建筑方案節(jié)能設(shè)計(jì)探析

蘇朝峰

摘要：本文作者分析了建筑方案中存在的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，介紹了建筑方案設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)措施。

關(guān)鍵詞：建筑方案；節(jié)能設(shè)計(jì)；探析

作為建筑師，在作方案伊始就應(yīng)重視節(jié)能問題，將節(jié)能設(shè)計(jì)貫穿于方案的各個(gè)環(huán)節(jié)，重視“綜合設(shè)計(jì)過程”這個(gè)新觀念，在方案之初即組織相關(guān)專業(yè)、工種介入，統(tǒng)籌考慮相互影響，尋求合理的解決方案，以達(dá)到真正節(jié)能的目的。

1 建筑方案中存在的能源浪費(fèi)現(xiàn)象

1.1 建筑通風(fēng)效果差，不能很好的形成穿堂風(fēng)。

城市規(guī)劃中，樓盤間距過近，建筑的小氣候不能形成很好的循環(huán)；建筑平面布局過于迂回或進(jìn)深太大，不能形成穿堂風(fēng)。建筑內(nèi)的通風(fēng)全靠機(jī)械或空調(diào)設(shè)備，造成浪費(fèi)，并且這種浪費(fèi)是貫穿于建筑整個(gè)壽命期的。

1.2 建筑外墻面積過大，平面輪廓迂回曲折。

一些建筑方案為了創(chuàng)意或個(gè)性需要，把建筑平面設(shè)計(jì)得蜿蜒曲折，造成外墻面積過大，導(dǎo)致建筑能源浪費(fèi)。

1.3 對(duì)可再生能源利用不夠。

朝向問題上，一些建筑師進(jìn)行方案創(chuàng)作時(shí)對(duì)功能布局中“哪些房間應(yīng)朝西和哪些房間應(yīng)朝南”考慮得不周到，把一些主要房間或?qū)Τ蛴幸蟮姆块g放在不好的朝向上，比如把辦公建筑中的辦公室朝西，造成空調(diào)費(fèi)用增加等浪費(fèi)。也有部分建筑師設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)太陽能和風(fēng)能利用得不夠，動(dòng)輒就用電能解決，也是變相浪費(fèi)能源。

1.4 對(duì)節(jié)能經(jīng)濟(jì)型建筑構(gòu)造或細(xì)部造型研究不夠。

節(jié)約能源最好不要提高建筑造價(jià)。國(guó)內(nèi)有一批建筑師在創(chuàng)作節(jié)能型建筑時(shí)，由于對(duì)節(jié)能經(jīng)濟(jì)型建筑構(gòu)造或細(xì)部造型研究得不夠，所設(shè)計(jì)的節(jié)能建筑往往初期投入偏大，投資方對(duì)此不夠滿意，因此該節(jié)能經(jīng)驗(yàn)缺乏推廣價(jià)值。

2 建筑方案設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)措施

2.1 建筑體形節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑體形的變化直接影響建筑采暖空調(diào)的能耗大小。一般可以采用以下幾種方法控制建筑物的體形系數(shù)：

2.1.1 加大建筑體量，即加大建筑的基底面積，增加建筑物的長(zhǎng)度和進(jìn)深。

2.1.2 外形變化盡可能少，減少凹凸形式，力求規(guī)整。

2.1.3 設(shè)置合理的建筑高度。

2.1.4 盡量少采用單獨(dú)的點(diǎn)式建筑，將點(diǎn)式建筑拼接以減少外墻面。

2.2 綠化環(huán)境設(shè)計(jì)

