節(jié)能減排背景下建筑通風(fēng)節(jié)能的設(shè)計(jì)措施

劉宇飛

摘 要：在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步等諸多因素的推動(dòng)，節(jié)能的概念越來越廣泛。越來越多的設(shè)計(jì)師把建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的通風(fēng)可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的對(duì)流，通過提供新鮮空氣和建筑內(nèi)部的熱釋放，達(dá)到降溫的目的，如何滿足建筑節(jié)能通風(fēng)的要求是建筑設(shè)計(jì)師把這個(gè)階段的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文將討論通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：建筑通風(fēng)；自然通風(fēng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU834 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）21-0020-03

1 前言

隨著資源消耗的日益增加，各國開始倡導(dǎo)建筑節(jié)能來促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，建筑業(yè)的能源消耗也非常大。必須采取合理措施，減少能源利用量。通風(fēng)系統(tǒng)是建筑物的有機(jī)組成部分。為了降低能耗，必須做好建筑通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。隨著國家節(jié)能減排的提出，各行各業(yè)都在努力的為節(jié)能做出實(shí)踐，建筑行業(yè)與人們的生活息息相關(guān)，也努力貫徹節(jié)能的措施。傳統(tǒng)的建筑企業(yè)節(jié)能往往重視施工的節(jié)能控制而忽略設(shè)計(jì)中的節(jié)能控制，但建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能控制才是節(jié)能控制的關(guān)鍵所在，牽涉到整個(gè)建筑全壽命周期節(jié)能控制。因此，我們應(yīng)該在建筑設(shè)計(jì)階段就采取節(jié)能措施，以實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)節(jié)能的全過程控制，促進(jìn)我國節(jié)能建筑的發(fā)展。

2 建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1 從建筑的形體上進(jìn)行設(shè)計(jì)

在建筑設(shè)計(jì)中，形體設(shè)計(jì)屬于不可或缺的一個(gè)組成部分。和以往的建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)具有一定的創(chuàng)新，慢慢朝著一體化、多元化的方向發(fā)展。多元化指的是在建筑內(nèi)融合多種元素，使建筑變得更加立體。一體化指的是把建筑和周邊環(huán)境融成一體，構(gòu)建和諧的、宜居的環(huán)境。在現(xiàn)代建筑形態(tài)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，不僅需要體現(xiàn)現(xiàn)代建筑的特點(diǎn)，還需要滿足建筑節(jié)能的效果。在建筑設(shè)計(jì)過程中，可以從節(jié)能、實(shí)用、美觀以及環(huán)保這些方面著手，使用建筑造型的陽臺(tái)、屋頂、建筑飾面等，有效與自然環(huán)境結(jié)合在。進(jìn)行單體建筑形體的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，使用建筑形體，增加建筑采暖效果和采光面積，使其達(dá)到節(jié)約能源的效果[1]。

2.2 利用地域環(huán)境進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)

在我國建筑設(shè)計(jì)的過程中，采暖屬于一個(gè)十分重要的部分，特別是對(duì)于我國北方的建筑來講。在北方冬季天氣較為寒冷，需要確保建筑有著良好的供暖系統(tǒng)，才可以保證建筑的居住質(zhì)量。一些建筑商，其為了建設(shè)高質(zhì)量建筑工作，在采暖方面違背了能源保護(hù)理論，使用電能來進(jìn)行建筑供暖，這導(dǎo)致資源浪費(fèi)的情況較為嚴(yán)重。因此，在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)建筑采暖方面產(chǎn)生的能源嚴(yán)重浪費(fèi)的情況進(jìn)行處理。進(jìn)行建筑采暖相關(guān)的節(jié)能設(shè)計(jì)工作，需要了解不同區(qū)域的實(shí)際情況，對(duì)建筑采暖設(shè)施進(jìn)行合理的規(guī)劃。對(duì)建筑的保溫效果進(jìn)行考慮，需要聯(lián)系各地溫度變化的情況，合理科學(xué)的設(shè)計(jì)建筑墻體，使用有效的保溫措施，從而提高墻體的隔熱效果[2]。

3 建筑節(jié)能措施在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 建筑節(jié)能措施在屋面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)的過程中，屋面設(shè)計(jì)屬于一個(gè)十分重要的部分，對(duì)現(xiàn)今的建筑來講，屋面保溫的隔熱功能變得越來越重要，因?yàn)槲菝姹馗魺峄ㄙM(fèi)的能源較多，因此，在屋面設(shè)計(jì)的過程中使用有效的節(jié)能措施，其節(jié)能的效果十分明顯，特別是在夏季與冬季的時(shí)候，能夠通過內(nèi)外溫度差異，有效降低能源的消耗。一般來講，在建筑屋面設(shè)計(jì)過程中使用節(jié)能減耗措施，最主要的是對(duì)建筑屋面保溫層進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，屋面保溫層材質(zhì)需要具有良好的使用密度和吸水性。還有，在進(jìn)行屋面施工材料選擇方面，也應(yīng)該盡量選擇節(jié)能的材料，材料應(yīng)該符合無污染的標(biāo)準(zhǔn)。最后，在建筑屋面的設(shè)計(jì)過程中，可以使用綠色的植被進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)和屋面覆蓋，不僅在一定程度上確保了建筑的觀賞性，還可以有效保證屋面溫度，起到良好的隔熱效果[3]。

