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      節(jié)能設(shè)計在民用建筑設(shè)計中的有效應(yīng)用

      2023-01-15 18:03:46
      四川水泥 2022年1期
      關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能保溫建筑設(shè)計

      馬 虹

      (甘肅第一建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司, 甘肅 蘭州 730070)

      1 民用建筑節(jié)能設(shè)計的影響因素和涉及問題

      1.1 影響因素

      實際開展節(jié)能設(shè)計的過程中,諸多因素制約了節(jié)能設(shè)計的運(yùn)用開展,包括工作人員的專業(yè)技能、新能源的使用技術(shù)、投入成本等,這些因素在設(shè)計中都起著至關(guān)重要的作用。首先,我國建筑行業(yè)引入節(jié)能設(shè)計理念的實戰(zhàn)經(jīng)驗少,專業(yè)人員不足,大部分設(shè)計工作人員沒有參加過專業(yè)培訓(xùn),制約了節(jié)能設(shè)計的有效投入運(yùn)用。其次,新能源的使用直接關(guān)乎到建筑對環(huán)境的影響程度?,F(xiàn)在使用的多為太陽能、風(fēng)能等部分可再生資源。除此之外,建筑成本也是制約民用建筑的另一重要因素。

      1.2 涉及問題

      建筑能耗高以及節(jié)能方式滯后是當(dāng)前節(jié)能設(shè)計運(yùn)用過程中存在的兩大主要問題。建筑能耗高問題有違節(jié)能環(huán)保的理念。在使用建筑過程中,大量的能源被耗費(fèi),給環(huán)境帶來沉重負(fù)擔(dān)。隨著人們環(huán)保意識的日漸提升,大家對建筑的安全要求也逐漸提高。為了達(dá)到這一高質(zhì)量水平,建筑行業(yè)需要耗費(fèi)資源開展安全保證工作,從而也造成了大量的建筑能耗。另外,因為我國對節(jié)能環(huán)保理念提倡得較晚,致使建筑節(jié)能方式相較于其他國家存在一定差距。例如,在民用建筑物的供暖方面,集中供暖仍然是最主要的取暖途徑,而這種供暖方式是采用煤炭和天然氣供暖。因為煤炭在使用過程中常常發(fā)生燃燒不完全的情況,所以造成了煤炭資源的浪費(fèi)問題。近年來,大量的供暖能源由煤炭轉(zhuǎn)換為天然氣,大氣污染有所緩解,但能耗依舊很高。只有解決建筑節(jié)能方式落后的問題,提高能源的有效利用率,才能推動建筑節(jié)能設(shè)計的使用以及發(fā)展。

      2 民用建筑節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用原則

      2.1 堅持因地制宜

      在開展節(jié)能設(shè)計過程中,需要貫徹因地制宜的設(shè)計原則,依據(jù)民用建筑設(shè)計場所的實際地理條件,制定適宜的節(jié)能設(shè)計方案,從而最大程度地減低建筑成本。在設(shè)計工作開展前,首先要針對地理位置進(jìn)行認(rèn)真勘查,了解當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件以及地址狀況,以保證節(jié)能設(shè)計能夠切實開展落實,發(fā)揮最大功效。除此之外,也要考慮民用建筑的建設(shè)位置,盡量選擇具有良好地理環(huán)境條件的區(qū)域,氣候適宜的環(huán)境,不僅能夠改善居住人群的居住環(huán)境和生活質(zhì)量,提升居民的生活幸福度,而且也更利于開展節(jié)能設(shè)計,通過降低空調(diào)使用率達(dá)到減少電力消耗的效果。

      2.2 選用合適的節(jié)能材料

      節(jié)能材料質(zhì)量決定了民用建筑節(jié)能設(shè)計的運(yùn)用效果,對整體建筑質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用。通常情況下,在選擇節(jié)能材料時,要考慮材料是否具備高效性、節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性三個因素。在確保材料質(zhì)量的前提下,盡可能降低成本開支,這才是符合節(jié)能設(shè)計的本質(zhì)要求??偠灾谶x擇節(jié)能材料時,各個環(huán)節(jié)涉及到的工程造價必須科學(xué)、合理,從而滿足環(huán)保節(jié)能的需求。

