建筑工程中節(jié)能設計探討

劉安國

太原理工大學建筑設計研究院有限公司（030000）

0 前言

近年來，隨著城鎮(zhèn)化建設步伐的加快，建設規(guī)模不斷擴大，隨之而來的是環(huán)境污染的逐漸惡化。因此，為了實現人類與環(huán)境的和諧發(fā)展，必須不斷提高節(jié)能建筑的設計水平，在建筑設計中運用節(jié)能技術，通過建筑設計與環(huán)境的更好融合，在不同程度上促進社會的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 現代節(jié)能建筑設計的內涵

1.1 實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

我國仍處于全面建設小康社會的重要時期。隨著城市化的快速發(fā)展，人們開始意識到環(huán)境保護的重要性。習總書記曾經指出:在一體化的總體布局中,將生態(tài)文明建設作為主要的組成部分。目前，我國正在加強環(huán)保工程的推進，政府部門也有相關的節(jié)能政策鼓勵企業(yè)加強生態(tài)文明建設，增加節(jié)能建筑設計理念，全面融入可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。建筑企業(yè)應該使用環(huán)保節(jié)能建筑材料，積極響應國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想，獲得國家政策支持，有效推動企業(yè)實際發(fā)展，提升企業(yè)正面形象，減少經濟成本，以此增加增強企業(yè)的競爭實力[1]。

1.2 滿足市場發(fā)展的需求

人們對建筑功能的多樣化要求，加大了建筑行業(yè)的市場競爭壓力。將節(jié)能建筑理念融入建筑行業(yè)進行設計，可以開辟新的經濟市場，激發(fā)建筑市場競爭力，為建筑企業(yè)帶來經濟效益。住房是人們生活的基本需求。人們在裝修房屋時，以環(huán)保無污染的建筑材料為基本前提，可有效提高生活的健康水平。建筑的節(jié)能設計能夠充分滿足人們的定制化需求和對于節(jié)能環(huán)保產品的需求[2]。

1.3 提高居民居住質量

隨著當今居民生活水平的不斷提高，人們對自身健康的關注度也逐漸提高。在建筑設計階段，相關部門需要考慮環(huán)保方面的要求，改變傳統(tǒng)的施工方式，采用低能耗材料設計，改善居住和生活環(huán)境。例如，采暖設施的應用會影響空氣質量，對居住者的身體健康造成一定危害，而在綠色建筑理念下，運用低能耗材料設計理念，對建筑施工條件進行調整，達到節(jié)能減排的目的，讓用戶獲得良好的居住體驗，從而達到建筑設計的節(jié)能目的。

2 節(jié)能理念下的建筑設計原則

2.1 提高資源利用率

目前，我國不可再生資源不斷減少，造成能源的巨大損失。因此，在建筑工程中，要提高建筑資源的利用效率，減少不可再生資源的使用，提高建筑能源的利用效率?？茖W合理地配置建筑工程所需資源材料，達到節(jié)約資源及保護環(huán)境的目的[3]。

2.2 減少對周圍環(huán)境的破壞

目前，舊建筑改造和新建筑不斷增加，在一定程度上可以提高人們的生活質量，但在建筑設計中應注意以下幾個方面:第一，施工要減少對現有道路等公共資源和自然資源的破壞，有效防止修復過程中的資源浪費。第二，減少污染，防止破壞建筑物周圍環(huán)境，避免影響居住者的日常生活。第三，最大限度地延長建筑物的使用壽命，應立足于建筑節(jié)能設計。要站在居民的角度思考，在節(jié)能減排的基礎上努力讓居民滿意，切實提高居民生活的便利性。

3 我國建筑節(jié)能設計的現狀及問題

3.1 節(jié)能設計起步晚，經驗不足

在國內建筑行業(yè)，建筑節(jié)能設計起步較晚，從業(yè)人員缺乏設計經驗，部分建筑節(jié)能技術應用水平不高，與國外先進的建筑節(jié)能設計相比差距較大。因此，建筑節(jié)能設計的各個環(huán)節(jié)都存在諸多問題。比如建筑的窗墻比例過大，忽略了節(jié)能設計部分，設計時可能多使用空間，片面追求外觀效果。較大建筑物之間的距離不合理,相互擋住照明，還影響通風，導致巨大的能源消耗，間接影響建筑物的節(jié)能。

