建筑工程設(shè)計(jì)中的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)研究

陳強(qiáng)

淮北工業(yè)建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 安徽 淮北 235000

1 建筑設(shè)計(jì)和節(jié)能設(shè)計(jì)聯(lián)系

現(xiàn)代化發(fā)展背景下，建筑工程和節(jié)能設(shè)計(jì)之間具有密切聯(lián)系，兩者互相影響、互相促進(jìn)，建筑工程實(shí)施綜合設(shè)計(jì)中，需要將設(shè)計(jì)重點(diǎn)放到生態(tài)平衡和環(huán)境保護(hù)當(dāng)中。人們生活質(zhì)量和生活水平持續(xù)提升背景下，對(duì)于建筑工程的節(jié)能設(shè)計(jì)、美觀性和舒適度提出更高要求。結(jié)合建筑工程施工設(shè)計(jì)角度分析，由于建筑工程開(kāi)發(fā)更加注重舒適度和美觀性，導(dǎo)致工程建設(shè)中容易消耗大量能源，使得整體建設(shè)成本進(jìn)一步擴(kuò)大。除此之外，也增加了社會(huì)資源所面對(duì)的壓力。例如在實(shí)際建設(shè)生產(chǎn)中，各種照明電器以及空調(diào)冰箱等電器容易消耗大量電力資源，產(chǎn)生大量能源消耗，立足于該種角度分析，聯(lián)系人們對(duì)于建筑外觀、居住舒適度以及生活環(huán)境的要求，產(chǎn)生了能耗和需求的矛盾。由此能夠看出在建筑工程綜合設(shè)計(jì)建設(shè)中，需要對(duì)時(shí)間關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，在保障工程建設(shè)質(zhì)量基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)，從最大限度上促進(jìn)兩者實(shí)現(xiàn)和諧發(fā)展。隨著新時(shí)期環(huán)境問(wèn)題越加突出，世界所面臨的能源危機(jī)越加嚴(yán)重，人們過(guò)度追求效益而忽略環(huán)境價(jià)值，只有保護(hù)好環(huán)境資源才能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，合理進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)可以促進(jìn)人和自然和諧相處。

2 節(jié)能建筑設(shè)計(jì)原則與思路

2.1 節(jié)能設(shè)計(jì)原則

2.1.1 最優(yōu)性原則。建筑工程在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)期間，必須在設(shè)計(jì)方案中全面貫徹最優(yōu)性原則，以此來(lái)保證建筑工程的總體質(zhì)量。在方案設(shè)計(jì)開(kāi)始前，應(yīng)該針對(duì)建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的全方位調(diào)查，通過(guò)調(diào)查能夠有效提高設(shè)計(jì)者對(duì)建筑項(xiàng)目的認(rèn)知，增加節(jié)能設(shè)計(jì)質(zhì)量。在此期間，還應(yīng)該針對(duì)建筑工程附近的生態(tài)環(huán)境與地質(zhì)情況進(jìn)行分析，并結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件來(lái)找出適合的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，只有讓建筑工程與當(dāng)?shù)厍闆r足夠契合，才能夠有效提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。除此之外，為了進(jìn)一步提高太陽(yáng)能利用率，還可以在節(jié)能設(shè)計(jì)中適當(dāng)考慮建筑物的朝向，建筑物的朝向能夠影響到建筑采光能力。對(duì)于節(jié)能建筑而言，最優(yōu)性原則關(guān)系著節(jié)能設(shè)計(jì)效果，所以必須重點(diǎn)關(guān)注各個(gè)建筑環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方式[1]。

2.1.2 合理化原則。在進(jìn)行節(jié)能建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者要始終貫徹合理化設(shè)計(jì)原則，通過(guò)加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的合理性，能夠讓整個(gè)建筑設(shè)計(jì)變得更加和諧。在節(jié)能設(shè)計(jì)期間，應(yīng)該著重考慮建筑安全性與施工穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，能夠有效提高建筑節(jié)能設(shè)計(jì)質(zhì)量。貫徹合理化設(shè)計(jì)的主要目的就是加強(qiáng)節(jié)能、建筑設(shè)計(jì)之間的融合，因此在節(jié)能設(shè)計(jì)中落實(shí)合理化原則可以進(jìn)一步提高建筑節(jié)能設(shè)計(jì)品質(zhì)。

