對(duì)通過合理的建筑設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的探討

摘要：建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，不僅需要從法制層面上進(jìn)行規(guī)范，還要從設(shè)計(jì)、施工、使用等各個(gè)方面采用科學(xué)合理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。本文介紹了建筑在設(shè)計(jì)時(shí)采用節(jié)能設(shè)計(jì)方法，以降低建筑能耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)；環(huán)境空間

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，建筑能耗逐年大幅上升，已達(dá)全社會(huì)能源消耗量的三分之一。我國(guó)現(xiàn)有建筑面積為400億m2，絕大部分為高能耗建筑，且每年新建建筑近20億m2，其中大部分仍是高能耗建筑。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)的巨大上負(fù)擔(dān)，因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢(shì)在必行。

全面的建筑節(jié)能有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用，有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)的保障國(guó)家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。

全面的建筑節(jié)能，就是建筑全壽命過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過程中，通過采用節(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。

全面的建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須由政府主導(dǎo)，由國(guó)家立法，對(duì)建筑節(jié)能做出全面的、明確的政策規(guī)定；必須由相關(guān)部門按照國(guó)家的節(jié)能政策，制定全面的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；必須由設(shè)計(jì)、施工、各級(jí)監(jiān)督管理部門、開發(fā)商、運(yùn)行管理部門、用戶等各個(gè)環(huán)節(jié)，按照國(guó)家的節(jié)能政策和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，全面地、嚴(yán)格地采取節(jié)能措施，使每一位公民真正樹立起全面的建筑節(jié)能觀，將建筑節(jié)能真正落到實(shí)處。

首先需在建筑設(shè)計(jì)中真正貫徹落實(shí)全面的建筑'節(jié)能。

1、整體及外部環(huán)境的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑整體及外部環(huán)境設(shè)計(jì)是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設(shè)計(jì)，使建筑獲得一個(gè)良好的外部微氣候環(huán)境，達(dá)到節(jié)能的目的。

1.1、合理選址

建筑選址要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、地質(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來(lái)確定。建筑設(shè)計(jì)中，既要使建筑在其整個(gè)生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境，為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件，同時(shí)又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。

1.2、合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)

在建筑選址確定之后，應(yīng)研究其微氣候特征。根據(jù)建筑功能的需求，應(yīng)通過合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)來(lái)改善既有的微氣候環(huán)境，創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境。主要方法有：①在建筑周圍布置樹木、植被，既能有效地遮擋風(fēng)沙、凈化空氣，還能遮陽(yáng)、降噪；②創(chuàng)造人工自然環(huán)境，如在建筑附近設(shè)置水體，利用水來(lái)平衡環(huán)境溫度、降風(fēng)沙及收集雨水等作用。

1.3、合理的規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)

合理的建筑規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)能有效地適應(yīng)惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對(duì)建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面，圓錐形屋頂能有效地適應(yīng)草原的惡劣氣候，起到減少建筑的散熱面積、抵抗風(fēng)沙的效果；對(duì)于沿海濕熱地區(qū)，引入自然通風(fēng)對(duì)節(jié)能非常重要，在規(guī)劃布局上，可以通過建筑的向陽(yáng)面和背陰面形成不同的氣壓，即使在無(wú)風(fēng)時(shí)也能形成通風(fēng)，在建筑體型設(shè)計(jì)上形成風(fēng)洞，使自然風(fēng)在其中回旋，得到極好的通風(fēng)效果，達(dá)到節(jié)能的日的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向，夏季能利用自然通風(fēng)并減少太陽(yáng)輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)要考慮多方面的因素，建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等各種條件的制約，要想使建筑物的朝向同時(shí)滿足夏季防熱和冬季保溫是很困難的，因此，只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失，找到一個(gè)平衡點(diǎn)，選擇出這一地區(qū)建筑的最佳朝向和較好朝向，盡量避免東西向日曬并迎向夏季主導(dǎo)風(fēng)向。

2單體的節(jié)能設(shè)計(jì)

單體的節(jié)能設(shè)計(jì)，主要是通過對(duì)建筑各部分的節(jié)能構(gòu)造設(shè)汁、建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計(jì)，以及一些新型建筑節(jié)能材料和設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇等，來(lái)更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件，以達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。

2.1建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)

