建筑工程設(shè)計(jì)中節(jié)能建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

須金倉

摘要：近年來，城市規(guī)劃建設(shè)與建筑工程密不可分，為更好打造城市建筑，緩解資源緊缺矛盾，對(duì)建筑節(jié)能屬性提出新的要求，原有建筑設(shè)計(jì)體系缺乏適應(yīng)性，有待改進(jìn)?；诖?，為建設(shè)優(yōu)質(zhì)建筑工程，推動(dòng)建筑業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展，本文以節(jié)能建筑設(shè)計(jì)入手，針對(duì)節(jié)能建筑的相關(guān)設(shè)計(jì)措施進(jìn)行分析及研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程設(shè)計(jì);節(jié)能建筑;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一、節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的意義及原則

1、設(shè)計(jì)意義

在傳統(tǒng)建筑使用期間，受到設(shè)計(jì)、材料與工藝技術(shù)等方面因素影響，使用到大量的建筑資源與電力能源，但在設(shè)計(jì)期間能源利用率不高，導(dǎo)致浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，且建筑的建設(shè)成本和總體使用成本也因此提高，簡(jiǎn)單來講，早期建設(shè)的建筑工程普遍為高能耗建筑，節(jié)能水平較低。與此同時(shí)，節(jié)能理念與施工建設(shè)的融入，在滿足同等需求與實(shí)現(xiàn)預(yù)期建設(shè)目標(biāo)的前提下，可以明顯降低運(yùn)行能耗與建筑資源使用量，全面提升終端用戶用能效率和總體能源利用率，這對(duì)緩解資源緊缺矛盾有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2、設(shè)計(jì)原則

在節(jié)能建筑設(shè)計(jì)期間，需要嚴(yán)格遵循因地制宜、資源節(jié)約、整體性設(shè)計(jì)三項(xiàng)原則，以樹立正確的設(shè)計(jì)思路。其中，因地制宜原則是根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況來制定設(shè)計(jì)方案，掌握建筑所處區(qū)域的氣候條件、水文地質(zhì)條件，將其作為建筑選址設(shè)計(jì)與朝向設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，使節(jié)能建筑充分適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?。資源節(jié)約原則是圍繞降低建筑系統(tǒng)運(yùn)行能耗目標(biāo)來制定設(shè)計(jì)方案、選取設(shè)計(jì)措施，如調(diào)整建筑朝向來改善室內(nèi)自然采光通風(fēng)條件，或是使用保溫復(fù)合墻體等新材料來改善建筑保溫隔熱性能。而整體性原則是將節(jié)能建筑視作為一個(gè)有機(jī)整體，全方位考慮與建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的各項(xiàng)問題，包括對(duì)建筑造價(jià)成本與節(jié)能屬性的有效兼顧，對(duì)電力能源與太陽能等可再生能源的搭配使用，旨在達(dá)到各項(xiàng)設(shè)計(jì)要素的最佳平衡點(diǎn)。

二、建筑工程設(shè)計(jì)中的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、選址設(shè)計(jì)

選址設(shè)計(jì)期間應(yīng)提前組織現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察工作，根據(jù)勘察報(bào)告來掌握各區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)情況，包括氣候特征、水文地質(zhì)條件、臨近建筑物分布情況等，綜合分析各項(xiàng)因素來確定建筑選址，力求圍繞節(jié)能建筑在周邊區(qū)域營(yíng)造適宜、穩(wěn)定的微氣候環(huán)境，并為建筑節(jié)能功能的實(shí)現(xiàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。例如，從臨近建筑物分布角度來看，優(yōu)先在場(chǎng)地空曠、臨近建筑物間距較遠(yuǎn)的區(qū)域作為建筑選址，避免因周邊建筑物遮擋而影響到節(jié)能建筑的自然采光、自然通風(fēng)條件。

2、朝向選擇

綜合分析現(xiàn)場(chǎng)所處緯度、街道走向、氣候特征、街道高寬比、建筑布局結(jié)構(gòu)等因素，在其基礎(chǔ)上確定建筑朝向，避開主導(dǎo)風(fēng)向，確保風(fēng)能與太陽能資源得到高效利用。一般情況下，建筑物宜朝向南北或接近朝向南北。

3、選材設(shè)計(jì)

圍繞改善建筑性能、控制建筑造價(jià)成本兩項(xiàng)目標(biāo)來選擇材料品種。一方面，為改善建筑性能，應(yīng)選用有利于降低建筑能耗、提高節(jié)能屬性的建筑材料，包括節(jié)能型圍護(hù)材料、保溫復(fù)合墻板等，如對(duì)泡沫比例、鋼絲網(wǎng)水泥泡沫板、泡沫混凝土、陶瓷保溫板等新型保溫材料的應(yīng)用，可以明顯改善建筑結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，從而減少系統(tǒng)的整體運(yùn)行時(shí)間，降低能耗，達(dá)到節(jié)能目的。另一方面，為控制建筑造價(jià)成本，設(shè)計(jì)人員在非必要情況下，禁止使用黏土制品材料，如實(shí)心黏土磚等，優(yōu)先使用經(jīng)資源化處理生產(chǎn)的建筑材料，如使用頁巖、河庫淤泥、粉煤灰等廢棄物制成的墻體材料，或是使用小型空心砌塊、外墻自鎖式干掛砌塊等具備循環(huán)利用條件的材料，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約目的。

4、墻體節(jié)能設(shè)計(jì)

