分析建筑節(jié)能及其在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

項(xiàng)苑

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550081）

0 引言

城市化進(jìn)程推進(jìn)速度的不斷加快，對(duì)于建筑工程項(xiàng)目提出的要求相對(duì)比較高，建設(shè)工程項(xiàng)目近年來(lái)的建設(shè)數(shù)量一直在不斷增加，建設(shè)范圍也不斷擴(kuò)大，不僅能夠滿足人們?cè)谌粘７课菥幼r(shí)提出的個(gè)性化需求，而且能夠?qū)φ麄€(gè)城市以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到良好的帶動(dòng)效果。建筑行業(yè)與其他行業(yè)進(jìn)行對(duì)比分析時(shí)，由于建筑行業(yè)屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，在各環(huán)節(jié)施工中需要投入的材料設(shè)備以及人力等各方面資源相對(duì)比較多，同時(shí)對(duì)于材料的整個(gè)耗損量也比較大。我國(guó)根據(jù)“節(jié)約用地、節(jié)約能源、節(jié)約用水和節(jié)約原材料”的基本國(guó)策，貫徹“適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”的建筑方針，近幾年來(lái)更是加強(qiáng)了建筑行業(yè)對(duì)環(huán)保以及低碳等綠色建筑的要求。所以對(duì)于建筑行業(yè)而言，要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，保證建筑行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本目的。

1 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的原則與意義

1.1 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原則

結(jié)合目前可持續(xù)發(fā)展理念，對(duì)于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)而言，其逐漸成為整個(gè)建筑行業(yè)發(fā)展中的主要趨勢(shì)，在建筑節(jié)能理念的基礎(chǔ)上，在初期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要加強(qiáng)對(duì)能源節(jié)約以及綠色環(huán)保等各方面的重視程度。結(jié)合實(shí)際情況，促使現(xiàn)有節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則能夠落實(shí)到實(shí)處，在節(jié)能能源原則方面，設(shè)計(jì)人員通常要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)各種不同類型的材料進(jìn)行合理利用，以此來(lái)保證工程設(shè)計(jì)工作的全面有序開展，同時(shí)要對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理規(guī)劃，這樣才能夠避免后續(xù)在施工時(shí)對(duì)于材料的嚴(yán)重消耗，以此來(lái)體現(xiàn)出節(jié)能理念[1]。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)工作在具體展開中，無(wú)論是在建筑材料或者技術(shù)等各方面都會(huì)帶來(lái)非常嚴(yán)重的污染問(wèn)題，特別是在節(jié)能設(shè)計(jì)理念影響下，要保證建筑綠色環(huán)保指標(biāo)可以滿足現(xiàn)代化建筑行業(yè)的整體規(guī)范化要求。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要將綠色環(huán)保的基本原則體現(xiàn)出來(lái)，促使建筑結(jié)構(gòu)以及周邊生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。對(duì)各種不同類型的新材料以及技術(shù)手段進(jìn)行合理利用，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑整體服務(wù)功能的不斷完善和優(yōu)化，促使建筑自身穩(wěn)定性以及耐久性得到提升，為人們的居住以及生產(chǎn)提供相對(duì)比較便利的條件。我國(guó)地域遼闊，跨越數(shù)個(gè)氣候帶，中國(guó)氣候類型有5 種，熱帶季風(fēng)氣候、亞熱帶季風(fēng)氣候、溫帶季風(fēng)氣候、溫帶大陸性氣候、高山高原氣候，每個(gè)區(qū)域有著不同的氣候特點(diǎn)。因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)有清晰認(rèn)識(shí)，并選擇適合當(dāng)?shù)厍闆r的節(jié)能設(shè)計(jì)策略，以達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的利益最大化，用最節(jié)約的材料，達(dá)到最佳的保溫效果。