2.1.3 互動(dòng)性原則。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)者有必要遵循互動(dòng)性原則來(lái)完成設(shè)計(jì)規(guī)劃。即在設(shè)計(jì)階段主動(dòng)提高建筑、環(huán)境、居民三者之間的整體互動(dòng)性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合用戶要求來(lái)確定建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方案，在保證建筑功能性的同時(shí)協(xié)調(diào)建筑與附近環(huán)境之間的關(guān)系。這種設(shè)計(jì)方式不僅可以增加建筑居住體驗(yàn)，還能夠讓設(shè)計(jì)方案的整體質(zhì)量得到明顯提升。需要注意的是，節(jié)能設(shè)計(jì)正是建筑工程設(shè)計(jì)的重要發(fā)展趨勢(shì)，所以有必要通過(guò)融入互動(dòng)性原則來(lái)保證設(shè)計(jì)效果。

2.2 節(jié)能設(shè)計(jì)思路

對(duì)于節(jié)能建筑而言，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是必然的發(fā)展趨勢(shì)，能夠?qū)θ藗兊纳?、工作帶?lái)非常大的影響。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)并不會(huì)刻意追求建筑節(jié)能性，而節(jié)能設(shè)計(jì)則能夠在資源層面大幅降低損耗，這種節(jié)能模式無(wú)論是經(jīng)濟(jì)性還是社會(huì)效益，都將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，因此，節(jié)能建筑是契合時(shí)代發(fā)展特征的一種重要建筑形式。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性毋庸置疑，就目前而言，我國(guó)有很多建筑物其主體設(shè)計(jì)與建筑裝修將會(huì)分別進(jìn)行，有時(shí)業(yè)主會(huì)在裝修過(guò)程中改變?cè)械脑O(shè)計(jì)布局，進(jìn)而導(dǎo)致資源浪費(fèi)的問(wèn)題發(fā)生。因此在開(kāi)展建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注整體設(shè)計(jì)與室內(nèi)裝修之間的結(jié)合，通過(guò)在建筑施工中發(fā)揮節(jié)能作用，可以讓建筑物的節(jié)能設(shè)計(jì)質(zhì)量得到保障。除此之外，建筑設(shè)計(jì)期間還應(yīng)該注意建筑物本體結(jié)構(gòu)的節(jié)能作用，通過(guò)細(xì)致規(guī)劃房間縱深、門(mén)窗位置、大小等細(xì)節(jié)，可以有效提高建筑物的通風(fēng)性能與采光。通過(guò)對(duì)建筑區(qū)域的日照、降雨等因素進(jìn)行綜合分析，并加強(qiáng)對(duì)于新能源、新材料的應(yīng)用，還可以進(jìn)一步提高節(jié)能設(shè)計(jì)效果，讓建筑節(jié)能設(shè)計(jì)變得更加和諧[2]。

3 建筑工程設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)分析

3.1 建筑物各個(gè)部位的節(jié)能設(shè)計(jì)分析

建筑物各個(gè)部分的節(jié)能設(shè)計(jì)屬于建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)得一種方式，建筑物在設(shè)計(jì)期間需要在滿足功能性的同時(shí)對(duì)各個(gè)部位的造型、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行優(yōu)化，然后借助建筑物外部環(huán)境來(lái)滿足建筑物節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。

3.1.1 屋頂節(jié)能。建筑物的屋頂部分至關(guān)重要，作為建筑物直接接觸外部空氣的重要結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)能夠提高建筑物的綜合性能，建筑物的整體質(zhì)量也將因此而有所提高。在開(kāi)展節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)坡屋頂設(shè)計(jì)、加強(qiáng)保溫的方式來(lái)保證節(jié)能效果，如有必要還可以結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置隔熱屋面。例如采用蓄水、種植屋面的方式來(lái)強(qiáng)化隔熱能力[3]。除此之外，還可以設(shè)置通風(fēng)屋頂，對(duì)強(qiáng)烈的太陽(yáng)光進(jìn)行合力攔截，順利排放室內(nèi)熱氣。

3.1.2 樓板層節(jié)能。樓板層的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該著重利用結(jié)構(gòu)來(lái)保證節(jié)能效果，通過(guò)中空設(shè)計(jì)，并對(duì)樓板吊頂進(jìn)行優(yōu)化，便可以降低能源消耗，例如通過(guò)加設(shè)循環(huán)水管，便可以在夏季時(shí)采用冷水循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)降溫；冬季同理，可以利用熱水循環(huán)來(lái)為屋子進(jìn)行取暖。需要注意的是，水循環(huán)設(shè)計(jì)應(yīng)該注意管線質(zhì)量，否則很容易縮短使用壽命。