建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)，主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外，通過對(duì)各部位（屋頂、樓板、墻體、門窗等）的造型、結(jié)構(gòu)、材料等方面加以進(jìn)一步設(shè)計(jì)，充分利用建筑外部氣候環(huán)境條件和材料性能，達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。

（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，其節(jié)能比例在頂層用戶中占有較大比例。主要節(jié)能措施為：①實(shí)體材料保溫隔熱；②采用閣樓隔熱（坡屋頂）；③設(shè)置架空空氣層隔熱；④根據(jù)需要，設(shè)置蓄水屋面、種植屋面；⑤屋頂采用淺色飾面等。

（2）樓板層的節(jié)能設(shè)計(jì)。夏熱冬冷或寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)，架空樓板或分隔采暖房間與非采暖房間的樓板熱量損失教大。主要通過在樓板上做保溫層或者在樓板下做吊頂利用其中空空間達(dá)到保溫隔熱效果。

（3）建筑外圍墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)。外墻是建筑熱工設(shè)計(jì)中的重要維護(hù)結(jié)構(gòu)，外墻能耗占總能耗的20%～25%左右。外墻保溫隔熱形式有：①外墻自保溫（采用熱工性能良好的單一外墻材料）；②在外墻內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置保溫材料；③外墻采用淺色飾面層以減少太陽(yáng)輻射吸收；④通過在東西向外墻設(shè)置雙層通風(fēng)隔熱墻或設(shè)置花格、綠化達(dá)到遮陽(yáng)隔熱的效果。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，如寒冷地區(qū)的夾心墻體設(shè)計(jì)、被動(dòng)式太陽(yáng)房中各種蓄熱墻體（如水墻）設(shè)計(jì)、沙漠地區(qū)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。

（4）建筑門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)。門窗是維護(hù)結(jié)構(gòu)中熱工性能最薄弱的部位。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，在我國(guó)既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此，解決好門窗節(jié)能的問題相當(dāng)重要。門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮：①控制建筑不同朝向的窗墻面積比，尤其是東西朝向應(yīng)盡量減小窗墻比；②設(shè)置遮陽(yáng)措施，在夏熱冬暖地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)以及寒冷地區(qū)中制冷負(fù)荷大的建筑的外窗（包括透明幕墻）宜設(shè)置外部遮陽(yáng)，可利用陽(yáng)臺(tái)、外廊作為自遮陽(yáng)或在窗外設(shè)置活動(dòng)或固定遮陽(yáng)設(shè)施；③提高門窗保溫性能，如采用中空玻璃、斷熱金屬型材、PVC型材等；④；提高窗戶隔熱性能，如采用熱反射玻璃、Low-E玻璃等；⑤加強(qiáng)窗戶氣密性，采用推拉窗時(shí)，氣密性等級(jí)應(yīng)提高一級(jí)；⑥選擇高性能的建筑門窗和幕墻技術(shù)，建筑門窗和建筑幕墻要改變消極保溫隔熱的單一節(jié)能觀念，把節(jié)能和合理利用太陽(yáng)能、地下熱（水）能、風(fēng)能結(jié)合起來(lái)積極選擇節(jié)能和用能（利用太陽(yáng)能、冷能、風(fēng)能、地?zé)崮埽┫嘟Y(jié)合的門窗及幕墻產(chǎn)品；⑦根據(jù)需要合理地組織門窗的通風(fēng)換氣，盡量采用自然通風(fēng)；嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)建筑的外門宜設(shè)門斗或采取其它減少冷風(fēng)滲透的措施。

（5）建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)部的節(jié)能設(shè)計(jì)。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：①熱橋部位應(yīng)采取可靠的保溫與“斷橋”措施；②外墻出挑構(gòu)件及附墻部件，如陽(yáng)臺(tái)、雨罩、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窗口外側(cè)四周墻面，應(yīng)進(jìn)行保溫處理；④門、窗框與墻體之間的縫隙，應(yīng)采用高效保溫材料填堵；⑤門、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裂，影響門、窗的熱工性能；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。

2.2合理的建筑空間設(shè)計(jì)

合理的空間設(shè)計(jì)是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下，對(duì)建筑空間進(jìn)行合理分隔（平面分隔和豎向分隔），以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件，達(dá)到節(jié)能目的。

2.3選用建筑節(jié)能材料

合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的一個(gè)重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的原則。①隨著科技的發(fā)展，大量的新型高效材料不斷被研制并應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中去，更好地起到節(jié)能效果。