節(jié)能設(shè)計(jì)思想在建筑方案設(shè)計(jì)中應(yīng)用

安家興

（中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西西安 710000）

0 前言

在政府部門(mén)的引領(lǐng)之下，可持續(xù)發(fā)展理念已經(jīng)被深度貫徹于各行各業(yè)，在建筑行業(yè)當(dāng)中表現(xiàn)尤為明顯。如今，建筑從業(yè)人員大力追求高效與節(jié)能雙贏，在建筑方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不斷融入節(jié)能設(shè)計(jì)思想，依托于建筑設(shè)計(jì)實(shí)際需求和節(jié)能設(shè)計(jì)思想內(nèi)涵，設(shè)計(jì)出高效低耗的建筑設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑工程整體質(zhì)量的提升。

1 節(jié)能設(shè)計(jì)思想的內(nèi)涵

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)思想要求保證建筑的使用功能、質(zhì)量和室內(nèi)環(huán)境優(yōu)質(zhì)，通過(guò)利用節(jié)能技術(shù)和節(jié)能管理措施，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)資源的合理配置，提高建筑的能源利用效率，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的。在實(shí)踐工作當(dāng)中建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用需要遵循以下原則：

（1）因地制宜原則。建筑設(shè)計(jì)方案應(yīng)該根據(jù)建筑所在地的氣候環(huán)境、水文地質(zhì)條件以及使用者需求而靈活調(diào)整，需要開(kāi)展有針對(duì)性的合理設(shè)計(jì)[1]。

（2）全面分析原則。為了保證建筑整體工程的有效性，設(shè)計(jì)師應(yīng)該基于建筑的生命周期對(duì)其進(jìn)行綜合分析和考量，實(shí)現(xiàn)資金消耗和能源損耗之間的平衡。

（3）技術(shù)創(chuàng)新原則。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該積極引入新技術(shù)并開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，提升應(yīng)用技術(shù)之間的協(xié)調(diào)性，讓建筑設(shè)計(jì)方案更具合理性。

2 工程概況

某建筑位于季風(fēng)性季候區(qū)域，所處環(huán)境四季分明，夏季高溫多雨冬季低溫大風(fēng)。該建筑為商住兩用高層樓，共分三個(gè)單元，設(shè)計(jì)樓層數(shù)為地上28層，地下2層，總面積達(dá)到12580m2。現(xiàn)為提高建筑的節(jié)能性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，要求在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)融入節(jié)能設(shè)計(jì)思想。

3 建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)思想的應(yīng)用

如今，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)思想在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的應(yīng)用越來(lái)越普及，在許多建筑工程中都有所體現(xiàn)。所以，筆者將以實(shí)際工程案例為基礎(chǔ)，對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)思想在建筑設(shè)計(jì)之中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

3.1 合理選擇建筑體形系數(shù)

所謂建筑物的體形系數(shù)就是建筑物接觸的大氣面積。通常來(lái)說(shuō)，建筑物的體形系數(shù)越大，其所需要的能耗也就越多；反之，若建筑物的體形系數(shù)較小，則建筑物所產(chǎn)生的能耗也較低。而且，相比于高層建筑，低層建筑或小而復(fù)雜的建筑物，需要耗費(fèi)的能量更大。在此情況之下，為了能保證建筑物的節(jié)能性，建筑設(shè)計(jì)人員在實(shí)踐當(dāng)中應(yīng)積極融入建筑節(jié)能設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物體型系數(shù)的控制。

現(xiàn)階段，對(duì)建筑體型系數(shù)的控制主要表現(xiàn)在控制建筑物的高度和寬度上。目前，城市當(dāng)中高樓林立，許多建筑師過(guò)度追求建筑高度，使得建筑物出現(xiàn)內(nèi)部出現(xiàn)供水、供電、供氣困難的問(wèn)題。這種盲目追高的行為，不僅會(huì)讓建筑物在運(yùn)行環(huán)節(jié)耗費(fèi)大量的水、氣、電能資源；更使得建筑外部結(jié)構(gòu)的傳熱和能耗區(qū)域增加，與建筑節(jié)能要求嚴(yán)重相悖。所以，在實(shí)踐工作當(dāng)中，建筑師應(yīng)該依據(jù)建筑物的實(shí)際建設(shè)要求以及用戶的使用需求對(duì)其高度進(jìn)行綜合考量，將建筑設(shè)計(jì)成最佳高度。而在建筑物的寬度控制方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該有意識(shí)地增大建筑物的寬度，這是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)思想在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的集中體現(xiàn)。比如，建筑長(zhǎng)度小于最佳值，那么設(shè)計(jì)師可以擴(kuò)展其寬度實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物形體系數(shù)的調(diào)節(jié)和控制，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的[2]。以案例中的建筑工程為例，基于預(yù)算、施工難度、施工周期以及當(dāng)?shù)刈匀蝗宋臈l件等因素，建筑師所設(shè)計(jì)的建筑高度略低于最佳高度。為了保證建筑的實(shí)用性和節(jié)能性，在融入建筑節(jié)能設(shè)計(jì)思想后選擇通過(guò)加寬其南北向?qū)挾鹊姆绞絹?lái)降低體型系數(shù)。而且，為了進(jìn)一步增強(qiáng)采光能力，建筑師摒棄傳統(tǒng)的表面凹槽式采光，以削弱東西山墻、將折線形體轉(zhuǎn)變?yōu)閳A弧形提的方式擴(kuò)大采光設(shè)計(jì)有效性，既保證了建筑物的自然光照和通風(fēng)，又降低了建筑的體形系數(shù)達(dá)到了節(jié)能目的。

