設計的要求也隨之越來越高,在空間環(huán)境中的建筑節(jié)能設計的意識也逐漸增強。建筑行業(yè)的不斷發(fā)展在提高人們生活水平的同時也增加了資源的使用量,使得整體的能源比較緊缺,而且問題越來越突出,這就需要建筑設計人員可以結合工程現(xiàn)場情況有針對性的設計。只有這樣才能達到建筑綠色節(jié)能的效果，可以更好的滿足人們的身心需求。

1 建筑節(jié)能應用于建筑設計中的重要意義

建筑節(jié)能是國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，建筑借助著能源的創(chuàng)新使用，不斷提高人們的生活質量，同時推動著國民經(jīng)濟的發(fā)展,但是由于人們對能源開發(fā)利用的不當?shù)纫蛩卦斐赡茉吹睦速M和對生態(tài)環(huán)境的破壞,使得我國綠色發(fā)展產(chǎn)生一定的阻礙。所以,我們應該落實可行的節(jié)約方法對資源進行合理利用。建筑節(jié)能設計是作為建筑施工的一個重要依據(jù),其設計關系著整個建筑能耗的高低且能夠緩解我國能源消耗的壓力，可以保障國家能源安全、保護環(huán)境和提高人們的居住品質[1-3]。

2 建筑節(jié)能設計的應用現(xiàn)狀

首先我國現(xiàn)階段的建筑節(jié)能概念相對于發(fā)達國家來說處于初級階段,沒能形成一系列完整的節(jié)能建筑設計體系,很多節(jié)能設計處于理論階段。因為技術的有限性,無法將理念與實際施工完美相結合,從而影響我國建筑節(jié)能的發(fā)展速度。在當前的建筑節(jié)能施工過程中，一些設計師掌握了建筑節(jié)能技術的理論知識，不能夠將節(jié)能技術很好的運用到施工項目當中，同時對建筑結構創(chuàng)新的盲目追求而不注重建筑節(jié)能，從而導致設計出“偽節(jié)能建筑”,難以滿足節(jié)能環(huán)保的目的[4-6]。

其次我國的建筑節(jié)能的技術相比較而言也處于不成熟的階段，很多建筑節(jié)能理論也處于概念化階段,在建筑施工中不能很好的將建筑節(jié)能技術運用到實際工程中，這不僅不能達到節(jié)約節(jié)能環(huán)保的效果，反而會隱藏一部分的安全隱患。例如:太陽能在大力推廣節(jié)能技術的背景下取得了很好的發(fā)展,但是并沒有全面推行開,不僅是因為太陽能的造價過高，實際情況不具備安裝的條件，同時太陽能的電池并沒有統(tǒng)一的規(guī)范和使用規(guī)格,造成一定的安全隱患等。

而在我國建筑行業(yè)內建筑節(jié)能理論和技術應用的不到位是非常突出的問題,在施工過程中,不僅會降低房屋的使用壽命,同時會破壞圍護結構的穩(wěn)定性。建筑節(jié)能材料是建筑節(jié)能設計的物質基礎,直接關系到建筑節(jié)能設計的實施情況,但是我國目前市場上大部分使用的節(jié)能材料,過于單一同時多為不可再利用的材料，這就造成了大量的建筑廢棄垃圾，不能夠達到節(jié)約節(jié)能環(huán)保的要求。

3 建筑節(jié)能在建筑設計中的應用

3.1 在建筑規(guī)劃中的應用

隨著環(huán)境污染的日趨嚴重,人們綠色環(huán)保意識日益提高,低碳環(huán)保的節(jié)能理念付諸于實際建筑規(guī)劃設計中,給人們帶來了舒適安全的生活環(huán)境。設計時需考慮當?shù)氐臍夂颦h(huán)境等，根據(jù)當?shù)靥赜械臏貪穸葪l件設計出適宜居住的建筑，建筑施工時所使用的材料應盡量就地取材，節(jié)約成本的同時可以建造出具有當?shù)靥厣慕ㄖＭㄟ^具體的規(guī)劃和設計,在對自然環(huán)境充分利用的基礎上,讓建筑內部和外觀更好的和城市規(guī)劃的布局相協(xié)調,將建筑能源消耗降到最低的同時滿足人們的居住需求[7-9]。

