建筑節(jié)能及其在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

黃明松

（申都設(shè)計集團(tuán)有限公司貴州分公司，貴州 貴陽 550002）

0 引言

隨著建筑節(jié)能設(shè)計在建筑行業(yè)中的廣泛運用，當(dāng)前在很多的民用建筑中都使用了建筑節(jié)能設(shè)計，雖然增加了建筑項目的在整體造價成本，但是卻解決傳統(tǒng)建筑設(shè)計中存在的保溫和隔熱不足的問題，幫助建筑項目提升了設(shè)計的實用性和科學(xué)性，同時還具明顯的控制后期建筑使用能源成本的優(yōu)勢，受到很多建設(shè)者和使用者的喜愛。

1 建筑節(jié)能設(shè)計的概念及特點

建筑節(jié)能主要是指建筑在規(guī)劃、設(shè)計、建造和使用過程中，通過采用節(jié)能型材料和技術(shù)，加強(qiáng)用能管理，在保證建筑節(jié)能和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的前提下，降低建筑能源消耗。為更好地促進(jìn)建筑節(jié)能的使用效率，需要從減少能源總需求量、提高能源利用效率、提高居民行為節(jié)能意識等幾個方面進(jìn)行綜合考量，結(jié)合建筑工程的實際情況制定出相應(yīng)的設(shè)計方案，提升能源的使用效率，對促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展，緩解能源緊張以及提高人民的居住水平具有重要意義。我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展的背后各種資源損耗情況越來越嚴(yán)重，能源危機(jī)已經(jīng)成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中不得不重視的一個重點問題[1]。人類社會每天都在消耗大量的能源，這其中包括很多不可再生能源，直接導(dǎo)致現(xiàn)如今全球范圍內(nèi)的資源緊缺。建筑節(jié)能理念的廣泛應(yīng)用為建筑行業(yè)的發(fā)展提供了更多可持續(xù)發(fā)展的支撐，建筑節(jié)能設(shè)計本身從降低能源消耗，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置的形式能夠減少傳統(tǒng)建筑中存在的不足，在實際使用的過程中還能起到明顯的節(jié)約能源的作用，對于提升建筑的整體使用壽命有著重要意義。

2 建筑節(jié)能在建筑設(shè)計中的實際發(fā)展現(xiàn)狀

從當(dāng)前我國建筑的整體大環(huán)境中不難看出，建筑節(jié)能技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用已占有一定的比重，不斷對新的節(jié)能建筑設(shè)計技術(shù)進(jìn)行研究是建筑節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，大部分建筑施工企業(yè)都很重視建筑節(jié)能理念的融入。建筑節(jié)能作為一種逐漸普及的建筑設(shè)計技術(shù)，在實際使用的過程中需要與建筑其他設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行相互融合，確保該內(nèi)容在的建筑設(shè)計能夠充分發(fā)揮作用又不和建筑設(shè)計的其他內(nèi)容相互沖突，促進(jìn)建筑項目的良好發(fā)展。但是就當(dāng)前我國建筑節(jié)能在建筑設(shè)計中的應(yīng)用情況來看，實際的效果與預(yù)期的目標(biāo)之間存在一定的差異，其主要的原因是很多建筑施工企業(yè)對于建筑節(jié)能設(shè)計的整體認(rèn)識不足，對于節(jié)能設(shè)計的實際推廣和運用還存在一定的困難。很多技術(shù)還僅僅停留在研究嘗試使用階段，理論不能很好地聯(lián)系實踐，很多很好的節(jié)能設(shè)計措施不能在實踐中發(fā)揮具體的作用。導(dǎo)致實際應(yīng)用過程中受到這些外界環(huán)境的影響不能正確地發(fā)揮出節(jié)能設(shè)計的優(yōu)勢，制約了建筑主體后期良性發(fā)展。

3 建筑節(jié)能在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 房屋建筑中外墻保溫隔熱節(jié)能設(shè)計

