建筑設(shè)計(jì)職稱(chēng)論文節(jié)能型建筑的設(shè)計(jì)探討

　　摘要: 為降低建筑耗能，實(shí)現(xiàn)國(guó)家減排目標(biāo)，勢(shì)必大力發(fā)展節(jié)能型建筑。節(jié)能型建筑已被建設(shè)部納入今后城市建設(shè)的重點(diǎn)發(fā)展方向，相關(guān)的指引、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)也相繼出臺(tái)。筆者從節(jié)能型建筑的概念出發(fā)，對(duì)節(jié)能型建筑的設(shè)計(jì)原則、內(nèi)容及方法進(jìn)行探討。

　　關(guān)鍵詞:節(jié)能型建筑,概念,設(shè)計(jì)原則,節(jié)能技術(shù)

　　1引言

　　國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)能源，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)能源的依賴(lài)更為嚴(yán)重。目前我國(guó)能源消費(fèi)的速度超過(guò)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，全社會(huì)能耗情況不容樂(lè)觀。當(dāng)前建筑耗能已與工業(yè)耗能、交通耗能并列，成為我國(guó)能源消耗的三大“耗能大戶(hù)”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升，呈急劇上揚(yáng)趨勢(shì)。相關(guān)資料顯示，建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空調(diào)等)約占全社會(huì)總能耗的30%，其中最主要的是采暖和空調(diào)，占到20%。而這“30%”還僅僅是建筑物在建造和使用過(guò)程中消耗的能源比例，如果再加上建材生產(chǎn)過(guò)程中耗掉的能源(占全社會(huì)總能耗的16.7%)，和建筑相關(guān)的能耗將占到社會(huì)總能耗的46.7%。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢(shì)在必行。

　　2節(jié)能型建筑的概念

　　節(jié)能型建筑是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過(guò)程中,通過(guò)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì), 是整個(gè)建筑全壽命過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備,執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)建筑物節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行管理,合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運(yùn)行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。

　　如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢(shì)在必行。

　　3節(jié)能型建筑的設(shè)計(jì)原則、內(nèi)容和方法

　　根據(jù)節(jié)能型建筑的概念和特點(diǎn)，節(jié)能型建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)本著因地制宜的原則，對(duì)建筑全壽命過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，它主要包含以下幾個(gè)部分：

　　3.1屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

　　屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個(gè)重要部分,主要節(jié)能措施為:①采用坡屋頂;②加強(qiáng)屋面保溫措施;③根據(jù)需要,設(shè)置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。

　　3.2樓板層的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　主要是利用其結(jié)構(gòu)中空空間,以及對(duì)樓板吊頂造型加以設(shè)計(jì)。如將循環(huán)水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環(huán)降低室內(nèi)溫度,冬季利用熱水循環(huán)取暖。

　　3.3建筑外圍護(hù)墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)除了適應(yīng)氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應(yīng)體現(xiàn)在能夠改善微氣候環(huán)境條件的特殊構(gòu)造上,為了適應(yīng)當(dāng)?shù)馗蔁釟夂驐l件在墻體中的風(fēng)口設(shè)計(jì)等;在大廈外墻中,則外加了一種“捕風(fēng)墻”的特殊構(gòu)造設(shè)計(jì),在建筑兩側(cè)設(shè)陽(yáng)臺(tái)開(kāi)口,開(kāi)口兩側(cè)外墻上布置兩片擋風(fēng)墻,使兩通風(fēng)墻形成喇叭狀的口袋, 將風(fēng)捕捉到陽(yáng)臺(tái)內(nèi),然后通過(guò)陽(yáng)臺(tái)門(mén)的開(kāi)口大小控制進(jìn)風(fēng)量,形成“空氣鎖”,可以有效地控制室內(nèi)通風(fēng)。

　　3.4建筑門(mén)窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)資料, 在我國(guó)既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過(guò)門(mén)窗散失的。因此,解決好門(mén)窗節(jié)能的問(wèn)題相當(dāng)重要。

　　3.5建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件(屋頂、外墻、地基、隔熱材料、密封材料、外門(mén)和窗、遮陽(yáng)設(shè)施)直接與外環(huán)境接觸，發(fā)生熱輻射交換，對(duì)建筑建筑能耗、室內(nèi)環(huán)境性能、熱舒適環(huán)境有著根本的影響。建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，減少能量損失，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能和密閉性能。

　　細(xì)部的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于建筑物的整體節(jié)能也非常重要,應(yīng)從以下各部位著手:

　　3.5.1熱橋部位應(yīng)采取可靠的保溫與“斷橋”措施;

　　3.5.2外墻出挑構(gòu)件及附墻部件,如陽(yáng)臺(tái)、雨罩、靠外墻陽(yáng)臺(tái)欄板、空調(diào)室外機(jī)擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應(yīng)采取隔斷熱橋和保溫措施;

　　3.5.3窗口外側(cè)四周墻面,應(yīng)進(jìn)行保溫處理;

　　3.5.4門(mén)、窗框與墻體之間的縫隙,應(yīng)采用高效保溫材料填堵;

　　3.5.5門(mén)、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開(kāi)裂, 影響門(mén)、窗的熱工性能;

　　3.5.6采用全玻璃幕墻時(shí),隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙, 應(yīng)填充保溫材料。建筑采用外遮陽(yáng)措施可以阻隔太陽(yáng)光對(duì)建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接照射，避免陽(yáng)光透過(guò)玻璃直接照射室內(nèi)，有效的減少了太陽(yáng)光與建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)的熱傳遞，降低了建筑外表和室內(nèi)溫度，從而達(dá)到降低能耗節(jié)能的效果。