3.2 科學(xué)設(shè)計(jì)建筑外部景觀環(huán)境

如今，建筑設(shè)計(jì)工作不僅表現(xiàn)在對(duì)建筑主體的設(shè)計(jì)上，更表現(xiàn)在了對(duì)其內(nèi)外部景觀環(huán)境上的設(shè)計(jì)上。對(duì)于建筑物而言，遮陽(yáng)、隔熱、減少噪聲、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的熱循環(huán)，不僅可以通過(guò)優(yōu)質(zhì)的建筑材料以及科學(xué)的設(shè)計(jì)來(lái)完成，更可以通過(guò)合理配置建筑外部環(huán)境中的綠植來(lái)實(shí)現(xiàn)。綠色植物具有改善氣溫、調(diào)節(jié)氣候、減少污染、凈化空氣的作用。所以，建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)該重視外綠色植物的應(yīng)用，合理的利用綠色植物實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物外部環(huán)境的設(shè)計(jì)和構(gòu)建，保障其具備生態(tài)性、環(huán)保性和美觀性。

在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分考量建筑物的室內(nèi)保溫隔熱問(wèn)題。此前，大部分建筑師都傾向于使用保溫隔熱材料來(lái)阻隔內(nèi)外溫度。通過(guò)這些材料可以盡量降低室內(nèi)空調(diào)的應(yīng)用比率，減少因空調(diào)制冷制熱而帶來(lái)的能耗。而基于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)師可以通過(guò)合理應(yīng)用綠植設(shè)計(jì)外部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部溫度的調(diào)節(jié)。比如，可以在建筑物周邊種植綠植，以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)輻射熱量的阻擋，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)外溫差的有效調(diào)節(jié)，也能在一定程度上規(guī)避過(guò)度強(qiáng)烈的光照，讓建筑能在滿足自然采光和通風(fēng)的需求之下實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。在案例工程中，設(shè)計(jì)師基于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)思想，在建筑物周?chē)N植了大量的闊葉落葉喬木，在經(jīng)過(guò)了合理計(jì)算后保證這些植物布置合理、覆蓋全面，既可以滿足節(jié)能設(shè)計(jì)的調(diào)溫、降耗要求，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑外部景觀的合理布局，從設(shè)計(jì)層面實(shí)現(xiàn)美觀性和實(shí)用性的雙重保障[3]。

3.3 綜合考量建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的節(jié)能性也將深刻影響建筑整體的節(jié)能成效。為了能夠有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)，建筑師應(yīng)該著力選擇，可再生材料用于施工，這樣既能夠滿足建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用需求，又能夠減少其經(jīng)濟(jì)成本和使用能耗。比如，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)建筑師可以選擇粉煤灰砌塊作為維護(hù)結(jié)構(gòu)的施工材料，通過(guò)這種原料為工業(yè)廢渣的環(huán)保材料，降低建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工在選材、運(yùn)輸、作業(yè)等方面的成本，真正地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗和成本壓縮。

當(dāng)然，在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)建筑師還應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能和穩(wěn)固性能的控制。在實(shí)踐中，需要根據(jù)建筑物的實(shí)際需求所在環(huán)境特征，以及其使用要求對(duì)建筑物的面積比進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。同時(shí)，為了能夠保證建筑物的自然采光和通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和保溫，建筑師還應(yīng)該在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)加強(qiáng)對(duì)門(mén)窗氣密性、穩(wěn)固性以及保溫性的重視。通過(guò)科學(xué)選擇玻璃及窗框的材質(zhì)類(lèi)型、合理布設(shè)門(mén)窗框位置，來(lái)提升他們的保溫能力。比如，在案例工程中建筑師為提高門(mén)窗的保溫性能，將建筑物的所有窗戶設(shè)置為真空玻璃窗，并且為15層以上的房間設(shè)置窗外圍欄和遮陽(yáng)傘，這樣能有效地規(guī)避過(guò)度光照，實(shí)現(xiàn)合理控溫。

此外，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)控溫和節(jié)能，建筑師應(yīng)該從墻體施工技術(shù)方面著手開(kāi)展合理設(shè)計(jì)。比如，合理的應(yīng)用外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫技術(shù)。在案例工程當(dāng)中，建筑師選擇以磚砌體和混凝土墻作為主結(jié)構(gòu)層，依托于這兩種材質(zhì)的穩(wěn)固性特征建筑物具有良好的承重能力，以保障建筑整體的安全性。為了避免建筑受潮，合理布設(shè)空氣層實(shí)現(xiàn)對(duì)外部液態(tài)水分滲透的阻隔。而在保溫層設(shè)計(jì)方面，選擇依托于保溫節(jié)能材料構(gòu)建復(fù)合型墻體，來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外溫度之間的阻隔，保障室內(nèi)溫度不會(huì)出現(xiàn)驟降或驟升。

4 結(jié)論

總而言之，為了保證建筑設(shè)計(jì)方案的節(jié)能性和高效性，設(shè)計(jì)人員需要秉承因地制宜、全面分析和技術(shù)創(chuàng)新原則作業(yè)。在實(shí)踐工作當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)思想的科學(xué)應(yīng)用，建筑設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑的體型系數(shù)進(jìn)行合理選擇，對(duì)建筑的外部景觀環(huán)境進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合考量。