建筑設(shè)計與節(jié)能環(huán)保

王珠

中天建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江 杭州 310000

引言

綠色發(fā)展已經(jīng)成為五大發(fā)展理念之一。在此背景下，建筑企業(yè)需要積極地打造綠色城市，提高建設(shè)水平。建筑行業(yè)的高耗能、高污染現(xiàn)狀嚴(yán)重阻礙了綠色城市建設(shè)的快速推進(jìn)。因此，設(shè)計人員需要堅持環(huán)保節(jié)能理念，優(yōu)化建筑設(shè)計，以此來提高建筑的綠色性、節(jié)能性、環(huán)保性，從而滿足人們對建筑性能的需求。

1 建筑設(shè)計中節(jié)能建筑設(shè)計的重要作用

近年來，我國社會高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平迅速提高，城市化進(jìn)程也在不斷加快。與此同時，過度開發(fā)能源的情況也不斷加劇，我國乃至整個世界均發(fā)生了能源危機(jī)，能源大幅度減少的同時也嚴(yán)重污染了環(huán)境。我國雖然幅員遼闊，但人口基數(shù)同樣很大，人均土地面積與資源較少。此外，受各種因素的影響，我國使用的能源主要為煤炭。對不可再生能源的過度依賴造成我國的能源結(jié)構(gòu)過于單一，這也是造成能源短缺的主要因素。如今，我國開始加快城市化建設(shè)的腳步，其需要消耗大量的鋼筋、電能、水泥、水等能源。因此，為了節(jié)約能源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，加強(qiáng)節(jié)能建筑設(shè)計十分重要[1]。

2 為什么要增加建筑技術(shù)中節(jié)能環(huán)保的比重

在當(dāng)前的大環(huán)境下，我國提倡建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，國家和人民更加重視保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源。因此，消耗大量資源以及可能對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染的建筑行業(yè)，必須積極響應(yīng)節(jié)能環(huán)保政策，在建筑設(shè)計方面采取節(jié)能環(huán)保措施是很有必要的。目前，我國節(jié)能環(huán)保的建筑設(shè)計成本可能比非節(jié)能環(huán)保的建筑設(shè)計成本要大，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，前者的成本必定會比后者成本更少。當(dāng)下，許多城市在開展老舊城區(qū)改造工作，但是在改造的過程中，相關(guān)部門不了解當(dāng)?shù)氐那闆r，忽視了居民對舒適性的要求；同時，改造部位多為門窗外柵欄等外部部位，可再生資源未得到充分利用。這些問題都說明了當(dāng)前我國建筑設(shè)計需要節(jié)能環(huán)保。下面以北方寒冷地區(qū)的房屋建筑為例。在北方房屋采用外墻外保溫技術(shù)、屋頂平改技術(shù)、門窗更換技術(shù)、遮陽技術(shù)之前，北方家庭每年冬季需要繳納高額的暖氣費(fèi)，政府也需要提供大量的燃料，空氣污染問題嚴(yán)重。最終，人民生活成本不斷增加，居住環(huán)境變得越來越差。因此，增加建筑技術(shù)中節(jié)能環(huán)保的比重是有必要的[2]。

3 如何實現(xiàn)建筑設(shè)計中的節(jié)能環(huán)保

3.1 減少建筑內(nèi)部設(shè)備能耗

當(dāng)前時期，為了加強(qiáng)建筑節(jié)能措施的應(yīng)用，相關(guān)單位及人員首先需要對建筑內(nèi)部設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程的能耗量進(jìn)行充分了解，并對部分能耗過大或使用時間過長的老舊設(shè)備進(jìn)行更換，同時，由于設(shè)備操作不當(dāng)同樣會引起能源消耗過大現(xiàn)象，因此，當(dāng)建筑施工及后期運(yùn)轉(zhuǎn)時，相關(guān)單位需要安排專業(yè)人員對設(shè)備操作過程實施監(jiān)督管控，確保設(shè)備操作過程嚴(yán)格按照操作規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，避免能源浪費(fèi)等現(xiàn)象的出現(xiàn)，促進(jìn)建筑整體節(jié)能化水平的提高。

