淺析建筑設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能措施

謝思媛

一、前言

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，能源在人類社會(huì)中的地位越來越重要。同時(shí)，由于各種耗能設(shè)備的出現(xiàn)，能源的消耗日益嚴(yán)重，對(duì)自然環(huán)境造成了很大的負(fù)擔(dān)。我國雖然擁有較多的自然資源，但由于人口眾多，我國人均資源占有率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界水平。在建筑行業(yè)中，不僅在建筑過程中消耗資源和能源，建筑建成后在照明，制冷取暖以及其他維持建筑正常運(yùn)行所消耗的能源更加巨大；因此減少一棟建筑的能源消耗是一個(gè)漫長的過程。而為了更好地減少建筑建成后的能源消耗，這就需要我們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)階段就開始考慮建筑的一些節(jié)能措施，例如從節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材及建筑智能化等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)來減少建筑使用所帶來的能源消耗。

隨著大眾對(duì)節(jié)能的認(rèn)識(shí)，通過減少自然資源的消耗從而降低了對(duì)自然環(huán)境的傷害，給人以更好的生活環(huán)境正在慢慢地成為全社會(huì)的共識(shí)。同時(shí)，綠色建筑正在成為當(dāng)前建設(shè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，建筑節(jié)能很好地適應(yīng)當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展的趨勢，還可以提高企業(yè)的核心競爭力和市場競爭力，促進(jìn)企業(yè)完美的轉(zhuǎn)型和有效的升級(jí)。由此可見，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用節(jié)能措施具有十分重要的意義。

二、建筑節(jié)能的措施

1.建筑周邊環(huán)境設(shè)計(jì)

在不同的地區(qū)，我們會(huì)設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的建筑。在設(shè)計(jì)周邊環(huán)境時(shí)，我們可以選擇提高周邊環(huán)境的綠化率。由于草地的吸熱能力弱于混凝土地面，向外進(jìn)行熱輻射的能力也弱于混凝土地面，從而降低建筑周邊的熱輻射溫度。世界環(huán)境保護(hù)組織稱：當(dāng)城市建筑的屋面綠化率達(dá)到70%以上水平時(shí)，該城市的夏季平均最高氣溫將下降10℃，冬季氣溫將上升5℃，熱島效應(yīng)自動(dòng)解除，空氣將變得濕潤而凈潔。除了提高綠化率之外，還可以使用建筑遮陽技術(shù)，例如路面遮陽。路面遮陽可以通過降低太陽輻射從而達(dá)到降低溫度的目的，大大提高了路面在夏天的降溫和增濕作業(yè)。

2.建筑布局和朝向設(shè)計(jì)

由于我國處于北半球，我國的建筑朝向主要采用的是“坐北朝南”的形式，這樣的形式可以使室內(nèi)更好地接受到陽光。但由于現(xiàn)代城市高樓密布，如果沒有考慮建筑之間的布局，一些較低的樓層由于遮擋關(guān)系很難接收到光照。所以在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮各個(gè)建筑之間的整體布局，例如通過調(diào)整建筑之間的間隔、考慮各樓層的遮擋關(guān)系等，來保證每個(gè)樓層都能獲得足夠的光照。在進(jìn)行建筑內(nèi)部布局設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)考慮人員的活動(dòng)量，將人員活動(dòng)量較大的地方設(shè)計(jì)在建筑的外部或靠南的方向，從而接收到更多的陽光從而減少電能的消耗。

3.建筑窗墻比設(shè)計(jì)

建筑物窗墻比是指窗戶洞口面積與窗所在的墻整體面積的比值。外窗是建筑必不可少的組成部分，與墻體和屋面相比外窗的熱工性最差，是影響建筑環(huán)境和建筑能耗的重要因素之一。對(duì)于南方地區(qū)來說，其夏季高溫時(shí)間較長，同時(shí)冬季溫度多在零度以上，其建筑在夏季通風(fēng)、降熱的需求遠(yuǎn)高于冬季保溫的需求；所以南方地區(qū)一般采用較大的窗墻比，用以夏季通風(fēng)降溫的需要。而對(duì)于北京、甚至哈爾濱這種冬季保溫需求很高的地區(qū)，一般在滿足室內(nèi)采光需求的前提下，盡量采用較小的窗墻比，這樣可以減少從窗洞位置散發(fā)的熱量，達(dá)到室內(nèi)保溫的功能，從而降低室內(nèi)采暖能源的消耗。

同時(shí)，窗墻比的確定除了與地域有關(guān)以外，還與建筑外墻的朝向有關(guān)，如《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范（采暖居住部分）》中規(guī)定北向不大于0.20；東向與西向不大于0.30；南向不大于0.35，這是由于不同朝向的窗墻在一天中所受到的太陽輻射不同造成的。同時(shí)在設(shè)定窗墻比上限的時(shí)候，也要適當(dāng)考慮窗墻比的下限，因?yàn)槿绻皦Ρ冗^小則不利于建筑內(nèi)部的采光，如果建筑內(nèi)部采光較差則會(huì)增加照明能源的使用，所以我們?cè)诳紤]窗墻比時(shí)應(yīng)該在考慮了采光及通風(fēng)的要求后，盡量采用較小的窗墻比。

4.優(yōu)化建筑外墻等維護(hù)結(jié)構(gòu)