3.2 技能技術的應用不成熟，安全隱患較多

我國的節(jié)能建筑設計和技術應用起步較晚，我國許多節(jié)能技術沒有經過專門制度認證，發(fā)展還不完善, 因此將這些技術應用于實際的建筑施工中雖然可以節(jié)省一定能源,但節(jié)能效果并不能達到預期。同時，由于缺乏節(jié)能建筑經驗，在施工過程中給建筑帶來了安全隱患，大大降低了建筑的耐久性[4]。

3.3 建筑節(jié)能材料品類單一

建筑材料的選擇是影響整體建筑質量的最重要因素。在建筑的設計和施工中使用環(huán)保材料就是建筑項目節(jié)能設計的主要物質依據，而所用材料的品質和性能直接決定了建筑節(jié)能設計效果。因此，節(jié)能建筑應選用優(yōu)質的節(jié)能材料，尤其是在城市環(huán)保工程中，最好選擇環(huán)保、可回收的建筑材料，以節(jié)約資源能源，減少環(huán)境污染。然而建筑節(jié)能材料過于單一，導致建筑一方面能節(jié)約能源，一方面又增加消耗的能源。

4 節(jié)能設計在建筑設計中的應用

4.1 合理窗墻比在建筑設計中的應用

在炎熱的夏季，通風和空氣流通會使人更加舒適。加大開窗面積肯定增強了室內外空氣流通的效果，開窗后的散熱除濕效果也不錯。室內和室外空氣交換必須采用有利于每個房間的空氣有組織的交換。從日光角度看，窗過高對室內自然光有一定影響，其會影響室內照明條件，這也是人們喜歡大窗戶的重要原因之一。如果窗戶的墻體比例太小，會影響使用者在生產生活中的視覺和心理感受，而在立面造型上，窗戶是建筑立面造型中非常重要的一個因素。從當地建筑的通透性、亮度和建筑的經濟性來看，部分山區(qū)和城市冬暖夏涼，經濟并不特別發(fā)達，如果嚴格按照夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設計標準，會使得成本大幅增加。

4.2 新型能源在建筑設計中的應用

建筑物在施工過程中使用的能源種類不同，在節(jié)能設計中就體現不同的建筑施工節(jié)能環(huán)保效果。為使建筑施工取得良好的節(jié)能效果，需要積極應用新能源。目前，風能、太陽能等新型清潔能源應用于建筑工地，其對環(huán)境污染少，比較清潔衛(wèi)生，可以緩解我國目前能源短缺的困境。獲取太陽能可以提高能源供應的可靠性和便利性，設計師應該選擇太陽能作為能源，然后購買太陽能電池板等設施，利用這些設施進行建筑設計。選擇太陽能替代常規(guī)能源的發(fā)電方式，在節(jié)約能源的同時滿足了公眾對電能的需求。設計師從節(jié)能環(huán)保的角度分析建筑物的功能，確保建筑物具有良好的太陽能容量，根據建筑物的位置，增加建筑物的采光面積，讓自然光進入建筑物來降低居住者的能源需求，進而降低建筑的能源消耗。建筑設計還可以利用地熱能、潮汐能、水勢能等新興能源，滿足居住者對電能的需求。設計人員必須注意各種能源的使用，例如，地熱能的應用通過在建筑物內部安裝地熱熱泵機組來達到調節(jié)室溫的目的，以更好地利用地熱能。使用地熱能調節(jié)室溫比傳統(tǒng)空調用于調節(jié)室溫消耗更少的能量。在建筑設計階段，設計師從節(jié)能層面出發(fā)，重點關注民用建筑在地理環(huán)境中的位置，分析建筑設計應注意什么，合理運用外部條件選擇建筑物并選擇如何應用資源。如在風力較強的地區(qū)，可以利用風力資源安裝風力發(fā)電，在河流或靠近河流的建筑物中，可以在電站設計階段選擇水力發(fā)電方式。必須根據建筑位置的優(yōu)勢，合理利用水電、風電等環(huán)保能源，滿足居住者的用電需求。