3.2 加強(qiáng)對新空調(diào)技術(shù)的使用

空調(diào)在人們的日常生活中發(fā)揮著重要作用，不管是夏天還是冬天，人們都需要使用空調(diào)。然而，空調(diào)運(yùn)行需要大量能源，建筑設(shè)計人員必須將建筑物能源供應(yīng)與新能源有關(guān)技術(shù)結(jié)合起來，引進(jìn)新的、先進(jìn)的空調(diào)技術(shù)，調(diào)整目前的空調(diào)使用方式，以減少不必要的能源浪費(fèi)。不能直接使用特定的空調(diào)技術(shù)，而要將冷卻系統(tǒng)改造成一個匹配的冷卻塔，從而進(jìn)一步減少空調(diào)操作所需的能量，同時還要調(diào)整空調(diào)的空氣供應(yīng)量，以控制室內(nèi)溫度并確保室內(nèi)舒適。建筑公司必須充分考慮客戶的需要，可設(shè)計安裝變頻空調(diào)或變風(fēng)量系統(tǒng)，其主要通過改變頻率或送風(fēng)量，以控制建筑物內(nèi)的溫度和濕度，從而達(dá)到最低限度的能源消耗。使用變頻空調(diào)或變風(fēng)量系統(tǒng)，可大幅度降低供熱和制冷成本，減少能源消耗，實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)?？勺兛照{(diào)系統(tǒng)由溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、控制器和其他基本部件組成，根據(jù)室內(nèi)溫度傳感器的指令實現(xiàn)溫度控制。在變頻空調(diào)系統(tǒng)的操作過程中，最大負(fù)荷的情況較為罕見，僅為總運(yùn)行時間的1/10，消耗的資源較少，可實現(xiàn)節(jié)能減排。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)屬于全空氣系統(tǒng)類別，系統(tǒng)中的冷凍和冷凝水管不會通過傳統(tǒng)的建筑吊頂方式安裝，使得霉變等問題出現(xiàn)的概率得到了明顯降低。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)能夠使住戶更便利、有效地實現(xiàn)節(jié)能和保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。作為空調(diào)的使用者，應(yīng)當(dāng)充分了解空調(diào)的使用技巧，減少能源消耗，在滿足溫度需求的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。

3.3 外門窗節(jié)能設(shè)計

在建筑能耗耗損中，外門窗屬于能耗損失最多的位置，在整體能耗散失中占據(jù)了很大的比例。因此，設(shè)計人員在進(jìn)行該部位設(shè)計時，需要在確保外門窗的功能基礎(chǔ)上，較大程度地降低外門窗的開口面積，以達(dá)到降低能耗的效果。由于目前并未設(shè)置統(tǒng)一的外門窗節(jié)能材料選擇標(biāo)準(zhǔn)，所以設(shè)計人員需要結(jié)合建筑物當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r確定適宜的建筑材料。例如，北方氣候偏冷，外門窗材料選擇時多采用塑鋼材料門窗，這種材料能夠規(guī)避金屬窗的冷橋現(xiàn)象發(fā)生。如果建筑物位于四季氣候較為顯著的地區(qū)，那么在選擇材料時，多推薦使用鍍膜玻璃和中空玻璃，這兩種材料能夠適應(yīng)四季冷熱交替的氣候條件?？傮w來說，設(shè)計人員在進(jìn)行外門窗節(jié)能設(shè)計過程中，需要綜合多種因素考慮，選擇適宜的外門窗材料進(jìn)行建筑設(shè)計，既能滿足居住使用需求，也起到節(jié)能環(huán)保的目的。

3.4 空調(diào)環(huán)保節(jié)能設(shè)計

空調(diào)在運(yùn)行的過程中會消耗大量的能源，這不利于提高能源利用率。在開展建筑設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要針對空調(diào)的使用，制訂科學(xué)的建筑環(huán)保節(jié)能方案，以促進(jìn)社會健康發(fā)展。隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)、智能技術(shù)的發(fā)展水平日益提高。設(shè)計人員應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、智能技術(shù)來指導(dǎo)空調(diào)設(shè)計工作，可以實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)空調(diào)功率的目標(biāo)，從而在節(jié)約電能的同時，滿足人們對溫度的要求。因此，設(shè)計人員可以選擇智能且節(jié)能的空調(diào)來避免能源的浪費(fèi)[3]。

