淺析建筑設(shè)計中節(jié)能設(shè)計理念的重要性與具體應(yīng)用

陳軼

（湖南省建筑科學(xué)研究院湖南長沙　410011）

淺析建筑設(shè)計中節(jié)能設(shè)計理念的重要性與具體應(yīng)用

陳軼

（湖南省建筑科學(xué)研究院湖南長沙410011）

建筑行業(yè)作為高能耗產(chǎn)業(yè)以及國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，必須響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，在房屋建筑中積極應(yīng)用各種節(jié)能材料和節(jié)能工藝。同時政府要加強(qiáng)宣傳、制定相應(yīng)的鼓勵政策，促使人們加快新工藝和新材料的研發(fā)、應(yīng)用，改變建筑行業(yè)高能耗現(xiàn)狀，促進(jìn)行業(yè)和國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。

建筑設(shè)計；節(jié)能設(shè)計；重要性；具體應(yīng)用

引言

隨著我國建筑行業(yè)市場化程度日益提高，建筑企業(yè)面臨的市場競爭也越來越大。建筑企業(yè)要在市場上占據(jù)一席之地，甚至在市場中取得優(yōu)勢，就必須重視建筑節(jié)能設(shè)計，降低建筑能耗，提高建筑產(chǎn)品的質(zhì)量，滿足國家、社會和人民需求。

1　建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢

社會主義市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展使得建筑行業(yè)得到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，出現(xiàn)了新的設(shè)計技術(shù)和施工技術(shù)。建筑的設(shè)計技術(shù)在建筑業(yè)中有著不可忽視的作用，一個好的建筑設(shè)計不僅能夠有利于城市的規(guī)劃，有利于環(huán)境的保護(hù)，更能成為一個城市發(fā)展的標(biāo)志和象征。但是，我們也不得不承認(rèn)，建筑業(yè)在給人類帶來種種益處的同時，也帶來了很大的危害。這些危害主要是由于建筑業(yè)在發(fā)展的過程中耗能多、碳排放量多引起的。因此，將建筑設(shè)計與低碳節(jié)能理念結(jié)合起來是建筑行業(yè)今后發(fā)展的必然趨勢。

2　建筑節(jié)能概念分析

“節(jié)能，就是盡可能的減少能源消耗量，生產(chǎn)出與原來同樣數(shù)量、同樣質(zhì)量的產(chǎn)品；或者是以原來同樣數(shù)量的能源消耗量，生產(chǎn)出比原來數(shù)量更多或數(shù)量相等質(zhì)量更好的產(chǎn)品?！边@是世界能源委員會對“節(jié)能”一詞給出的概念。依據(jù)“節(jié)能”的概念我們不難總結(jié)，所謂建筑節(jié)能，就是在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度的利用現(xiàn)有資源，盡可能用最少的資源去創(chuàng)造最大的建筑價值，從而給人們營造一個健康、舒適的綠色建筑空間，實(shí)現(xiàn)人與建筑以及自然環(huán)境之間的良好循環(huán)。建筑節(jié)能主要涉及小區(qū)的整體布局規(guī)劃、個體建筑布局的規(guī)劃、墻面、屋面、遮陽設(shè)施、通風(fēng)等建筑節(jié)能技術(shù)以及太陽能等資源利用與循環(huán)技術(shù)。

3　建筑設(shè)計中節(jié)能設(shè)計理念的重要性

隨著節(jié)能減排概念的提出，越來越多的建筑企業(yè)開始注重節(jié)能建筑設(shè)計對建筑行業(yè)發(fā)展的重要性，從某種角度而言，節(jié)能建筑設(shè)計不僅僅可以推動建筑行業(yè)的長久發(fā)展，更加可以節(jié)省資源，有效的改善環(huán)境。房屋建筑要重視節(jié)能設(shè)計，以最少的資源消耗滿足人們對房屋建筑的需求，減少對環(huán)境的破壞。節(jié)能建筑設(shè)計理念在建筑工程中的應(yīng)用，在一定角度上也是社會進(jìn)步的具體體現(xiàn)。節(jié)能理念轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，提高了對自然資源的利用率，這對構(gòu)建節(jié)約型社會具有重大的意義。