當(dāng)前，我國很多建筑項目在施工過程中開始逐漸重視對于外墻保溫隔熱節(jié)能的設(shè)計工作。隨著我國建筑節(jié)能工作的縱深發(fā)展，眾多品類的保溫隔熱材料不斷涌現(xiàn)，建筑施工企業(yè)結(jié)合自身工程的實際情況制定和選擇的外墻保溫隔熱材料不僅能延長建筑物的壽命，對于提升整體建筑施工的效率和質(zhì)量也有著重要的意義。建筑設(shè)計人員在最初設(shè)計時需要將外墻保溫隔熱的材料綜合考慮在內(nèi)，目前外墻使用的保溫材料有很多種形式，大體分為有機(jī)保溫材料和無機(jī)保溫材料，例如聚氨酯發(fā)泡材料、保溫砂漿、保溫板等，需要根據(jù)每個項目的基本情況選擇保溫材料進(jìn)行科學(xué)計算，得出外墻保溫隔熱的具體數(shù)據(jù)，另外還要根據(jù)整個建筑所在的氣候條件，對暖濕氣候區(qū)、熱旱氣候區(qū)、溫和氣候區(qū)進(jìn)行分區(qū)域獨立設(shè)計，達(dá)到國家建設(shè)管理部門要求的節(jié)能設(shè)計的基本要求，這才能夠確保節(jié)能設(shè)計的科學(xué)性和可實施性，為提升建筑施工企業(yè)的整體施工質(zhì)量提供有力的保障。

此外，外墻保溫隔熱節(jié)能設(shè)計過程中還需要將太陽輻射綜合考慮在內(nèi)。例如，幕墻在持久的暴曬下，反射玻璃由于散熱較其他玻璃慢，大量的太陽熱能集中在同一個地方會造成一個新的熱源，導(dǎo)致屋內(nèi)的氣溫逐漸升高。為了減少這種集中變熱的現(xiàn)象，可以通過改善采光窗玻璃的保溫隔熱性能，選擇中空玻璃的形式進(jìn)行改善；對非采光部分采用隔熱效果好的材料作后襯墻，或者是設(shè)置保溫型材的形式保持室內(nèi)的溫度在恒溫狀態(tài)。

建筑的外墻保溫隔熱節(jié)能計算數(shù)據(jù)可以理解為一個綜合平均的數(shù)據(jù)值，由于外墻材料大體包含了梁柱部分、主體墻部分、保溫材料和粉刷裝飾部分，需要將這幾部分的材料傳熱系數(shù)綜合計算方可得到精準(zhǔn)的建筑外墻傳熱數(shù)值，才能科學(xué)控制保溫材料的種類選擇和厚度選擇；選擇合理的外墻保溫材料也要兼顧考慮保溫材料的燃燒性能滿足國家規(guī)定的防火規(guī)范要求，阻絕火災(zāi)的蔓延。

3.2 房屋建筑中門窗節(jié)能設(shè)計

3.2.1 門窗節(jié)能設(shè)計合理性

房屋建筑中門窗節(jié)能設(shè)計首先需要在設(shè)計合理性的基礎(chǔ)上進(jìn)行，建筑物門窗和墻體的合理設(shè)計是房屋內(nèi)能否良好通風(fēng)的重要保證之一。建筑設(shè)計人員首先需要分析整個建筑的整體性要求，將現(xiàn)代化的節(jié)能設(shè)計使用在門窗的設(shè)計當(dāng)中，將墻體和門窗的整體布局和大小位置進(jìn)行合理設(shè)計，例如：某地的某建筑的門窗選擇，應(yīng)根據(jù)國家和當(dāng)?shù)氐墓?jié)能計算標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行門窗的傳熱系數(shù)計算（主要影響門窗材料的因素是建筑所在地的氣候分區(qū)，建筑的使用性質(zhì)、建筑的體型系數(shù)等），選擇達(dá)標(biāo)的門窗材料和門窗厚度，才能保證門窗的節(jié)能參數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這樣的節(jié)能設(shè)計不僅能夠達(dá)到美觀的效果，同時還能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的基本要求，對于改善建筑內(nèi)部的整體居住環(huán)境有著重要作用[2]。例如，將建筑門窗幕墻運用在自己的設(shè)計當(dāng)中，也能夠達(dá)到節(jié)能和保溫的效果。當(dāng)前很多節(jié)能門窗企業(yè)將綠色節(jié)能材料合理地運用在鋁合金門窗上面，在設(shè)計時考慮到建筑高度、朝向等的因素和項目所處的環(huán)境狀況，準(zhǔn)確的計算門窗幕墻的各種性能數(shù)據(jù)，包括隔聲性、抗風(fēng)性、水密性、氣密性、保溫性以及采光性能，這種建筑門窗幕墻的形式能夠保證遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)的基本值達(dá)到要求。冬季可保持室內(nèi)熱量，夏季防止熱輻射能量進(jìn)入，從而有效降低能耗。