環(huán)境綠化能夠調(diào)節(jié)改善氣溫，減輕空氣污染，降低噪聲，遮陽隔熱，改善建筑室內(nèi)熱環(huán)境，是節(jié)約建筑能耗的有效措施。根據(jù)實(shí)際測(cè)定，茂盛的樹木能夠阻擋50%～ 90%的太陽輻射熱，草地上的草可以遮擋80%左右的太陽光線。由于綠化的遮陰，可使建筑物和地表溫度降低。在中午，混凝土和瀝青地面表面溫度高達(dá)50℃，而草地僅有40 ℃左右。由于種植植被能夠遮擋大量的太陽輻射熱，避免太陽直接輻射進(jìn)入室內(nèi)，大大減少了傳入室內(nèi)的熱量，從而降低了建筑室內(nèi)溫度，節(jié)約空調(diào)制冷能耗。另外綠化對(duì)噪聲具有明顯的吸收衰減作用；茂盛的樹木對(duì)煙霧粉塵有阻擋過濾和吸附作用。室外成片的綠化還能對(duì)室外氣流起阻擋和導(dǎo)流作用，合理的綠化布置可以改變建筑物周圍的氣流分布，引導(dǎo)氣流進(jìn)入室內(nèi)。

2.3 建筑節(jié)能單體設(shè)計(jì)是關(guān)鍵

建筑單體進(jìn)深設(shè)計(jì)，要選擇適宜的房屋進(jìn)深。進(jìn)深過大，不利于建筑通風(fēng)采光和功能布置。進(jìn)深小雖然有利于建筑通風(fēng)采光和功能布局，但其外表面積大，體型系數(shù)大，冬季不利于保溫，熱量損失大，夏季強(qiáng)熱輻射貫徹整個(gè)建筑，不利于節(jié)能。所以，房屋進(jìn)深大小的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足通風(fēng)、采光并便于平面布置的條件下確定。

建筑單體平面布置，要在滿足功能要求、平面布置合理的條件下，充分注重南北通透的通風(fēng)問題。要盡量提高自然通風(fēng)的穿透面積，保持室內(nèi)空氣流通和室內(nèi)空氣的清新，最大限度地減少使用空調(diào)的時(shí)間，從而達(dá)到節(jié)能的效果。在考慮室內(nèi)平面布置時(shí)，盡量將人們經(jīng)常居住或工作的房間設(shè)在南邊。外門窗面積設(shè)計(jì)要適度。外門窗的面積在建筑上有采光、通風(fēng)、保溫隔熱、立面美觀等方面的需求。從采光、通風(fēng)、保溫隔熱方面講，外門窗面積開的越大，光線射入室內(nèi)面積越大，冬季可提高室內(nèi)的溫度，春、秋季通風(fēng)面積也較大，但夏季則成了不利因素。外門窗，包括外陽臺(tái)門的保溫隔熱性能比外墻差很多，在夏季晴天，通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱比外墻多得多。所以，外門窗面積的設(shè)計(jì)要統(tǒng)籌兼顧，結(jié)合外門窗可選的材料統(tǒng)一考慮設(shè)置。在設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格按照窗墻比設(shè)定，不應(yīng)設(shè)置大窗戶，嚴(yán)格控制飄窗數(shù)量和飄出尺寸，減少體型系數(shù)，提高自身節(jié)能效果，并注意窗戶朝向的設(shè)計(jì)對(duì)風(fēng)的導(dǎo)向作用。若因種種原因必須開大時(shí)，可采用高性能的窗戶和較好的外遮陽設(shè)施，以降低夏季太陽輻射的熱透過率。

2.4 提高建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能

建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是反映建筑物各面的圍護(hù)物，即跟外界空氣環(huán)境直接接觸的部分，如外圍墻體、門窗、屋面等。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能是由組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各種材料保溫隔熱性能所決定的。材料的保溫隔熱性能，通常用傳熱系數(shù)來衡量，傳熱系數(shù)越大，保溫隔熱的效果就越差。外墻外保溫體系可有效地提高保溫隔熱性能，同時(shí)還可以解決外墻常見的開裂、滲水等現(xiàn)象，但由于建筑物的設(shè)計(jì)使用周期一般都在50 年以上，而建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外保溫層的整體作用的使用周期小于50年，給將來的改造、城市管理都留下了一個(gè)沉重的包袱。因此，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地使用輕質(zhì)、高強(qiáng)度、保溫隔熱、節(jié)能、節(jié)地的新型墻體材料，發(fā)展新型墻體材料和研究新的墻體構(gòu)造及砌筑方法，發(fā)展節(jié)地、節(jié)能、利費(fèi)、環(huán)保的新型墻體材料。