1.2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)意義

節(jié)能建筑自身具有非常良好的性能、質(zhì)量，同時(shí)能夠體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)效應(yīng)，在現(xiàn)階段工程項(xiàng)目建設(shè)中，整體應(yīng)用范圍相對(duì)比較廣。結(jié)合目前建筑工程項(xiàng)目施工形態(tài)可以將其看作是未來(lái)發(fā)展的主要方向，結(jié)合節(jié)能建筑在設(shè)計(jì)時(shí)的現(xiàn)狀，不難看出建筑項(xiàng)目節(jié)能設(shè)計(jì)工作在具體展開中，鋼筋、水泥等各種不同類型的材料應(yīng)用范圍相對(duì)比較廣，同時(shí)材料也比較常見(jiàn)，這些材料雖然在實(shí)踐中可以為建筑工程項(xiàng)目整體建設(shè)質(zhì)量提供保證，但是帶來(lái)的能源浪費(fèi)問(wèn)題相對(duì)比較嚴(yán)重[2]。特別是在施工廢氣以及廢液等排放方面，也會(huì)造成嚴(yán)重污染?；诖?，對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)理念進(jìn)行引進(jìn)和利用，結(jié)合各種不同類型新材料以及新工藝手段，可以對(duì)建筑工程項(xiàng)目在施工時(shí)對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題進(jìn)行妥善處理。除此之外，在節(jié)能建筑方面要保證能夠推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要保證建筑工程項(xiàng)目整體質(zhì)量得到有效控制的同時(shí)，降低建筑的整體能耗，避免不合理設(shè)計(jì)導(dǎo)致的建筑能耗增加，使建筑功能在合理，建筑外形美觀、經(jīng)濟(jì)的前提下，提高能源整體利用率，盡可能避免能源過(guò)度損耗。目前，我國(guó)提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，在該理念的影響下，要保證建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作的全面有序開展，這樣不僅能夠從根本上實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)現(xiàn)有發(fā)展模式的改革和創(chuàng)新，還能實(shí)現(xiàn)資源能源的最大利用率，提升城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，改善人們的居住條件，而且能夠?yàn)槲覈?guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施提供保證。

2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 建筑平面設(shè)計(jì)

對(duì)于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)而言，平面布局一直以來(lái)都是非常重要的一部分，建筑朝向、外表面積、體積等要素，都會(huì)對(duì)直接影響到建筑的節(jié)能性。設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)地形，利用建筑布局，得到良好的通風(fēng)，在減少建筑能耗，同時(shí)在總圖布局不會(huì)顯得呆板和單調(diào)；合理選擇建筑朝向，避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向和減少夏季熱輻射，避免陽(yáng)光對(duì)室內(nèi)溫度的影響，在得到良好的日照通風(fēng)的情況下不會(huì)增加不必要的空調(diào)能耗；在保證建筑物美觀的同時(shí)，控制大面積玻璃幕墻的使用，不僅可以降低建筑造價(jià)，還能降低建筑能耗，避免大面積玻璃幕墻造成光污染。目前空調(diào)可以被看作是房屋建筑輔助通風(fēng)中必不可少的重要設(shè)備之一，在使用時(shí)會(huì)帶來(lái)的電力資源損耗問(wèn)題相對(duì)比較嚴(yán)重。對(duì)于節(jié)能建筑發(fā)展會(huì)造成嚴(yán)重限制影響，結(jié)合實(shí)際情況展開深入分析，在實(shí)踐中要將節(jié)能建筑作為基礎(chǔ)，保證建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)的全面有序開展，促使建筑布局方案在編制和利用時(shí)的針對(duì)性和有效性[3]。這樣不僅能夠?qū)?shí)際通風(fēng)條件進(jìn)行綜合分析，而且能夠盡可能避免在室內(nèi)出現(xiàn)空氣流通不暢等一系列問(wèn)題。如果平面布局設(shè)計(jì)相對(duì)比較合理，那么可以盡可能減少空調(diào)的使用量，以實(shí)現(xiàn)建筑能耗控制的根本目的。

2.2 光照設(shè)計(jì)

光照條件會(huì)對(duì)房屋建筑整體效果產(chǎn)生影響，節(jié)能建筑理念的影響下，對(duì)于房屋寬敞條件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要做的一點(diǎn)是保證房屋內(nèi)部本身具有非常良好的光照條件。同時(shí)，讓人們?cè)诰幼r(shí)能夠有非常良好的舒適以及溫馨的體驗(yàn)，保證光照設(shè)計(jì)以及室內(nèi)照明設(shè)計(jì)相互之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，也就是在實(shí)踐中要保證室內(nèi)照明的損耗問(wèn)題得到有效控制，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的根本目的。除此之外，要對(duì)室內(nèi)溫度因素進(jìn)行綜合分析，由于光照照射過(guò)于嚴(yán)重時(shí)，室內(nèi)的溫度勢(shì)必會(huì)有明顯上升趨勢(shì)，如果散熱條件達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，那么人們就需要通過(guò)空調(diào)設(shè)備來(lái)對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，加大建筑能耗。因此要對(duì)室內(nèi)溫度因素條件展開綜合分析，保證光照以及溫度因素相互之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，這也是目前建筑光照條件設(shè)計(jì)中必不可少的組成部分。