3.2 建筑節(jié)能措施在墻體設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中，建筑墻體占據(jù)了比較大的面積，現(xiàn)今，經(jīng)常使用在建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)中的是復(fù)合墻體節(jié)能設(shè)計(jì)，這種墻體是根據(jù)實(shí)際工程建設(shè)的要求，在原先的墻體主結(jié)構(gòu)上加設(shè)一層或者幾層的復(fù)合絕熱保溫的材料，對(duì)墻體熱工性能帶來積極的影響。按照墻體主結(jié)構(gòu)和復(fù)合節(jié)能材料間的位置關(guān)系，建筑工程墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)可以分為墻體內(nèi)部的保溫技術(shù)與外部的保溫技術(shù)這兩類，在其中，墻體的外部保溫技術(shù)是現(xiàn)今廣泛使用的一種節(jié)能設(shè)計(jì)方法，其不僅僅可以滿足新建建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)要求，在舊樓的改造工作中也可以起到積極的作用。

3.3 建筑節(jié)能措施在門窗設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑能源消耗方面，建筑門窗屬于能源消耗情況較為嚴(yán)重的部位，通常占據(jù)整個(gè)建筑能耗的百分之四十左右。因而，在確保正常采光、日照以及通風(fēng)的情況下，需要盡量減少建筑門窗占據(jù)的面積，增加其氣密性，提高門窗保溫效果，降低傳熱的損失，從而起到節(jié)能的效果。在進(jìn)行門窗設(shè)計(jì)的時(shí)候，比較常使用的建筑節(jié)能措施有以下這些，首先是對(duì)窗墻比進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，做好門窗與立面單元之間比值的設(shè)計(jì)工作。其次，需要對(duì)門窗的氣密性進(jìn)行有效保護(hù)，盡量提高門窗的氣密性，減少冷空氣的滲透，從而有效降低熱量損耗。一般情況下，建筑外墻氣密性需要大于或者等于4級(jí)，玻璃幕墻氣密性需要大于或者等于3 級(jí)。還有，需要加強(qiáng)新型的環(huán)保材料的使用，使其充分發(fā)揮作用，最大程度減少熱量損失，從材料方面有效保證門窗節(jié)能環(huán)保性[4]。

4 優(yōu)化建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的對(duì)策

4.1 尋找可替代性能源，積極利用新能源

地?zé)崮?、風(fēng)能、太陽能屬于比較優(yōu)質(zhì)的、清潔的的新型能源，因此，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該積極使用各種新型能源，有效降低建筑的能源消耗?？梢栽诮ㄖ蓓敗⒔ㄖ鈮Φ任恢眠M(jìn)行太陽能裝置的安裝，把太陽能轉(zhuǎn)化成熱能和電能，在節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中可以得到有效的應(yīng)用。在建筑設(shè)計(jì)中還可以充分利用自然通風(fēng)的原理，建立建筑的風(fēng)導(dǎo)空氣流通的系統(tǒng)，不僅和自然有效融合，還可以起到節(jié)能環(huán)保的效果。使用地?zé)崮芴娲酝镜牟膳到y(tǒng)?？商娲阅茉吹膽?yīng)用不僅能夠有效節(jié)約常規(guī)的建筑能源，降低工程生產(chǎn)的成本，還能夠有效降低環(huán)境的污染，保證建筑行業(yè)健康良好的發(fā)展。在節(jié)能建筑中，新能源開發(fā)研究與建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)屬于主要的發(fā)展方向，對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，需要?jiǎng)?chuàng)新新能源在節(jié)能建筑中的應(yīng)用理念，促進(jìn)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和新能源的開發(fā)利用的有效結(jié)合。endprint