在單體建筑中，屋頂在整個(gè)建筑圍墻結(jié)構(gòu)面積中所占的比例雖然遠(yuǎn)低于外墻，但對(duì)頂層房間而言，在保溫隔熱上卻是至關(guān)重要外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其保溫性能的優(yōu)劣對(duì)頂層房間的室內(nèi)熱環(huán)境影響是十分大的。屋面節(jié)能的原理和墻體節(jié)能一樣，主要通過改善屋面層的熱工性能，阻止熱量的傳遞。目前，屋面的保溫隔熱在構(gòu)造層次上基本延用傳統(tǒng)做法，沒有什么變化，只是在保溫層材料、品種的選擇和尺寸上作了一些調(diào)整。在屋面形式的選擇上，節(jié)能屋面主要形式有坡屋面和覆土種植屋面等形式，坡屋面是在砼斜屋面現(xiàn)澆板與屋面瓦之間增設(shè)防水層及保溫隔熱層，利用坡屋面下三角形空間作通風(fēng)，所以一般坡屋面的保溫隔熱性能比平屋面要好些。覆土種植屋面是平屋面選擇使用的重點(diǎn)。覆土種植屋面是利用植物的光合作用、葉面的蒸騰作用及對(duì)太陽輻射的遮擋作用來減少太陽輻射熱對(duì)屋面的影響。種植屋面不僅是保溫隔熱的理想方案，而且在城市綠化、凈化空氣、降低噪音、美化環(huán)境都有一定的調(diào)節(jié)作用。

2.5 利用可再生自然能源

太陽能是綠色能源中最重要的能源。太陽能建筑是典型的節(jié)能建筑，特別是在我國(guó)北方，有很高的節(jié)能效果。通常是在建筑的外圍鑲嵌太陽能光電板，將太陽能轉(zhuǎn)化為生活中需要的熱能，實(shí)現(xiàn)能源的自給自足。

太陽能建筑基本上有以下三種形式：

一被動(dòng)式，一般構(gòu)造簡(jiǎn)單，通過建筑方位的合理布置和建筑構(gòu)件的恰當(dāng)處理，以自然熱交換方式來獲得利用太陽能。

二主動(dòng)式，構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，需用電作為輔助能源。

三 “零能建筑”，這種建筑由太陽屋頂提供全部建筑所需的能量，在屋頂安裝太陽電池，與電網(wǎng)并網(wǎng)，清潔無污染。但由于太陽能電池價(jià)格較高，普遍推廣尚存在困難。

3 結(jié)束語

建筑方案創(chuàng)作階段的節(jié)能設(shè)計(jì)是指在前期的規(guī)劃建筑方案設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)建設(shè)基地的氣候特征，遵循建筑環(huán)境控制技術(shù)基本原理，綜合建筑功能要求和形態(tài)設(shè)計(jì)等需要，合理組織和處理各建筑元素，使建筑物本身具有較強(qiáng)的氣候適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力，創(chuàng)造出有助于促進(jìn)人們身心健康的良好建筑內(nèi)外環(huán)境，并具有新穎美觀的建筑形式，同時(shí)滿足節(jié)能要求，進(jìn)而取得技術(shù)和藝術(shù)兩方面的突破。

參考文獻(xiàn)：

[1]宣亞強(qiáng).新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)注重建筑節(jié)能[J].城鄉(xiāng)建設(shè). 2011，（04）.

[2]李文輝.建筑節(jié)能與規(guī)劃設(shè)計(jì)的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2009，（02）.