3.2 在建筑采光通風設計中的應用

在建筑設計中,建筑物遮擋設計有很多不同的表現(xiàn)方式,比如按照建筑物的需求設計窗戶的角度,能夠保證居住環(huán)境的光照時間,這樣既能保證建筑物的保暖性能，還可以提高陽光的利用率達到能源節(jié)約的效果。在建筑物中太陽和空氣對室內環(huán)境有直接的影響, 建筑的通風可以為室內提供新鮮的空氣從而保證環(huán)境質量。設計建筑時需要考慮建筑的朝向、建筑物之間的間距、建筑物的布局與夏季風向一致?？梢岳米匀伙L的流通提升居住環(huán)境的舒適度，建筑物之間的間距需滿足不同使用功能建筑的日照時間，這樣不僅可以滿足節(jié)能要求，而且能夠促進建筑物與空氣之間進行熱交換的速度以降級能耗[10]。

3.3 在建筑結構設計中的應用

在建筑結構設計中,通過運用節(jié)能材料在建筑墻體、窗戶和屋頂設計中達到減少能耗的作用。墻體材料的運用要考慮保溫隔熱同時堅固耐用,在建筑墻體的立面減少花樣的設計,降低墻體的能耗,提高建筑的保溫性。窗戶是接受太陽光照射最強烈的地方,考慮窗戶的改良和設計開口面積。窗戶的傳熱系數(shù)會大于同朝向外墻的傳熱系數(shù)，因此在滿足采光的需求下，控制窗戶面積與窗戶面積加上外墻面積之比值和設置保溫窗簾、窗板，這些對節(jié)能是十分主要的。同時在不影響成本造價的前提下,選擇高效節(jié)能的窗戶,例如，著色玻璃,鍍膜玻璃,中空玻璃，以實現(xiàn)節(jié)能目的,改善建筑的熱環(huán)境。此外，屋面設計也是非常重要，建筑屋面的設計需要考慮當?shù)夭煌牡乩憝h(huán)境的氣候變化，根據(jù)實施工程運用低吸水性材料，以避免雨雪潮濕而導致的滲漏情況，盡可能選擇密度相對較小輕便的材料，以降低建筑物的承載力[11]。

3.4 在采暖空調系統(tǒng)設計中的應用

在建筑工程中,暖通空調都是耗能比例很大的一部分,在規(guī)劃建筑設計時,充分考慮到當?shù)氐牡乩憝h(huán)境和水文特征,科學合理布置建筑朝向和空間布局。另一方面通過優(yōu)化建筑結構,提高墻體隔熱恒溫性能,降低能源的消耗。運用再生能源,利用風能和太陽能與電能之間的互相轉換,再使用電能帶動壓縮制冷制熱系統(tǒng)。在建筑設計中水源熱泵系統(tǒng)也得到廣泛的應用,它具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟的使用特點，從而實現(xiàn)熱能的轉換。

3.5 在建筑創(chuàng)新技術設計中的應用

太陽能是目前運用最為廣泛的新型能源,其利用太陽的輻射能將其轉換為熱能和電能,能夠降低不可再生資源的消耗。在住宅建筑中太陽能熱水器最為普遍使用，而在大型的公共建筑也運用太陽能來提供熱能。太陽能的運用對環(huán)境沒有污染,可以源源中不斷的獲得,并且無需運輸。創(chuàng)新技術的應用降低能耗水平,給人們提供“高舒適、低能耗”的居住空間。

3.6 在建筑能源利用中的應用

建筑的設計根據(jù)地區(qū)氣候的不同和環(huán)境條件的變化，根據(jù)實際情況測算建筑能源消耗狀況來篩選合理的能源利用模式。例如，北方城市中天氣冷，需要將采暖保溫設計功能納入整體建筑設計的范疇內，通過可以替換不可再生資源的新能源，不斷降低廢氣廢物的排放量，提高可再生資源利用的效率。在建筑物設計中將可再生資源中風能、水能、太陽能、地熱能等付諸實踐中，通過綜合控制、新型材料和創(chuàng)新技術利用進行建筑節(jié)能設計方案的優(yōu)化，在這些基礎上可以將低碳建筑設計變?yōu)榭赡埽瑒?chuàng)造出建筑與環(huán)境和諧共生的良好模式[12-13]。

4 結語

當今時代不可再生資源稀缺較為嚴重，我們應當在生活中就注意節(jié)約資源，而生活中的節(jié)約是遠遠不夠的，這就需要在各個行業(yè)中注重節(jié)能減排。在建筑行業(yè)中，建筑節(jié)能就可以為節(jié)約能源做出很大的貢獻。只有將建筑節(jié)能設計和工程項相結合，使得建筑原材料的應用更加的節(jié)能環(huán)保，降低建筑投資成本，增加能源使用效率，這樣就可以為人們提供舒適健康的居住環(huán)境。而這些也需要在建筑設計與建筑施工操作過程中需要投入大量的人力、財力和物力等，同時也需要建筑工程師和材料研發(fā)人員們的努力專研而獲取的[14]。