4.2 在建筑中推廣使用環(huán)保綠色的生態(tài)材料

在建筑行業(yè)運(yùn)行過程中，其運(yùn)行規(guī)律可以滿足能量守恒的定律，在建筑設(shè)計(jì)的過程中減少高耗能材料的使用，也能夠有效減少在建筑投入使用后產(chǎn)生的污染物質(zhì)。使用生態(tài)材料，不僅可以有效減少碳排放量，降低溫室效應(yīng)，避免對(duì)臭氧層造成破壞，與此同時(shí)，在建筑達(dá)到使用年限后，也能夠更好的進(jìn)行回收再利用，提高資源的利用效率。還有，更多地使用綠色環(huán)保的建筑材料，也能夠降低對(duì)居民生活空間造成的污染，有利于居民的居住環(huán)境。伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多的新型材料被研究開發(fā)出來，例如陶瓷塊材、加氣混凝土砌塊等。這些新建材的投入使用在很大程度上提高了建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能水平，與此同時(shí)，新技術(shù)使用也大大提升了建筑施工水平，例如新型墻體面板的施工技術(shù)等。但是，伴隨新能源的使用，也出現(xiàn)了一些浪費(fèi)的情況，廢棄石料、廢煤的生產(chǎn)和加工也增加了環(huán)境負(fù)擔(dān)。因此，在新建材研究開發(fā)的過程中，不僅僅需要關(guān)注建筑材料的物理特性，還需要關(guān)注建筑材料的環(huán)保性能，加強(qiáng)多個(gè)方向、多個(gè)品種的發(fā)展，只有通過這樣的方式，才可以構(gòu)建一個(gè)和諧的良好的建材市場，有效促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展[5]。

5 通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)的作用與優(yōu)點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，建筑業(yè)的發(fā)展越來越旺盛，建筑技術(shù)也隨著時(shí)間的推移而不斷更新和優(yōu)化。同時(shí)，通風(fēng)設(shè)計(jì)是在“綠色、降耗、健康”的新理念下進(jìn)行的，主要從傳統(tǒng)觀念上進(jìn)行變革，在很大程度上對(duì)建筑節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)起到了促進(jìn)作用。目前，我國建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)的功能和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[6]：

5.1 通風(fēng)制冷功能增強(qiáng)

與傳統(tǒng)的制冷方式相比，通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)可以通過風(fēng)壓和熱壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，可以提高高能耗、高噪聲，可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)被動(dòng)冷卻的冷卻效果，導(dǎo)致室內(nèi)溫度與室外溫度低，室內(nèi)保持通風(fēng)。始終保持人體的溫度和濕度最合適。

5.2 提升空氣質(zhì)量

我們的大部分建筑仍然采用傳統(tǒng)的空調(diào)、制冷設(shè)備、風(fēng)機(jī)等設(shè)備，但最多只能降低空氣的溫度，但不能滿足新鮮空氣置換的要求，再加上需要關(guān)閉門窗，空調(diào)設(shè)備的使用，導(dǎo)致室內(nèi)空氣不流，將不可避免地變得又臟又濕。人們?cè)谶@種環(huán)境下長期以來，容易患上“空調(diào)綜合癥”、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、過敏等癥狀，健康狀況受到很大影響。通風(fēng)節(jié)能技術(shù)利用自然通風(fēng)及時(shí)更新空氣。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)全面考慮和推廣自然通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)。

5.3 減少污染

眾所周知，在無氟空調(diào)研發(fā)成功并進(jìn)入市場前，許多在空調(diào)氟利昂制冷劑空調(diào)安裝的建筑，一些仍在使用地球臭氧層的破壞是不可低估的，但在節(jié)能設(shè)計(jì)的推廣，空調(diào)設(shè)備的使用中比例將大大減少，有效減少使用空調(diào)，空氣污染，噪音污染產(chǎn)生的自然通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行過程中，也能解決空調(diào)風(fēng)扇等設(shè)備運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的噪音污染。

5.4 節(jié)約能源，降低能耗

隨著我國工業(yè)能源消費(fèi)量的前列，利用建筑行業(yè)每年的能源消耗量上升，嚴(yán)重浪費(fèi)，從我們的資源儲(chǔ)備情況不容樂觀，甚至在部分城市已經(jīng)顯示一個(gè)警告，能源枯竭因此，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)將成為建筑業(yè)發(fā)展的風(fēng)向。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表明，通風(fēng)節(jié)能裝置的建筑能耗比傳統(tǒng)節(jié)能建筑減少30%～35%，隨著科技的發(fā)展，其能耗指標(biāo)仍在不斷提高。建筑業(yè)在中國的長期發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)理念也出現(xiàn)了顯著的變化，但早期的建筑設(shè)計(jì)工作，由于技術(shù)和理論支持的缺乏，導(dǎo)致很多先進(jìn)的理念都沒有用。建筑功能，在過去，在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師，沒有全面的數(shù)據(jù)收集，導(dǎo)致設(shè)計(jì)和施工之間存在很大的差距，從施工的角度分析問題的設(shè)計(jì)人員的一部分，現(xiàn)有的簡化的室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，不僅會(huì)影響到建筑物的通風(fēng)功能，也不利于通風(fēng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。此外，傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)不僅安裝成本高，在安裝和維護(hù)過程中，還需要花很多錢，有些人由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)完成后，沒有嚴(yán)格按照工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)常出現(xiàn)返工的問題，導(dǎo)致很多資源和能源浪費(fèi)。