　　3.6規(guī)劃的節(jié)能設(shè)計(jì)。

　　規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)涉及建筑選址、外部環(huán)境設(shè)計(jì)、總平面建筑群體布局設(shè)計(jì)等內(nèi)容。建筑選址要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑼临|(zhì)、水質(zhì)、地形及周?chē)h(huán)境條件等因素的綜合狀況來(lái)確定。合理的選址可避免日后建筑運(yùn)行過(guò)程中不必要能耗，為單體的建筑節(jié)能創(chuàng)造好的外部條件。以我國(guó)南方地區(qū)為例，如居住區(qū)選址于綠化情況良好、有湖泊水面且位于夏季主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向區(qū)域，將有利于住宅自然風(fēng)的引入，降低夏季住宅熱輻射，提高舒適度，從而節(jié)約空調(diào)用量。外部環(huán)境與建筑功能相匹配，將大大減少日后使用過(guò)程中資源的浪費(fèi)和損耗。

　　外部環(huán)境設(shè)計(jì)是指建筑物外部微觀環(huán)境的設(shè)計(jì)。它雖然依賴(lài)于選址的外部大環(huán)境，但當(dāng)外部大的自然環(huán)境條件不理想時(shí)，可以通過(guò)合理的環(huán)境設(shè)計(jì)來(lái)改善建筑周?chē)奈⒂^環(huán)境，使之與建筑功能緊密結(jié)合，為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件。在這方面做得最好的是我國(guó)古代的園林設(shè)計(jì)。園內(nèi)通過(guò)植樹(shù)、挖池、堆山等環(huán)境設(shè)計(jì)手法，增加了園內(nèi)綠化和水面。達(dá)到了平衡溫濕度、凈化空氣，降低噪音，收集雨水等改善微觀環(huán)境的效果。這些設(shè)計(jì)手法現(xiàn)在依然值得我們借鑒。

　　總平面建筑群體布局設(shè)計(jì)也是規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)的重要組成部分，它可以為建筑節(jié)能創(chuàng)造有利的微觀環(huán)境條件。例如我國(guó)南方地區(qū)建筑群布局可結(jié)合日照間距等因素，在夏季主導(dǎo)風(fēng)向迎風(fēng)向形成前低后高的建筑布局，并結(jié)合夏季主導(dǎo)風(fēng)向設(shè)置入風(fēng)口和出風(fēng)口，使空氣流通形成“風(fēng)道”。這樣可以充分利用夏季風(fēng)，加快建筑物與空氣的熱交換，有效降低建筑物的表面溫度。這樣的布局也能阻礙冬季北面吹來(lái)的冷風(fēng)與建筑熱交換，減少熱量流失。建筑布局設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)避免布置大面積的東西向建筑，盡量減少東、西兩向太陽(yáng)輻射對(duì)建筑的不利影響。

　　建筑雖然會(huì)受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等各種條件制約的，但是我們應(yīng)該通過(guò)規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)，為建筑單體的節(jié)能創(chuàng)造有利的外部環(huán)境條件。

　　3.7新型節(jié)能產(chǎn)品和設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型的節(jié)能產(chǎn)品和設(shè)備系統(tǒng)。例如先進(jìn)的中央空調(diào)系統(tǒng)，采用中央空調(diào)智能節(jié)電系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)智能控制方式，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和變頻技術(shù)，根據(jù)中央空調(diào)主機(jī)和輔機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行工況和末端負(fù)荷的變化，采集多種變化參數(shù)，然后通過(guò)負(fù)荷隨動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)對(duì)冷凍(溫)水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化控制，并使中央空調(diào)主機(jī)運(yùn)行環(huán)境得以?xún)?yōu)化，使得主機(jī)工質(zhì)和輔機(jī)系統(tǒng)各種流體流量跟隨末端負(fù)荷變化而同步變化，確保中央空調(diào)系統(tǒng)在滿足舒適的前提下大幅度降低系統(tǒng)能源消耗。又如雨水收集系統(tǒng)，在雨天可以通過(guò)收集系統(tǒng)將降落在屋頂?shù)挠晁占接晁畠?chǔ)存方塊中，晴天供綠化噴灌使用，可節(jié)約大量的水資源。節(jié)能型建筑應(yīng)盡量多設(shè)計(jì)和應(yīng)用此類(lèi)先進(jìn)節(jié)能的產(chǎn)品和設(shè)備系統(tǒng)，以降低建筑使用過(guò)程中的運(yùn)行成本，達(dá)到節(jié)約能源，降低能耗的目的。

　　3.8新能源的開(kāi)發(fā)利用

　　節(jié)能型建筑應(yīng)利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段對(duì)新能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。開(kāi)發(fā)出來(lái)的能源可提供給建筑本身使用，從而達(dá)到節(jié)能的目的。如在建筑上利用太陽(yáng)能采暖，利用太陽(yáng)能熱水器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能。現(xiàn)已有少部分智能建筑通過(guò)現(xiàn)代科技手段將光電產(chǎn)品與建筑構(gòu)件合為一體，如光電屋面板、光電外墻板、光電玻璃幕墻等，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能供建筑使用。應(yīng)用這樣高新技術(shù)手段對(duì)新能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，使建筑在耗能的同時(shí)也可以產(chǎn)能，也可實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　節(jié)能型建筑的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涉及諸多方面的問(wèn)題。對(duì)建筑師而言，要有可持續(xù)發(fā)展的觀念，在工作中多研究、多思考、多嘗試，結(jié)合建筑功能、形態(tài)在建筑全壽命過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，努力創(chuàng)造出低能耗、高效的節(jié)能型建筑。