在冬季，風(fēng)力對(duì)建筑的熱損失很大，外部氣體流速的加快使得建筑表面的熱量散失增大，同時(shí)導(dǎo)致室內(nèi)的熱量通過外墻向室外擴(kuò)散，使室內(nèi)熱損失加大。因此，建筑外墻的保溫措施應(yīng)建立在科學(xué)可靠的基礎(chǔ)上；可以考慮在房屋外側(cè)設(shè)計(jì)保溫夾層，利用保溫結(jié)構(gòu)減少屋內(nèi)熱損失，如添加外墻內(nèi)側(cè)石膏板和外墻外側(cè)石膏板。同時(shí)對(duì)于北方的建筑，可以在設(shè)置保溫夾層的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)卦黾油鈮Φ暮穸?，或者直接采用頁巖陶?；炷量招钠鰤K等材料砌筑墻體。

在窗戶的選擇上可以選擇雙層玻璃或多層玻璃，因?yàn)閱我徊ＡУ臒醾鲗?dǎo)嚴(yán)重，達(dá)不到良好的保溫效果。在出窗框的選材方面，應(yīng)該選擇鋁合金的材質(zhì)，因?yàn)橄噍^于金屬材質(zhì)來說，鋁合金材質(zhì)更能減少熱損失。

屋面是建筑重要的維護(hù)結(jié)構(gòu)，起到保溫隔熱作用。尤其是在夏季，屋面的太陽輻射相對(duì)大，往往屋面的溫度可能達(dá)到70℃甚至更高，所以對(duì)于屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)必須要考慮到隔熱功能，我們可以選擇在其上建設(shè)隔熱層，這樣可以減少太陽對(duì)于屋頂?shù)闹鄙?，在夏季時(shí)可以適當(dāng)降低屋內(nèi)的溫度，從而減少制冷能源的消耗。或者我們可以在屋頂鋪設(shè)泥土層并在其上種植綠色植物，這樣既可以改善空氣，同時(shí)綠色植物又可以為屋頂提供遮擋，從而減少陽光直射的作用；南方很多地方在房屋四周種植爬山虎等植物與在屋頂種植綠色植物有異曲同工之妙，都是為了減少陽光對(duì)于建筑的直接照射，同時(shí)綠色植物在陽光的直接照射下，其溫度上升幅度也要遠(yuǎn)低于混凝土和磚塊的傳統(tǒng)建筑材料，也可以起到在夏季對(duì)房屋的降溫作用。

5.優(yōu)化建筑外形

由于建筑某些部位處理不當(dāng)，墻體內(nèi)部容易產(chǎn)生冷凝水，建筑構(gòu)造的合理性應(yīng)建立在科學(xué)、可靠的基礎(chǔ)上。優(yōu)化建筑外形可以減少外部產(chǎn)生的冷凝水，因此可以起到一定的保溫作用；在設(shè)計(jì)建筑外形時(shí)，我們要盡量減少建筑外表面或減少建筑體積系數(shù)，這樣可以減小建筑外表面與空氣的接觸面積，減少建筑熱量的損耗，從而起到保溫作用。其次，合理設(shè)計(jì)建筑外形還可以節(jié)省不必要的建材的損耗。

6.新能源的使用

除了考慮建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，我們還應(yīng)從建筑功能的設(shè)計(jì)來考慮。近代需求量最大的建筑還是我們?nèi)粘＞幼〉木用駱?。?duì)于農(nóng)村或者一戶一棟的建筑來說，日常的熱水用量不會(huì)太大，因此我們可以采用太陽能熱水器等裝置來獲取日常的熱水供應(yīng)，對(duì)于南方等光照比較足的地方，一年中太陽能熱水器的熱水供應(yīng)相對(duì)還是比較充足的，一般足夠一家3-5口的日常使用。同時(shí)對(duì)于城市中的居民建筑來說，太陽能更多地用來為樓道或者樓梯間的照明設(shè)備提供能源，因?yàn)檫@些照明設(shè)備相對(duì)耗能較低，而太陽能電板的功率基本上能滿足這些設(shè)備的耗能。

關(guān)于冬季的取暖問題，我們可以用新的地?zé)崮軄砣〈酝奶抠Y源。地?zé)崮苁且环N清潔可再生能源，對(duì)環(huán)境沒有大的污染，還可以循環(huán)利用。用它來代替以前的煤炭，既可以節(jié)約被我們開采的數(shù)量不多的煤炭又可以保護(hù)我們的環(huán)境，減少溫室氣體或污染空氣的有害氣體的生產(chǎn)。例如，2008年奧運(yùn)會(huì)就在奧運(yùn)村裝備了使用地?zé)崮艿目照{(diào)設(shè)備，同時(shí)利用地?zé)崮転閵W運(yùn)泳池的水進(jìn)行加熱

三、結(jié)語

本文主要從建筑周邊環(huán)境設(shè)計(jì)、建筑布局和朝向、建筑外形和內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)等六個(gè)方面來討論建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一系列措施；通過這些措施，我們可以有效地減少建筑在建成后的使用過程中的能源消耗。例如優(yōu)化建筑布局等措施，并不需要另外消耗自然資源，這使得我們可以在投入同樣資源的基礎(chǔ)上，獲得更大的利益；而使用新能源則減少了建筑對(duì)于人為供能的需求，從而減少了對(duì)煤炭、天然氣等不可再生資源的消耗。這樣既減少了使用者的使用費(fèi)用，又能減少對(duì)自然環(huán)境的破壞，減輕自然環(huán)境的壓力，給自然生態(tài)以休養(yǎng)恢復(fù)，讓自然生態(tài)環(huán)境可以長期、和諧的存在，為子孫后代提供一個(gè)更好的生存環(huán)境。