3.5 積極應(yīng)用新材料

在進(jìn)行節(jié)能建筑設(shè)計時，其節(jié)能不僅體現(xiàn)在技術(shù)層面，更關(guān)鍵的是創(chuàng)新材料。研究新型節(jié)能材料并應(yīng)用，不但可以降低建筑造價成本，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時還能提升其使用性能和保溫效果，從而降低采暖環(huán)節(jié)的能源損耗，達(dá)到節(jié)能效果。目前，我國常用的節(jié)能材料主要有以下幾種。①抑菌建筑材料。該材料能夠有效抑制細(xì)菌生長，可保證建筑的衛(wèi)生條件及使用者的安全。②碳素纖維建筑材料。該材料具有良好的力學(xué)性能，耐高溫及腐蝕性強(qiáng)，同時能夠自我清潔。③綠色植物建筑材料，環(huán)保性強(qiáng)且使用周期長。④可回收性建筑材料，如小型鋼部件、玻璃、木頭等材料，安裝與組合更加方便且能夠重復(fù)回收利用。建筑不同位置對建筑材料的要求不同，施工人員應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的材料，例如外墻保溫材料的厚度要足夠薄，防火性能良好，適應(yīng)性廣。

3.6 減少建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損耗

對于建筑圍欄結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在建筑設(shè)計中具有較高難度。建筑圍欄是能源損耗較高的保溫材料，要想更好地落實建筑節(jié)能效果，可以在墻體內(nèi)部或外部使用保溫材料，達(dá)到較好的保溫效果，以此降低能源損耗。在氣候較為嚴(yán)寒時，可以通過選擇節(jié)能型的建筑圍欄，降低建筑物內(nèi)部的能量損失。當(dāng)氣候較為炎熱時，可以通過增加建筑內(nèi)部的通風(fēng)，減少建筑物內(nèi)部熱量聚集度，最終使得建筑物內(nèi)部溫度維持在適宜狀態(tài)，給居住者較為舒適的居住環(huán)境。我國建筑圍欄結(jié)構(gòu)可以更好地發(fā)揮節(jié)能環(huán)保效果，依靠太陽能以及對自然光照的控制，完成對墻體外部熱量吸收的調(diào)節(jié)。

3.7 爭取使建筑向陽、避風(fēng)建造

在建筑設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該爭取使建筑向陽避風(fēng)建造，以保證建筑物的保暖節(jié)能性。特別是北方寒冷地區(qū)的建筑物更應(yīng)該向陽、避風(fēng)。建筑向陽方面：在開展建筑向陽設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要根據(jù)建筑工程的區(qū)域、人們對溫度的要求等，合理選擇建筑物的朝向。在北方地區(qū)，設(shè)計人員需要考慮日照時間、太陽照射的方向、樓間距、建筑工程所在的緯度等因素，選擇合適的朝向。建筑避風(fēng)方面：在開展建筑避風(fēng)設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要了解與分析不同建筑部位的風(fēng)壓，合理地制訂建筑設(shè)計方案，從而科學(xué)確定各類門窗洞口和通風(fēng)口的位置。這既有利于通風(fēng)，又可以減少風(fēng)對建筑物的不利影響。因此，設(shè)計人員需要吸收與借鑒其他建筑物的設(shè)計理念、建設(shè)方式，提高建筑設(shè)計水平，爭取使建筑向陽、避風(fēng)建造。廣州市氣象監(jiān)測預(yù)警中心地下車庫采用下沉式庭院及天井，實現(xiàn)了自然采光和自然通風(fēng)。由此可見，該地下車庫設(shè)計符合節(jié)能環(huán)保理念，滿足了人們對地下車庫的采光與通風(fēng)要求。設(shè)計人員需要認(rèn)真研究該地下車庫的設(shè)計經(jīng)驗，并且根據(jù)實際情況來完善與創(chuàng)新設(shè)計工作，從而保證建筑設(shè)計效果[4]。