2.3 外墻墻體設(shè)計(jì)

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，外墻墻體設(shè)計(jì)一直以來(lái)都是其中非常重要的技術(shù)組成部分，外墻保溫主要有內(nèi)保溫、外保溫、內(nèi)外混合保溫等方式，外墻本身是建筑物自身的結(jié)構(gòu)支撐點(diǎn)，不僅要保證建筑物自身具有穩(wěn)定性和安全性，而且要有較好的保溫性能和隔熱性能，所以我們通過(guò)對(duì)砌體材料、保溫材料的厚度設(shè)計(jì)計(jì)算，從而降低建筑能耗。同時(shí)設(shè)計(jì)中還要注意采用外墻內(nèi)保溫時(shí)，冷熱橋部位出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，導(dǎo)致建筑構(gòu)建發(fā)霉、開裂，影響建筑外觀和室內(nèi)環(huán)境，但外墻內(nèi)保溫由于施工工藝相對(duì)方便快捷，對(duì)建筑外墻垂直度要求不高的優(yōu)點(diǎn)。外墻保溫技術(shù)近年來(lái)的整體發(fā)展形勢(shì)相對(duì)比較良好，對(duì)于建筑物室內(nèi)的居住環(huán)境而言，可以起到良好的改善效果，同時(shí)能夠體現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的根本目的。在實(shí)踐中由于我國(guó)北方進(jìn)入冬季之后，相對(duì)比較寒冷，所以在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的保溫材料的計(jì)算設(shè)計(jì)，這樣不僅能夠?yàn)槭覂?nèi)溫度提供保證，而且能夠盡可能避免在冬季取暖時(shí)對(duì)其他資源的嚴(yán)重消耗。在南方地區(qū)可以對(duì)外墻隔熱材料進(jìn)行合理利用，這樣能夠盡可能減少在室內(nèi)對(duì)電能的嚴(yán)重?fù)p耗，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益的穩(wěn)定增長(zhǎng)[4]。需要注意的是，外墻外保溫技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠促使建筑功能的強(qiáng)化，而且并不會(huì)對(duì)內(nèi)部空間帶來(lái)任何干擾影響，由于保溫材料處于墻體外側(cè)，容易收到自然環(huán)境中各種因素影響，因而對(duì)施工工藝要求較高，此時(shí)大概率會(huì)選擇聚苯板、聚氨酯、巖棉板等郵寄保溫材料，但是隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能要求的不斷調(diào)整，以及對(duì)綠色環(huán)保提出更高要求之后，無(wú)機(jī)保溫砂漿的應(yīng)用就有了很高速度的發(fā)展，無(wú)機(jī)保溫砂漿相較于有機(jī)材料更為綠色環(huán)保、安全耐火，且保溫性能也很優(yōu)秀。通過(guò)相關(guān)研究表明，外墻是影響建筑節(jié)能的一個(gè)至關(guān)重要的因素，外墻的熱損失率大約占到35%，而門窗則為25%，屋面為25%，樓板為15%，可見(jiàn)建筑外墻保溫技術(shù)是現(xiàn)代化建筑工程項(xiàng)目在節(jié)能設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。圖1為維護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失比例。

圖1 維護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失比例

2.4 建筑節(jié)能技術(shù)

對(duì)于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)而言，要對(duì)各種不同類型的節(jié)能技術(shù)手段進(jìn)行合理利用，新時(shí)期背景下，太陽(yáng)能、地?zé)崮艿雀鞣N不同類型技術(shù)和新型材料的應(yīng)用，都可以被看作是節(jié)能技術(shù)在應(yīng)用時(shí)的重要表現(xiàn)方式。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用規(guī)模，以此來(lái)達(dá)到節(jié)能環(huán)保的根本目的，盡可能減少常規(guī)能源消耗帶來(lái)的嚴(yán)重?fù)p耗。太陽(yáng)能技術(shù)就是目前比較常見(jiàn)和相對(duì)比較成熟的節(jié)能技術(shù)，在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)能儲(chǔ)熱設(shè)備等合理利用，對(duì)建筑服務(wù)功能進(jìn)行不斷完善和優(yōu)化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能以及人們功能需求相互之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。需要注意的一點(diǎn)就是，對(duì)于部分建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用而言，其自身的應(yīng)用成本支出相對(duì)比較高，所以在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要對(duì)節(jié)能技術(shù)以及項(xiàng)目成本相互之間的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)兩者之間的有機(jī)統(tǒng)一。