3.1.3 外墻體節(jié)能。外墻作為整個(gè)建筑系統(tǒng)重要維護(hù)結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)時(shí)間暴露在外，為此需要重視外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)，大部分條件下，建筑外墻可以進(jìn)一步分成非承重以及承重墻兩種形式，發(fā)揮著有效的保溫、支撐作用，不同材質(zhì)和不同形式外墻結(jié)構(gòu)應(yīng)該選擇不同保溫設(shè)計(jì)方法，滿足建筑工程節(jié)能要求。在設(shè)計(jì)中還需要迎合建筑隔音要求，所選外墻保溫材料涵蓋擠塑保溫板、膠粉聚苯漿料以及聚乙烯泡沫板泡沫板等材料。

墻體節(jié)能設(shè)計(jì)不僅應(yīng)該注意針對(duì)氣候條件進(jìn)行防潮、隔熱等設(shè)計(jì)，還應(yīng)該針對(duì)微氣候環(huán)境條件來(lái)進(jìn)行特殊改造，例如在冬季寒冷地區(qū)，就可以通過(guò)夾心墻體以及各種蓄熱墻體來(lái)保證外墻問(wèn)題。而在氣候環(huán)境干熱的地區(qū)，則可以在外墻設(shè)計(jì)中加設(shè)風(fēng)口，根據(jù)需求的不同，墻體設(shè)計(jì)方式將會(huì)有所調(diào)整。只要能夠結(jié)合墻體需求同時(shí)兼顧耐久性與功能性，就能夠讓外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)滿足建筑工程。

3.1.4 建筑門(mén)窗設(shè)計(jì)。優(yōu)化門(mén)窗設(shè)計(jì)，門(mén)窗作為建筑內(nèi)部空間冷熱交換最為活躍和敏感的環(huán)節(jié)，相關(guān)保溫性會(huì)直接影響建筑采暖質(zhì)量和氣密性。為此，門(mén)窗設(shè)計(jì)同時(shí)也是節(jié)能設(shè)計(jì)核心。在實(shí)施綜合設(shè)計(jì)中，需要聯(lián)系特定區(qū)域的環(huán)境特征和氣候條件，進(jìn)一步擴(kuò)大和外墻比例，改善墻體厚度和氣密性，優(yōu)化門(mén)窗保溫隔熱能力。門(mén)窗設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重中之重，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，高能耗建筑中約有40%左右的能耗都是從門(mén)窗中散失的，所以應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于門(mén)窗節(jié)能的重視程度，以此來(lái)強(qiáng)化節(jié)能質(zhì)量。門(mén)窗節(jié)能設(shè)計(jì)可以通過(guò)以下幾點(diǎn)來(lái)完成：第一，優(yōu)化窗墻比。建筑窗墻比就是窗洞、立面單元面積之間的比值，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，朝向不同的建筑物對(duì)窗墻比有明確規(guī)定，所以在節(jié)能設(shè)計(jì)中，必須找出適合的窗墻比值來(lái)加強(qiáng)保溫、傳熱效果。第二，提高外窗氣密性。外窗氣密性可以有效減少空氣滲透所帶來(lái)的影響，可以通過(guò)設(shè)置泡沫密封條等方式來(lái)提高窗戶的密封程度。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該結(jié)合建筑需求來(lái)選擇外窗密封材料，密封設(shè)計(jì)期間應(yīng)該盡量選擇有彈性的材料，例如毛氈、聚乙烯泡沫等密封材料。在此期間，還應(yīng)該注意框與扇等結(jié)構(gòu)方面的密封設(shè)計(jì)，只要能夠從細(xì)節(jié)中保證密封效果，就能夠有效降低外窗能耗，保證建筑節(jié)能質(zhì)量。

3.1.5 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)部節(jié)能設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)細(xì)部節(jié)能是建筑物節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，可以從各部位細(xì)節(jié)入手來(lái)完成節(jié)能設(shè)計(jì)。第一，熱橋位置要注意加強(qiáng)保溫性，并防止斷橋問(wèn)題的發(fā)生。第二，外墻出挑、附墻部件如陽(yáng)臺(tái)、凸窗等應(yīng)該專(zhuān)門(mén)進(jìn)行隔斷熱橋與保溫。第三，窗口外側(cè)墻布要加強(qiáng)保溫處理，然后針對(duì)門(mén)窗與墻體縫隙進(jìn)行添堵，選擇保溫材料時(shí)要注意其質(zhì)量與性能，避免因?yàn)椴牧祥_(kāi)裂問(wèn)題而影響到建筑節(jié)能效果。

3.2 太陽(yáng)能技術(shù)

