關(guān)于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的研究

阿不都吉力力?艾買江

摘要：本文介紹了建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能理念及節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的基本條件，分析探討了節(jié)能理念的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能設(shè)計(jì)；研究

1 建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能理念

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國的建筑能耗在國民經(jīng)濟(jì)總能耗中所占的比重約為28%，并且呈現(xiàn)出穩(wěn)步增加的趨勢，擴(kuò)大了國家能源的供需缺口，其中伴隨的低效率地使用能源的做法還給環(huán)境帶來了負(fù)面影響。建筑設(shè)計(jì)要體現(xiàn)節(jié)能理念，是一種理性選擇，勢在必行。

1.1 滿足居住消費(fèi)需求

建筑設(shè)計(jì)與人們對居住環(huán)境的要求是密切相關(guān)的。在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，人們對居住環(huán)境的消費(fèi)要求也隨之提高。環(huán)保、舒適和潔凈的居住環(huán)境，日益受到人們的青睞。因此，改善建筑設(shè)計(jì)模式，不僅是節(jié)能的需要，也是滿足更高建筑消費(fèi)要求的需要。

1.2 提高建筑效能

優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，不僅能降低生產(chǎn)能耗，而且能大幅度減少建筑的自重，提高建筑自身的熱工性能。同時(shí)，改善建筑設(shè)計(jì)中的材料選擇，也能增強(qiáng)建筑門窗等結(jié)構(gòu)的氣密性和水密性，并且多層和復(fù)合材料的選用也有利于增強(qiáng)保溫和隔熱的性能?？傊?，建筑設(shè)計(jì)的改進(jìn)，有利于提高建筑效能，提高人們居住的舒適感和幸福感。

1.3 提高能源利用率

地大物博和資源豐富是我國的總量情況，但是受巨大人口數(shù)量的影響，我國的人均可以使用的資源數(shù)量是比較低的，而且人均儲備資源也處于匱乏的困境中。我國建筑業(yè)的迅速發(fā)展，進(jìn)一步增加了能源需求。目前，我國建筑的采暖和空調(diào)的能耗問題十分突出。比如，我國建筑的采暖能耗與相似氣候條件下的發(fā)達(dá)國家相比，存在較大差距：外墻能耗是發(fā)達(dá)國家的4-5倍；屋頂能耗是發(fā)達(dá)國家的2.5-5.5倍；外窗能耗是發(fā)達(dá)國家的1.5-2.2倍；門窗的透氣性是發(fā)達(dá)國家的3-6倍；總耗能是發(fā)達(dá)國家的3-4倍。如果不改變高能耗的建筑設(shè)計(jì)，從現(xiàn)在的情況看，建筑能耗的增長速度就會超出國家能源生產(chǎn)的增長速度的極限。我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不可能減少能源需求的絕對總量，所以通過節(jié)能的建筑設(shè)計(jì)、提高能源的利用率，是緩解能源供需缺口增加的緊張局面的可行辦法之一。

2 節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的基本條件

當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了我國各個(gè)城市建筑市場需求的增加，建筑業(yè)呈現(xiàn)出迅速發(fā)展的趨勢，市場需求增加伴隨著建筑能耗日益增加，如何降低能耗是實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的難題之一，對國民收入結(jié)構(gòu)的優(yōu)化產(chǎn)生重大影響。推動(dòng)城市建筑業(yè)的健康和可持續(xù)的發(fā)展，需要社會各界牢固樹立節(jié)能理念，并且將節(jié)能理念貫穿于建筑設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，以在降低建筑工程能耗方面取得明顯失效。

節(jié)2.1 體現(xiàn)”以人為本”的原則

在設(shè)計(jì)建筑時(shí)，應(yīng)結(jié)合地區(qū)自然條件和其他實(shí)際情況，充分考慮建筑體系與氣候條件的相互關(guān)系以及業(yè)主的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)出合理的方案，對于疑難方案，還可以采取工程試點(diǎn)的辦法以確保實(shí)用可靠，為建筑物的實(shí)際施工奠定良好的前提。

2.2 采用節(jié)能技術(shù)

采用節(jié)能技術(shù)是做好建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件之一。但是，節(jié)能技術(shù)的使用應(yīng)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的實(shí)際情況結(jié)合起來，采取循序漸進(jìn)的步驟?；蛘?，在建筑設(shè)計(jì)中綜合使用各種節(jié)能技術(shù)。比如，建筑施工初期可以采取封閉式門窗的技術(shù)，爾后再裝設(shè)控溫閥，建筑即將完工時(shí)再安裝一些綜合性的節(jié)能設(shè)備。采取漸進(jìn)式和綜合式的節(jié)能技術(shù)，是體現(xiàn)節(jié)能理念、優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)的有效途徑。

3 節(jié)能理念的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用

節(jié)能理念在建筑設(shè)計(jì)上的應(yīng)用是多方面的，主要表現(xiàn)在：

3.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)

規(guī)劃設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)階段。要從建筑能耗的影響因素和影響程度出發(fā)，充分考慮太陽輻射和自然通風(fēng)等氣候參數(shù)對提高建筑效能的積極作用，科學(xué)設(shè)計(jì)建筑的平、立、剖面形式。通過優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，建筑物就可以在冬季有效利用太陽能，減少采暖負(fù)荷；而在夏季又可以減少太陽輻射并且利用自然通風(fēng)的辦法起到降溫冷卻的效果，減少空調(diào)制冷的能耗。為了達(dá)到這一目的，建筑物在規(guī)劃設(shè)計(jì)中還可以優(yōu)先考慮南北走向或者接近南北走向。