4.3 合理的外部環(huán)境設計

在建筑設計中，建筑物的外部環(huán)境設計非常重要。這是因為如果將節(jié)能技術簡單地應用于建筑中，對外部環(huán)境的影響較大，直接降低了節(jié)能效果。因此，根據建筑各功能的需要，通過合理的外部環(huán)境布局設計，可以改善現有的氣候環(huán)境，營造建筑節(jié)能的環(huán)境。最基本的設計是在建筑物周圍進行適當的綠化，改變周圍的一些環(huán)境，降低噪聲，阻隔沙塵，凈化空氣，降低溫度。同時，可以在不破壞整個周圍環(huán)境的情況下，人為地創(chuàng)造自然環(huán)境，如人工湖，目的是通過改變周圍的環(huán)境來降低建筑物的能源消耗，達到節(jié)約能源的目的[5]。

4.4 節(jié)能設計在屋面結構方面的應用

在設計屋面結構時，選擇合適的材料可以帶來良好的節(jié)能效果。選擇質地輕柔的土壤材料，如珍珠巖土土和草炭腐殖土是很好的節(jié)能材料。在實際設計中，土層厚度要嚴格控制，要根據建筑的設計標準來決定，一般選用木、竹等輕質材料作為容器材料。如果屋面的承重值過大，屋面的混凝土板和鋼筋可能會變形，嚴重時會出現裂縫，造成雨雪滲漏。一些綠色植物可以吸收獲得更多的光，使得屋面保暖，但要選擇耐旱、耐熱、抗風的綠色植物。在設計屋面時，同時要選取矮生灌木或者是扎根較淺的草類，加強屋頂的防水性能。

在設計屋面時，如果想要達到節(jié)能的效果，需要注意以下幾個方面: ①屋面保溫材料的選擇要多注意耐腐蝕和吸濕性，這樣保溫效果還不錯，因為保溫層吸水比較多；②可以選用一些密度比較小的材料，這樣在同等體積下，這種材料的質量更小，不會超過屋面的承重值。

4.5 遮陽設計在建筑設計的應用

首先，水平遮陽設計。這種設計需要遮擋來自窗戶上方的陽光，如果角度比較大，需要設計成坐南朝北的建筑。其次，設計了垂直式的遮陽篷。垂直式的遮陽設計需要遮擋窗戶兩側射進的陽光, 并且遮擋的角度相對較小, 通常會在坐東朝西的建筑上采用,這樣的設計方式較為廣泛。最后，全面的遮陽設計。全面的遮陽設計在阻擋陽光方面具有巨大優(yōu)勢，通過遮擋中等高度角的陽光,建筑窗戶上方和兩側的陽光都能夠被遮擋，常用在向東南和西南的建筑物。同時，節(jié)能建筑設計有不同類型的遮陽篷設計。為了使建筑在不同季節(jié)更好地達到日照角度，既能保證建筑的熱性能，又可以提高陽光的利用率,對于能源的節(jié)約也有著非常好的效果。

4.6 開發(fā)利用新型材料,提高墻體保溫隔熱效果

墻壁保溫是整個建筑物最重要的一種基本構造組成之一,保溫、隔熱也是整個建筑物外墻的主要作用。因此,在設計建筑物時,必須盡量采取措施,保證墻體的保溫和隔熱作用。這種節(jié)能設計可以有效地減少在建筑物的設計中所使用到墻體的能耗,提高了能源的利用率。

5 結語

節(jié)能環(huán)保建筑是未來的發(fā)展趨勢。我國的建筑師必須打破常規(guī)，勇于創(chuàng)新，運用新能源和新技術，推動我國建筑節(jié)能減排工作。此外，在建筑設計時，要以節(jié)能環(huán)保的理念，尋求利用建筑現有資源的途徑，提高資源利用效率，為實現生態(tài)文明和環(huán)境保護持續(xù)發(fā)展作出貢獻。