3.2.2 建筑門窗氣密性達(dá)到要求

門窗（本文均指建筑外墻的門窗）是整個建筑當(dāng)中不可缺少的一個重要組成部分，同時也是整個建筑中損耗較為嚴(yán)重的兩個部分。門窗在實際使用的過程中會消耗和流失掉室內(nèi)的部分熱量。因此，建筑門窗在實際設(shè)計的過程中首先應(yīng)當(dāng)重視對于這一部分的設(shè)計工作，不但注重門窗的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的達(dá)標(biāo)，也要注重門窗材料的氣密性要求，國家建設(shè)部門對各地區(qū)的不同建筑物門窗有了明確的分級要求。做門窗節(jié)能設(shè)計的時候需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測算后達(dá)標(biāo)方可使用。在滿足保溫節(jié)能、外窗氣密性、抗風(fēng)壓性等要求的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行全部的設(shè)計工作。使達(dá)標(biāo)的門窗能夠在冬夏兩個不同的季節(jié)發(fā)揮出自己的優(yōu)勢，減少熱量的散失。尤其是嚴(yán)寒地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、溫和地區(qū)等差異大的氣候分區(qū)要根據(jù)當(dāng)?shù)睾蛧覙?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理設(shè)計。

3.2.3 重視建筑設(shè)計中的遮陽設(shè)施

在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，單單只靠門窗系統(tǒng)來增強(qiáng)室內(nèi)的舒適感是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，建筑節(jié)能在建筑設(shè)計應(yīng)用過程中需要將門窗的遮陽性能綜合考慮在內(nèi)，國家節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了遮陽系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計遵循的基本原則就是朝向和日照的特點。具體可以通過添加遮陽板等外遮陽模式，以及添加窗簾、遮陽幕等形式的內(nèi)遮陽窗飾產(chǎn)品，減少陽光直接照射到房屋內(nèi)造成的刺激性的體感，提升用戶在室內(nèi)活動的舒適感，調(diào)節(jié)室內(nèi)空間的光感、溫度、濕度以及噪聲。

3.2.4 提升節(jié)能門窗的使用率

節(jié)能門窗的使用是整個建筑節(jié)能設(shè)計過程中的重要部分，節(jié)能門窗不僅能夠較好地解決傳統(tǒng)門窗中存在的保溫隔熱性能差的問題，同時還能達(dá)到安全美觀的效果。設(shè)計人員在實際設(shè)計的過程中需要將這些新型的節(jié)能門窗科學(xué)的使用在各棟建筑中，提升節(jié)能門窗的保溫隔熱效率。分析節(jié)能門窗的整體性能是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，需要從熱量的對流、熱量的傳導(dǎo)和熱量的輻射三個要素進(jìn)行分析，從而選擇不同的型材。例如，使用隔熱冷橋的方式阻止了鋁合金型材的快速熱傳導(dǎo)，能夠真正實現(xiàn)節(jié)能的目的。此外，吸熱玻璃、反射玻璃和隔熱遮光薄膜玻璃也是當(dāng)前我國門窗玻璃市場中主要使用的一項新的節(jié)能技術(shù)，這些技術(shù)在實際使用的過程中具有較好的節(jié)能效果，能夠提升節(jié)能門窗的使用。

4 建筑節(jié)能中屋面保溫隔熱節(jié)能設(shè)計

屋面保溫隔熱節(jié)能設(shè)計是整個建筑設(shè)計中比較重要的部分，對提升整體建筑質(zhì)量有著重要意義。同時還會間接地影響到整個房屋的舒適度，能夠較好地調(diào)節(jié)房間內(nèi)部的溫度攝入情況以及室內(nèi)溫度的恒溫保存等優(yōu)勢。屋面是整個建筑中的基礎(chǔ)組成部分，是與外界環(huán)境因素接觸較多的部分，對于這一部分的節(jié)能設(shè)計有著至關(guān)重要的作用。我國傳統(tǒng)建筑施工過程中使用的屋面保溫設(shè)計方式主要使用的是正鋪法（正置式屋面）的方式進(jìn)行處理，原理是把具有節(jié)能作用的材料鋪設(shè)在屋面的兩層建筑材料之間，這種方法在以前建筑中頻繁使用，在當(dāng)前很多建筑施工中仍舊還有較好的應(yīng)用。但是隨著建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展，施工企業(yè)開始逐漸意識到節(jié)能建設(shè)設(shè)計的重要性，開始逐漸出現(xiàn)倒鋪法的施工方式。以往的正鋪法主要是將防水層設(shè)置在保溫層上面，而倒鋪法（倒置式屋面）就是相反的一種施工方式，將防水層設(shè)置在保溫層下面，簡單來說就是反向做法。使用倒鋪法能夠使得整個建筑屋面的保溫效果更好，經(jīng)建筑行業(yè)的實踐證明得知，倒鋪法不但可以使屋面的使用壽命得到很大的提高，還可以起到加固屋面防水性的作用。因此，在建筑設(shè)計屋面保溫隔熱節(jié)能設(shè)計中的使用這種方式能夠幫助解決傳統(tǒng)鋪設(shè)存在的不足，使得整個建筑屋面的實際使用效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，還具有很好的節(jié)能作用，改善室內(nèi)舒適度，節(jié)約能源。