外墻保溫系統(tǒng)在整個(gè)建筑中占有重要的節(jié)能措施。外墻保溫不僅起到保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的耐久性，還能較大的改善外界因素對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響。首先，根據(jù)工程情況確定墻體朝向，一般情況下采取南北朝向或是接近南北朝向，以此來維持“夏季低、冬季高”的太陽輻射水準(zhǔn)，有利于夏季控制室內(nèi)環(huán)境溫度和冬季提高室內(nèi)溫度。其次，外保溫系統(tǒng)保溫材料做在結(jié)構(gòu)主體外側(cè)，從而使建筑達(dá)到保溫節(jié)能效果。與外墻內(nèi)保溫及外墻夾心保溫技術(shù)所造成外墻或外頁墻溫度裂縫，容易引起雨水滲透，熱橋問題容易造成表面結(jié)露，外墻外保溫則避免了因外界空氣影響使熱橋部位產(chǎn)生裂縫從而出現(xiàn)熱橋結(jié)露現(xiàn)象，延長(zhǎng)建筑的使用壽命。最后，準(zhǔn)確計(jì)算建筑外墻體形系數(shù)最佳值，嚴(yán)格控制節(jié)能建筑與室外大氣接觸的外表面積，避免因體形系數(shù)過大而影響到外墻保溫隔熱性能。

5、門窗節(jié)能設(shè)計(jì)

窗戶輻射及熱損耗在建筑中占有很大的比重，因此門窗也是建筑節(jié)能不容忽視的環(huán)節(jié)。門窗不僅影響建筑美觀同時(shí)決定生活質(zhì)量，門窗節(jié)能在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循節(jié)能環(huán)保的原則。在門窗設(shè)計(jì)期間要綜合分析具體情況，首先，考慮到外窗熱工性能低于外墻，為兼顧建筑保溫與自然采光要求，需要根據(jù)工程情況合理計(jì)算窗墻比，將公共建筑窗墻比控制在0.7以內(nèi)，避免因窗墻比過大而削弱建筑結(jié)構(gòu)整體熱工性能，或是因窗墻比過小而影響到自然采光效果。其次，利用雙層中空玻璃，提高密封性能，這種結(jié)構(gòu)是通過利用干燥劑，形成內(nèi)部干燥、無水汽與灰塵存在的空間層，其有著優(yōu)異的隔熱隔聲性能，從而提高建筑物整體的熱工性能，并降低能耗，同時(shí)，也可選用斷橋鋁合金型材制成的雙層或三層玻璃、熱輻射膜鍍膜玻璃等新型材料。最后，在門窗節(jié)能方案中設(shè)計(jì)遮陽系統(tǒng)，阻擋太陽直射輻射熱能，降低房間的熱，比內(nèi)遮陽措施的遮陽效率高。建筑物的向陽面應(yīng)采取有效的遮陽措施，一般有水平遮陽、垂直遮陽和擋板式遮陽措施。

6、屋面節(jié)能設(shè)計(jì)

屋面由防水、保溫、隔熱等構(gòu)造層所做成的。為了減少建筑物屋面的熱損失和防止結(jié)露，降低建筑物屋面對(duì)太陽輻射熱的吸收而設(shè)的屋面保溫措施。屋面是接受太陽輻射量最大的一個(gè)面，如果做好屋面保溫工作也能增加建筑的使用壽命。首先，根據(jù)工程情況來選擇恰當(dāng)?shù)奈菝骖愋?，如在自然通風(fēng)條件較佳且環(huán)境氣溫較高的工程中可選用架空屋面，當(dāng)隔熱水平較高時(shí)可采取保溫隔熱屋面，如果屋面防水等級(jí)在I-II級(jí)或寒地建筑則不宜選用蓄水屋面。其次，在選用保溫屋面時(shí)，為強(qiáng)化屋面保溫隔熱性能，需要在屋面與天溝、檐溝交界處設(shè)計(jì)保溫層，在有挑檐情況下將屋面保溫層延伸至墻內(nèi)，保溫層伸入長(zhǎng)度控制在墻體厚度1/2及以上，保溫可以采用板材、塊材或整體現(xiàn)噴聚氨酯保溫層。再次，在屋面構(gòu)造成內(nèi)加設(shè)封閉式空氣間層，可選帶鋁箔的雙面或單面空氣間層，在選用帶鋁箔單面空氣間層時(shí)，在溫度較高一側(cè)部位設(shè)置鋁箔。最后，明確保溫層在屋面構(gòu)造中的位置，當(dāng)在防水層下部設(shè)置保溫層時(shí)，在保溫層上部設(shè)置找平層，而在防水層上部設(shè)置保溫層時(shí)，則在保溫層上部設(shè)置保護(hù)層，并在屋面坡度超過一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)屋面保溫層采取額外的防滑措施。此外，設(shè)計(jì)人員可采取全新的綠化屋面，在節(jié)能建筑屋頂、露臺(tái)、陽臺(tái)等部位鋪設(shè)種植層，栽植當(dāng)?shù)靥赜械胤轿锓N或鋪設(shè)草坪，從而起到增加綠化面積、凈化空氣、遮陽、保溫、延長(zhǎng)屋頂建材使用壽命等多重功能。同時(shí)，重點(diǎn)考慮屋面荷載問題，合理選擇綠化植物品種、栽植數(shù)量和覆土厚度，避免因栽植過多綠化植物而影響到建筑屋面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，或是因綠化植物密度不足而削弱建筑屋頂綠化功能。

結(jié)語：綜上所述，為更好的實(shí)現(xiàn)工程預(yù)期建設(shè)目標(biāo)，為業(yè)主營(yíng)造舒適、健康的建筑空間環(huán)境。建筑企業(yè)與建筑設(shè)計(jì)師必須對(duì)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)問題予以高度重視，明確節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義與所需遵循的原則，全面掌握選材、朝向、選址、墻體、門窗、屋面等方面的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)，確?，F(xiàn)代建筑朝著綠色節(jié)能方向發(fā)展，發(fā)揮設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

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