太陽(yáng)能作為一種取之不盡的重要能源，同時(shí)具有清潔性、儲(chǔ)量大等優(yōu)勢(shì)，在建筑節(jié)能領(lǐng)域中，太陽(yáng)能是一種常見(jiàn)清潔能源，所以在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵。通常情況下，太陽(yáng)能技術(shù)在設(shè)計(jì)階段可以分為被動(dòng)、主動(dòng)、綜合利用等多個(gè)途徑，只要能夠結(jié)合建筑需求來(lái)選擇太陽(yáng)能技術(shù)的使用方式，就能夠有效提高節(jié)能效果。而且需要注意的是，清潔能源作用我國(guó)近些年重點(diǎn)研究的能源項(xiàng)目，太陽(yáng)能技術(shù)將會(huì)隨著時(shí)代發(fā)展而持續(xù)優(yōu)化，優(yōu)化后的太陽(yáng)能技術(shù)還將進(jìn)一步影響到太陽(yáng)能建筑的設(shè)計(jì)。

3.2.1 太陽(yáng)能光熱技術(shù)分析。光熱技術(shù)是一種常見(jiàn)的建筑節(jié)能技術(shù)，太陽(yáng)能熱水器便是光熱技術(shù)的一種外在體現(xiàn)。通過(guò)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中為各個(gè)家庭安裝具有獨(dú)立性的太陽(yáng)能熱水器，能夠有效降低電力能源的消耗。由于太陽(yáng)能熱水器對(duì)建筑外觀的影響非常大，所以在設(shè)計(jì)階段，必須利用適合的方式令熱水器與建筑物相融合，避免出現(xiàn)景觀不和諧的情況。很多建筑工程因?yàn)闊崴鞯脑O(shè)計(jì)不合理，還會(huì)出現(xiàn)先裝后拆的問(wèn)題，這樣不僅會(huì)影響到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)質(zhì)量，還將會(huì)延長(zhǎng)工程周期，增加成本投入。所以應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段便注意對(duì)光熱技術(shù)的利用，以此來(lái)防止后續(xù)修改設(shè)計(jì)的情況發(fā)生。

3.2.2 太陽(yáng)能采暖技術(shù)。太陽(yáng)能采暖通常可以分為兩種形式，即被動(dòng)采暖與主動(dòng)采暖，其中被動(dòng)采暖相對(duì)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)對(duì)建筑朝向、環(huán)境進(jìn)行科學(xué)布置，加以配合材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便可以令建筑物利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)被動(dòng)采暖。而主動(dòng)采暖則要利用常規(guī)能源來(lái)進(jìn)行輔助，例如通過(guò)水泵、風(fēng)機(jī)來(lái)作為動(dòng)力源，通過(guò)將太陽(yáng)能集熱器中的熱水、熱空氣送入至屋內(nèi)。

3.2.3 太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)。太陽(yáng)能空調(diào)可以分為光電轉(zhuǎn)換加電力驅(qū)動(dòng)的常規(guī)制冷技術(shù)，以及由太陽(yáng)熱能所驅(qū)動(dòng)的制冷技術(shù)，從太陽(yáng)能系統(tǒng)與制冷熱源溫度來(lái)進(jìn)行劃分，可以將空調(diào)分為高中低三類(lèi)空調(diào)，只有在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中選擇適合的空調(diào)類(lèi)型，才能夠保證節(jié)能效果。設(shè)計(jì)人員在建筑工程施工中還需要針對(duì)不同資源實(shí)施優(yōu)化配置，科學(xué)處理各種生產(chǎn)廢料，促進(jìn)廢料實(shí)現(xiàn)二次利用。資源能源循環(huán)利用中，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)，積極參考開(kāi)發(fā)商和用戶要求，配置完善系統(tǒng)。

3.3 采暖規(guī)劃分析

在建筑節(jié)能采暖設(shè)計(jì)期間，要對(duì)建筑選址、分區(qū)、布局等多個(gè)方面來(lái)進(jìn)行綜合參考，然后利用季風(fēng)方向、太陽(yáng)能等外部環(huán)境來(lái)調(diào)節(jié)建筑溫度，在不影響建筑功能性的同時(shí)節(jié)約能量。例如，建筑選址應(yīng)該盡量避免凹地位置，因?yàn)槎镜暮錃饬鲗?huì)出現(xiàn)霜凍效應(yīng)，為了保持內(nèi)溫將會(huì)提高能耗。節(jié)能建筑只有從采光、通風(fēng)、保溫等一系列因素中進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，才能夠有效提高節(jié)能效果，避免能耗過(guò)大的問(wèn)題發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，節(jié)能建筑設(shè)計(jì)是建筑領(lǐng)域的一種發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)加強(qiáng)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，能夠在不影響建筑功能、美觀性的同時(shí)降低能耗，只有找到適合的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，才能夠?qū)⒐?jié)能效果完全發(fā)揮出來(lái)。相信隨著更多人了解到節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的重要性，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)一定會(huì)變得更加完善。