另外，在做建筑的屋面節(jié)能設(shè)計的時候，必須考慮保溫材料的燃燒性能的問題，隨著我們建筑業(yè)的快速發(fā)展，很多新型建筑材料運用到了建筑中，雖然給建筑帶來了很多新鮮活力，但是也帶來了很多威脅；一次次的火災(zāi)在警醒建筑設(shè)計的參與者們，建材的燃燒性能決定著一次火災(zāi)的火勢走向，選擇合理的保溫材料的耐火性能是必須重視的一個內(nèi)容。目前我們使用的屋面保溫材料擠塑保溫板是一種B 級的難燃燒材料，在使用過程中需要用0.5m 以上的A 型不燃材料進(jìn)行隔絕，設(shè)置隔離，阻斷豎向火焰對屋面材料的燃燒走勢。

5 建筑節(jié)能設(shè)計中的新能源節(jié)能設(shè)計

結(jié)合設(shè)計的實際使用不僅僅是需要在現(xiàn)階段的建筑設(shè)計中有相應(yīng)的體現(xiàn)，更重要的是需要將所有的節(jié)能技術(shù)以及節(jié)能能源有效地利用在內(nèi)。隨著我國新能源的不斷發(fā)展，當(dāng)前在不同的領(lǐng)域中都有太陽能、風(fēng)能、水能等新能源的節(jié)能技術(shù)的實際使用[3]。將這些新能源使用在建筑節(jié)能設(shè)計中，不僅能夠幫助建筑企業(yè)節(jié)省自己的設(shè)計和施工成本，同時還能提升整個建筑施工的效率。其中太陽能作為一種可再生、潛力最大的一種新型能源，在建筑節(jié)能設(shè)計中進(jìn)行使用具有較好的意義。太陽能是現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大清潔型能源，在實際開發(fā)和利用的過程中，既不會出現(xiàn)大氣的污染，也不會影響自然界的生態(tài)平衡，其本身具有長久性、再生性、無污染等優(yōu)點。將太陽能這種節(jié)能型能源利用在建筑節(jié)能設(shè)計中的實際效果較好。當(dāng)前，我國絕大部分建筑企業(yè)在使用太陽能節(jié)能技術(shù)時主要在被動式太陽能采暖、太陽能熱水以及主動式太陽能采暖與空調(diào)當(dāng)中。將這種新型的能源利用在屋內(nèi)采暖設(shè)備中，利用外界天氣變化頻繁的條件下，調(diào)節(jié)房屋內(nèi)的溫度，使得屋內(nèi)的居住環(huán)境更為適宜，從而使節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境的理念應(yīng)用于現(xiàn)實生活中。因此，建筑設(shè)計人員需要將以上的這幾種能源進(jìn)行有效利用，結(jié)合整體建筑施工的實際情況，合理利用身邊的自然環(huán)境資源，使其能夠正確發(fā)揮出相應(yīng)的作用，為建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展提供更好的條件和環(huán)境。

6 結(jié)語

建筑行業(yè)是我國資源損耗占比較高的一個行業(yè)，因此在建筑設(shè)計中采取合理的節(jié)能設(shè)計是非常重要的。建筑設(shè)計單位在設(shè)計時必須將建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)用在其中，對項目中外墻保溫隔熱節(jié)能設(shè)計、門窗節(jié)能設(shè)計、屋面保溫隔熱節(jié)能設(shè)計、新能源節(jié)能設(shè)計等進(jìn)行綜合設(shè)計，提升建筑的節(jié)能性能。同時還需要對一定范圍內(nèi)的建筑群體布局進(jìn)行節(jié)能方面的考慮，提升建筑工程的整體舒適性，促進(jìn)建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。