4　建筑設(shè)計中節(jié)能設(shè)計具體應(yīng)用

4.1建筑規(guī)劃與節(jié)能

通過對建筑規(guī)劃的優(yōu)化來完成對建筑的節(jié)能，規(guī)劃設(shè)計在節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用主要有以下幾個方面：地塊選擇、規(guī)劃布局、建筑群朝向、日照、形體系數(shù)、自然通風(fēng)、立面設(shè)計、屋面空氣層、窗墻比、遮陽、生態(tài)鋪地、綠色水體、風(fēng)向處理及整體綠化。

（1）建筑選址方面建筑的選址是設(shè)計前首要考慮的問題，日照、遮陽、通風(fēng)是建筑選址最先需要考慮的三個因素。所以，選址要結(jié)合建設(shè)地段的地形、地物、地貌、主導(dǎo)風(fēng)向，合理布局建筑物。在寒冷地區(qū)，建筑物布置在向陽和避風(fēng)的地方有利于建筑充分利用太陽能，避風(fēng)可盡量減少建筑物的熱損失。在南方炎熱地區(qū)，設(shè)計要考慮建筑群、街道與當(dāng)?shù)叵募局鲗?dǎo)風(fēng)向基本一致，以加強(qiáng)城市不同區(qū)域的熱交換，促進(jìn)熱量流動釋放。

（2）整體規(guī)劃方面在總建筑面積不變的情況下，低密度、高容積率對節(jié)能有利，在通風(fēng)條件比較好的情況下可因地制宜進(jìn)行建設(shè)。

（3）建筑單體設(shè)計

①建筑布局設(shè)計。一個好的建筑布局可以最大限度地利用現(xiàn)場的資源來減少建筑得熱和改善室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量，采用以下措施可使建筑的布局得到優(yōu)化：

a.使用現(xiàn)場已存在的樹木或其他植物來減少建筑的熱負(fù)荷。

b.仔細(xì)劃分建筑內(nèi)的使用功能區(qū)，使不需要窗戶的功能區(qū)域盡量安排在建筑物的北面，使具有相似使用功能的功能區(qū)域盡量位于同一區(qū)域，以利于建筑物通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計及節(jié)能。

②建筑形體設(shè)計。嚴(yán)格控制建筑形體的外表面積是節(jié)能控制的關(guān)鍵。建筑物長度不宜過長，進(jìn)深不宜過小，適當(dāng)控制建筑體形系數(shù)。建筑平面宜選用“一”字形等較為簡潔規(guī)整的平面型式。

4.2自然通風(fēng)設(shè)計

自然通風(fēng)是建筑設(shè)計中需要注重的一個重要問題，良好的設(shè)計可以使得建筑作品更加節(jié)能和舒適。在建筑平面設(shè)計中要充分利用春、夏、秋時的自然通風(fēng)，而應(yīng)該避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向，通過被動方式，利用室外氣流帶走室內(nèi)產(chǎn)生的余熱，從而使得室內(nèi)的熱舒適性得到保證，并且還能夠使得空調(diào)開啟時間縮短，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。空氣污染嚴(yán)重的區(qū)域，單純通過開窗通風(fēng)會帶來嚴(yán)重的噪音污染和劣質(zhì)的空氣，給使用者帶來較大的不便。采用如圖一所示的住宅生態(tài)通風(fēng)系統(tǒng)，通過設(shè)置帶過濾功能的、風(fēng)量可控的外墻通風(fēng)口設(shè)備，結(jié)合低噪音衛(wèi)生間排風(fēng)機(jī)，在避免開窗的前提下，可以形成清潔、有效的通風(fēng)（見圖1）。