3.8 合理使用水資源和冷暖資源

在人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫降闹T多資源里，水資源是十分關(guān)鍵的一項資源。因此，在進(jìn)行民用建筑設(shè)計過程中，設(shè)計人員需用針對水資源進(jìn)行科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計，盡可能減少水資源的浪費(fèi)。例如，設(shè)計人員可以在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，將污水回收系統(tǒng)融入建筑設(shè)計里，將生活污水、廢水統(tǒng)一收集起來，采取污水凈化措施，從而實現(xiàn)污水廢水再利用。除此之外，設(shè)計人員還可以考慮增加人工濕地的設(shè)計，將生活污水排放到人工濕地，不僅解決了污水處理問題，也為城市增加了一片綠植，保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。設(shè)計人員在充分利用水資源的同時，還需要綜合考慮冷暖資源的科學(xué)合理使用。由于現(xiàn)在居民大多采取冷暖空調(diào)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，通常是白天晚上都在使用空調(diào)，這在一定程度上造成了電能資源的耗費(fèi)。所以，設(shè)計人員可以在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，將建筑智能化使用引入到設(shè)計方案中，實現(xiàn)智能化控制建筑內(nèi)部問題，保持室溫穩(wěn)定在適宜溫度狀態(tài)。

3.9 符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

①在開展節(jié)能建筑工程時，其運(yùn)行、設(shè)計、管理、驗收及施工等所有環(huán)節(jié)均要符合《通用規(guī)范》的相關(guān)要求。②在進(jìn)行節(jié)能建筑設(shè)計時，設(shè)計人員要結(jié)合建筑的整體設(shè)計，計算建筑的碳排放量并制作分析報告，保證碳排放量符合國家規(guī)定。③如果節(jié)能建筑設(shè)計應(yīng)用了可再生能源系統(tǒng)，如地源熱泵、空氣源熱泵、太陽能光伏等，則需要確保其達(dá)到《通用規(guī)范》中的要求與明確指標(biāo)。以太陽能光伏為例，為了滿足“雙碳”目標(biāo)與城市建設(shè)要求，節(jié)能建筑設(shè)計時必須進(jìn)行太陽能系統(tǒng)安裝。在設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)保證其年發(fā)電總量及系統(tǒng)裝機(jī)容量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。④在進(jìn)行節(jié)能建筑設(shè)計時，設(shè)計人員需要保證其熱工性能限值達(dá)到要求。《通用規(guī)范》對該限值進(jìn)行了更改，其節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)相比于現(xiàn)行行業(yè)及國家標(biāo)準(zhǔn)降低了20%與30%，公共建筑的平均節(jié)能率更改為72%，寒冷及嚴(yán)寒區(qū)域居住建筑的平均節(jié)能率更改為75%，而其他區(qū)域居住建筑的平均節(jié)能率更改為65%。⑤為了保證建筑耗能的進(jìn)一步降低，《通用規(guī)范》對照明與暖通空調(diào)系統(tǒng)效率提出了更高要求，設(shè)計人員需要保證節(jié)能建筑設(shè)計符合目標(biāo)值要求[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑行業(yè)作為現(xiàn)代社會建設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)，對人們?nèi)粘９ぷ魃罴吧鐣l(fā)展有著極大的影響；而當(dāng)建筑工程施工建設(shè)過程中會涉及大量施工材料及資源，且產(chǎn)生相應(yīng)的建筑垃圾與廢棄物，極易造成大量資源能源的消耗，影響著工程自身及施工單位經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的提高；為了改變這一現(xiàn)狀，施工單位及人員需要積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的思想理念，加強(qiáng)新能源在建筑設(shè)計施工中的應(yīng)用，并結(jié)合現(xiàn)代化施工技術(shù)與設(shè)備設(shè)施，提高資源利用率，避免浪費(fèi)現(xiàn)象的出現(xiàn)，強(qiáng)化提高建筑自身的節(jié)能化與環(huán)保性，進(jìn)而推動現(xiàn)代建筑行業(yè)及社會整體的健康發(fā)展。