科學(xué)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，還需要著力于合理選擇建材、提高土地利用率、優(yōu)化環(huán)境、改善景觀和緩解熱島效應(yīng)等方面。要改變大量使用水泥化建材的傳統(tǒng)做法。水泥化建材對太陽輻射熱的吸收能力較強(qiáng)，夏季太陽的照射可以使混凝土平臺的溫度高于氣溫的8℃左右。據(jù)測算，在夏季的江西贛州，較之于32℃的草坪溫度，其水泥地的溫度竟然可以達(dá)到57℃，兩者之間相差25℃。如果建筑物的綠化率為30%以上，就可以實(shí)現(xiàn)改善景觀和減少熱島效應(yīng)的目標(biāo)。據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，30%以上的綠化覆蓋率可以使綠地起到緩解熱島效應(yīng)的作用。其中，40%以上的綠化覆蓋率可以減少3/4的熱島面積；60%以上的綠化覆蓋率可以基本控制熱島效應(yīng)。

3.2 單體設(shè)計(jì)

進(jìn)行科學(xué)合理的單體設(shè)計(jì)涉及優(yōu)化建筑的體形、立面和平面設(shè)計(jì)等方面。

3.2.1 體形設(shè)計(jì)

為了體現(xiàn)節(jié)能理念在建筑體形設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，應(yīng)該選擇合理的建筑體形，盡量減少外界和建筑物之間交換熱量的程度。建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐已經(jīng)證明，如果其他條件固定不變，那么建筑物的外圍護(hù)面積除以其所包圍的體積所得到的體型系數(shù)愈高，則單位面積的散熱量也愈高，進(jìn)而不利于節(jié)能理念的實(shí)現(xiàn)。所以，建筑體形的設(shè)計(jì)需要考慮到節(jié)能和建筑形式多樣化的協(xié)調(diào)關(guān)系。實(shí)際上，在外形簡單的建筑物的內(nèi)部和外部環(huán)境中，由于其具有較小的外殼表面積，因此其所進(jìn)行的熱量交換活動(dòng)也較少。有鑒于此，建筑物的體形設(shè)計(jì)不宜設(shè)計(jì)復(fù)雜的輪廓線，而以突出和完整的風(fēng)格為宜。

3.2.2 立面設(shè)計(jì)

節(jié)能理念應(yīng)用于立面設(shè)計(jì)中，就是要以實(shí)用原則為主，使外墻的凹凸面盡量減少，減少建筑物的體形系數(shù)，切實(shí)降低熱量的散逸度。為此，在日照和采光等需要得到滿足的基礎(chǔ)上，依據(jù)建筑物朝向的不同情況確定合理的窗墻之比。出于節(jié)能的考慮，應(yīng)該減少使用落地窗、轉(zhuǎn)交窗、凸窗和大面積幕墻窗。同時(shí)，外墻立面的選材也應(yīng)該有所講究，宜將淺色飾面外墻作為主要設(shè)計(jì)思路，以取得反射太陽輻射、降低建筑能耗和提高投資效益等良好效果。

3.2.3 平面設(shè)計(jì)

節(jié)能理念也需要在建筑物的室內(nèi)空間平面設(shè)計(jì)中有所體現(xiàn)。為此，居室的平面設(shè)計(jì)應(yīng)發(fā)揮穿堂風(fēng)的節(jié)能作用，以便在夏季時(shí)運(yùn)用自然通風(fēng)的降溫作用以降低建筑能耗。同時(shí)，還需要根據(jù)建筑物的朝向優(yōu)化其主要居室的平面設(shè)計(jì)，滿足采光和冬季自然取暖的需要。

隨著節(jié)能理念的普及和技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，筆者相信太陽能建筑將會有大幅度地推廣。我國的太陽能資源比較豐富，全國有2/3 以上的國土面積年日照時(shí)數(shù)超過2200h。根據(jù)我國規(guī)劃，在總能源的供給結(jié)構(gòu)中，生態(tài)驅(qū)動(dòng)和正常發(fā)展的兩種模式所提供的太陽能利用率分別占到10%和4.7%。太陽能建筑的推行，必將促使室內(nèi)平面設(shè)計(jì)產(chǎn)生明顯的改進(jìn)。

3.2.4 屋頂設(shè)計(jì)

屋頂是建筑物與外界相接觸的重要構(gòu)成部分，因此屋頂設(shè)計(jì)的優(yōu)劣也關(guān)系到建筑物的節(jié)能效果。優(yōu)化屋頂設(shè)計(jì)應(yīng)從三個(gè)方面著手：一是優(yōu)先考慮坡式屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)，既可以減少建筑物在風(fēng)中所承受的阻力，也可以部分地解決自然降雨所帶來的排水不暢的問題。二是加強(qiáng)屋頂?shù)谋毓δ?。三是建置一些自然設(shè)施于屋頂之上，如在屋頂上種植植被和添置蓄水池等，以起到保溫和隔熱的功能。

3.3 外部環(huán)境設(shè)計(jì)

建筑外部環(huán)境的設(shè)計(jì)如何，會直接對建筑的微氣候特征產(chǎn)生較大影響，進(jìn)而影響到建筑的能耗水平。良好的外部環(huán)境設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面：一是在建筑物的周圍營造植物綠化帶，既可以擋住風(fēng)沙和凈化空氣，又可以降低噪音的分貝水平，也可以遮擋一部分照射在建筑物上的陽光。二是營造人工環(huán)境，比如構(gòu)建湖體或者水池等，通過水體來調(diào)節(jié)建筑物的溫度，并且湖體或者水池等設(shè)施還可以起到雨水收集和減少風(fēng)沙侵害等作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]周廣德.淺談建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展方向[J].中國建材科技.2012，（08）.