6 通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)的主要應(yīng)用形式

6.1 屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

在當(dāng)前的建筑觀是一個(gè)平臺(tái)，設(shè)計(jì)者可以使用“隔熱屋頂”的特點(diǎn)，與架空或斜坡式保溫層安裝設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)是方便與適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，交換冷熱空氣的對(duì)流有效降溫隔熱。還可以設(shè)置帽子，將自然風(fēng)通過內(nèi)罩通過排氣罩進(jìn)入建筑物內(nèi)，使室內(nèi)空氣受到高溫的污染，達(dá)到通風(fēng)的目的[7]。

6.2 建筑體的雙層幕墻

雙壁稱為“呼吸式幕墻”的建筑，是廣泛使用的一種先進(jìn)技術(shù)，幕墻系統(tǒng)由雙層玻璃幕墻，內(nèi)部和外部的預(yù)置腔之間的幕墻，空腔內(nèi)設(shè)有可調(diào)百葉遮陽裝置和其他空氣入口和出口的溫度差，在夏季建筑本體的效率實(shí)現(xiàn)之間的壓力差，可以打開下一個(gè)風(fēng)口，空氣流通；在冬天空氣的入口和出口，太陽調(diào)整幕墻保溫遮光裝置。雙層幕墻可以大大降低能耗，提高幕墻的保溫隔熱性能。

6.3 空間布局設(shè)計(jì)

建筑物的布局設(shè)計(jì)在很大程度上決定了通風(fēng)效果，這就需要在早期的測量數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)師，利用風(fēng)通風(fēng)的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，結(jié)合因素，確定建筑物的高度、寬度、形狀、距離數(shù)據(jù)的建立和建設(shè)，優(yōu)化設(shè)計(jì)。室內(nèi)可設(shè)計(jì)成使自然風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)，利用風(fēng)壓在進(jìn)水口處傾斜，形成“過堂風(fēng)”，保持理想的通風(fēng)效果。此外，利用自然通風(fēng)可以有效提高噴嘴結(jié)構(gòu)的室內(nèi)，達(dá)到節(jié)能要求，罩可設(shè)置在屋頂上，利用溫度差和風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的通風(fēng)罩，一個(gè)普通的排氣罩，罩兩型罩，在設(shè)計(jì)中，根據(jù)對(duì)施工要求安排一個(gè)罩。當(dāng)然，在密集的城市建筑中，自然通風(fēng)的作用是有限的。機(jī)械通風(fēng)也是實(shí)現(xiàn)舒適的人類環(huán)境所必需的[8]。

6.4 幕墻設(shè)計(jì)

對(duì)于建筑節(jié)能幕墻的設(shè)計(jì)，需要在兩層玻璃幕墻中增加空腔，在其中設(shè)置好相關(guān)的遮陽措施，對(duì)于空腔的進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口，可以利用強(qiáng)制機(jī)械通風(fēng)或者熱壓差的形式來滿足通風(fēng)節(jié)能的需求，這可以顯著改善建筑物中熱壓過高和風(fēng)壓過高的問題，改善維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，為人們的生活和工作提供理想的室內(nèi)環(huán)境。

7 結(jié)語

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于我國可持續(xù)發(fā)展理念的貫徹和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展起到十分重要的作用。根據(jù)我國現(xiàn)今建筑節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀和在建筑節(jié)能方面存在的問題，有關(guān)單位需要對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)給予充分的重視，嚴(yán)格根據(jù)建筑節(jié)能的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計(jì)工作，加強(qiáng)節(jié)能用材的監(jiān)管力度，有效節(jié)約能源與土地資源，有效提高能源的利用效率，需要學(xué)習(xí)國內(nèi)外各種先進(jìn)的建筑節(jié)能技術(shù)，并且根據(jù)我國不同區(qū)域的實(shí)際情況，充分利用自然能源，進(jìn)行有效的應(yīng)用，開展建筑行業(yè)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，促進(jìn)我國建筑節(jié)能的良好發(fā)展。

建筑的通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)既能通過合理運(yùn)用自然風(fēng)來降低能耗減少污染，又能實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部的空氣流通，使人們的居住工作環(huán)境舒適，保證人們的身體健康，還能夠滿足施工建筑的發(fā)展需要，在各方面都具備優(yōu)勢。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，科學(xué)、合理、有效的設(shè)計(jì)建筑物的通風(fēng)系統(tǒng)。

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