4.3遮陽系統(tǒng)設(shè)計

遮陽系統(tǒng)設(shè)計是房屋建筑布局設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。遮陽構(gòu)件的類型多樣，不同部位的遮陽設(shè)計也具有很強(qiáng)的針對性。常見的遮陽類型有水平式、垂直式和綜合式三種。水平式設(shè)計具有較大的遮擋高度角，可遮擋從門窗上方照射下來的陽光，因此水平式遮陽構(gòu)件適用于南向門窗。垂直式遮陽構(gòu)件的遮擋高度角低于水平式，但是垂直式可遮擋來自門窗兩側(cè)斜射而來的陽光，因而垂直式適用于東北和西南方向的門窗。綜合式的綜合遮陽效果較好，可以遮擋來自上下和側(cè)面照射的陽光，多應(yīng)用于東南和西南方向的門窗。遮陽系統(tǒng)設(shè)計需要設(shè)計人員根據(jù)房屋所處的地形地貌條件、已有房屋布局、氣候條件等多種因素綜合考慮，達(dá)到較好的遮陽效果。以南方地區(qū)為例，南方地區(qū)緯度較低，季風(fēng)性氣候更加明顯。季風(fēng)性氣候具有夏天濕熱、冬季陰冷的特點(diǎn)。夏天氣溫高，日照時間長，夜間靜風(fēng)率高，晝夜溫差小；冬季天氣陰沉，雨水天氣多，日照時間短。根據(jù)南方的特點(diǎn)，南方房屋建筑的遮陽系統(tǒng)不僅需要在夏季發(fā)揮遮陽的效果，而在冬季不僅不能遮陽，還要發(fā)揮保溫作用。最后，房屋的遮陽系統(tǒng)設(shè)計還需要堅持平面布局原則，即房屋設(shè)計不能采用東西方向設(shè)計，避免房屋在夏季長時間受太陽直射導(dǎo)致室內(nèi)溫度升高。而且房屋遮陽系統(tǒng)設(shè)計還需要根據(jù)已有房屋布局進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計，充分利用現(xiàn)有房屋建筑帶來的遮陽效果，減少額外增加遮陽構(gòu)件，降低房屋建筑的工程成本。

圖1　自然通風(fēng)

4.4外墻保溫設(shè)計

房屋外圍結(jié)構(gòu)熱損耗較大是我國房屋建筑節(jié)能設(shè)計存在主要問題之一，而外墻又是房屋建筑的主體部分，因而做好外墻的保溫設(shè)計對提升整個房屋建筑的節(jié)能性能有著重要的作用。傳統(tǒng)外墻保溫設(shè)計方式多使用保溫隔熱性能好的外墻體建筑材料（見圖2）。而房屋建筑外墻保溫設(shè)計可以應(yīng)用于已有房屋建筑，并且可以不改變原有建筑的基本形式。保溫涂料和輕型保溫板是常用的外墻保溫材料，但是隨著建筑材料和施工工藝的不斷進(jìn)步，更加高效的絕熱材料以及更加完善的隔熱施工技術(shù)也在不斷推廣。如聚氨酯保溫材料及其施工技術(shù)，經(jīng)過大量的施工實(shí)踐證明，聚氨酯保溫材料的保溫節(jié)能性能比傳統(tǒng)保溫體系提高了65%。對于部分對外形有重點(diǎn)要求的房屋建筑，可采用保溫材料以及保溫施工技術(shù)相結(jié)合的方式，通過對原有外墻體結(jié)構(gòu)的保溫加固處理，再采用各種外墻保溫材料輔助保溫，并配合相應(yīng)的保溫門窗，從整體上提升建筑的外墻保溫效果。

圖2　保溫分層節(jié)點(diǎn)

5　結(jié)束語

建筑行業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)，建筑從業(yè)人員應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，在房屋建筑中積極應(yīng)用各種節(jié)能材料和節(jié)能工藝，將建筑設(shè)計與低碳節(jié)能理念結(jié)合起來。同時政府要加強(qiáng)宣傳、制定相應(yīng)的鼓勵政策，促使人們加快新工藝和新材料的研發(fā)、應(yīng)用，改變建筑行業(yè)高能耗現(xiàn)狀，促進(jìn)行業(yè)和國家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

[1]鄧英哲.房屋建筑設(shè)計中的節(jié)能環(huán)保問題探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（10）：85～86.

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TU201.5

A

1673-0038（2015）26-0033-02

2015-6-4

陳軼（1981-），女，工程師，本科，主要從事建筑設(shè)計工作。