3 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

3.1 加強(qiáng)對(duì)建筑選址的重視程度

為了從根本上保證建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的不斷完善和優(yōu)化設(shè)計(jì)，初期要保證建筑選址能夠得到有針對(duì)性的規(guī)劃，結(jié)合目前建筑選址設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)人員要對(duì)整個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)展開實(shí)地考察，對(duì)當(dāng)?shù)刈匀粭l件以及周邊環(huán)境等相關(guān)因素條件展開深入分析，對(duì)建筑物自身的最佳布局點(diǎn)進(jìn)行確定。以此為基礎(chǔ)，能夠最大限度保證建筑使用周期范圍內(nèi)，整個(gè)氣候環(huán)境相對(duì)比較良好，盡可能避免由于氣候環(huán)境而引起的嚴(yán)重能源損耗等相關(guān)問(wèn)題。比如在房屋選址設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇在避風(fēng)口位置處，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的根本目的。

3.2 平面布局的完善和優(yōu)化

對(duì)于不同建筑布局以及平面形式而言，各自都有不同的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)以及特色，通常會(huì)受到當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境帶來(lái)的一系列影響。針對(duì)房屋平面展開布局設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)通風(fēng)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，這樣才能夠?yàn)槭覂?nèi)溫度以及通風(fēng)效果提供保證。例如對(duì)于敞開式長(zhǎng)方形平面而言，如果常向兩端窗戶垂直在當(dāng)?shù)刂髁鞣较颍敲凑麄€(gè)室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境相對(duì)比較良好，以此為基礎(chǔ)，有利于盡可能減少對(duì)降溫設(shè)備的利用，保證節(jié)能效果的不斷強(qiáng)化。而在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要控制建筑的外表面積，也就是需要控制建筑與外界大氣所接觸的外表面積，通過(guò)控制外表面積與其所圍合的體積之比，也就是體型系數(shù)，體型系數(shù)越小，外表面越小，散熱的面積也就越小，這樣就能達(dá)到節(jié)能的效果。有研究證實(shí)，體形系數(shù)每增大0.01，能耗指標(biāo)約增加2.5%。所以，出于節(jié)能設(shè)計(jì)的考慮，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量控制建筑物的體形系數(shù)，但由于項(xiàng)目由特殊造型和美觀的要求，需要較為凹凸復(fù)雜的形體樣式而采用較大的體形系數(shù)時(shí)，應(yīng)盡量增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻。

3.3 環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展

節(jié)能建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，要對(duì)目前現(xiàn)有的本體設(shè)計(jì)給予足夠關(guān)注和重視，保證其與周邊環(huán)境之間能夠具有一定的協(xié)調(diào)性。在實(shí)踐中，如果只是單純對(duì)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行利用，并不會(huì)對(duì)外部環(huán)境因素條件展開深入分析，那么勢(shì)必會(huì)對(duì)外部環(huán)境帶來(lái)一系列影響，無(wú)法為建筑節(jié)能效果提供保證。因此，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要對(duì)建筑工程需求展開綜合分析，保證內(nèi)部環(huán)境能夠得到合理的布局和設(shè)計(jì)，對(duì)氣候環(huán)境等相關(guān)因素條件展開綜合分析，以保證建筑主體及外部環(huán)境之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑節(jié)能對(duì)于房屋建筑自身功能使用以及效益而言，具有非常重要的影響和作用。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，要對(duì)目前現(xiàn)階段建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則進(jìn)行掌握和了解，加強(qiáng)對(duì)建筑通風(fēng)、光照等各方面節(jié)能技術(shù)的利用，以此來(lái)保證建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平的有效提升，給建筑的使用者帶來(lái)舒適的感受，對(duì)我國(guó)建設(shè)為資源節(jié)約和環(huán)境友好的社會(huì)做出貢獻(xiàn)。