      2.3 貫徹本土化設(shè)計與外部環(huán)境設(shè)計相結(jié)合

      開展民用建筑節(jié)能設(shè)計過程中,通常需要將本土化設(shè)計與外部環(huán)境設(shè)計相結(jié)合。設(shè)計人員需要考慮建筑物所在地的建筑習(xí)慣和人文生活方式以及相關(guān)的習(xí)俗等因素,以確保建筑能夠滿足當(dāng)?shù)厝嗣竦膶徝佬枨?。建筑不僅僅是滿足人們的生活起居需求,還需要符合建筑所在地的環(huán)境條件,因此需要結(jié)合外部環(huán)境開展建筑設(shè)計布局。例如,設(shè)計人員通常將臥室這些需要陽光照射取暖的房間設(shè)計在建筑南側(cè),而將一些需要避免日光照射的房間設(shè)計在北側(cè)方向。除此之外,在開展民用建筑設(shè)計的時候,建筑物的外立面設(shè)計也需要秉承科學(xué)合理的設(shè)計原則。建筑設(shè)計不僅需要盡可能地節(jié)能環(huán)保,還需要綜合考慮整體的美感。另外,在開展建筑物內(nèi)部設(shè)計過程中,保證建筑的合理功能分布是重中之重,不能夠本末倒置,各使用功能合理布局的前提下,利用清潔能源,優(yōu)化節(jié)能設(shè)計。綜上,設(shè)計人員在開展民用建筑設(shè)計時,需要秉承本土化與外部環(huán)境協(xié)調(diào)共存的原則,努力為當(dāng)?shù)鼐用裉峁﹥?yōu)質(zhì)的居住環(huán)境。

      3 節(jié)能設(shè)計在民用建筑設(shè)計中的有效應(yīng)用

      3.1 完成建筑物的整體布局設(shè)計

      節(jié)能設(shè)計需要融入到整體的建筑設(shè)計中去,這樣才可以實現(xiàn)整體的建筑節(jié)能設(shè)計布局。設(shè)計人員在進(jìn)行民用建筑外部環(huán)境設(shè)計時,需要盡可能地利用當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境優(yōu)勢,比如在透風(fēng)且光照充足的地方建設(shè)建筑物,這樣可以充分利用太陽能、風(fēng)能等可再生資源,從而減少建筑內(nèi)部的電能使用,達(dá)到節(jié)能的效果。因此,設(shè)計人員必須認(rèn)真勘查建筑物所在地的氣候條件,清晰掌握當(dāng)?shù)氐墓庹?、通風(fēng)情況,只有這樣,才可以最大程度地利用自然資源,合理實現(xiàn)建筑節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

      除了可以通過自然資源開展節(jié)能設(shè)計之外,設(shè)計人員還可以通過合理節(jié)省土地使用來達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。例如,采取科學(xué)方式縮減建筑物間的距離可以起到節(jié)約土地使用面積的方式,提升土地資源的利用率,同時保證建筑物的質(zhì)量。與此同時,在開展建筑物內(nèi)部空間設(shè)計時,可以充分利用地下空間面積,比如將機(jī)房、超市、儲藏室等都布局在地下,這樣可以提升建筑物的內(nèi)部空間使用率。另外,居住用房可以考慮設(shè)計全開放式的客廳、廚房,這樣在提升居住房屋的使用空間的同時,內(nèi)部通風(fēng)和采光效果也得到了提升。除此之外,還可以考慮采取并列式或平行式的物件布局方式,提升內(nèi)部空間的使用效率。

      3.2 建筑材料的節(jié)能設(shè)計

      3.2.1 屋面的節(jié)能設(shè)計

      屋面的節(jié)能設(shè)計是建筑物整體節(jié)能設(shè)計非常重要的一個環(huán)節(jié)。以往開展的屋面節(jié)能設(shè)計,通常是在屋面上安裝一層保溫層。而采用的施工材料多為吸水性能差的防水材料,起到防滲漏的作用。這種保溫材料因其密度小、設(shè)計簡單,從而得到廣泛使用,但是這種材料也存在弊端。保溫層材料的質(zhì)量受其厚度制約,材料保溫效果好,則其厚度就越大,耗費(fèi)成本就越多。但是采用屋面綠化的節(jié)能設(shè)計方式,通過綠化起到降低熱島效應(yīng),實現(xiàn)屋面隔熱保溫的作用,從而不僅解決了居民的保溫要求,還能夠增加城市綠化面積,降低建筑成本開支[1]。

      3.2.2 外門窗節(jié)能設(shè)計

      在建筑能耗耗損中,外門窗屬于能耗損失最多的位置,在整體能耗散失中占據(jù)了很大的比例。因此,設(shè)計人員在進(jìn)行該部位設(shè)計時,需要在確保外門窗的功能基礎(chǔ)上,較大程度地降低外門窗的開口面積,以達(dá)到降低能耗的效果。由于目前并未設(shè)置統(tǒng)一的外門窗節(jié)能材料選擇標(biāo)準(zhǔn),所以設(shè)計人員需要結(jié)合建筑物當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r確定適宜的建筑材料。例如,北方氣候偏冷,外門窗材料選擇時多采用塑鋼材料門窗,這種材料能夠規(guī)避金屬窗的冷橋現(xiàn)象發(fā)生。如果建筑物位于四季氣候較為顯著的地區(qū),那么在選擇材料時,多推薦使用鍍膜玻璃和中空玻璃,這兩種材料能夠適應(yīng)四季冷熱交替的氣候條件??傮w來說,設(shè)計人員在進(jìn)行外門窗節(jié)能設(shè)計過程中,需要綜合多種因素考慮,選擇適宜的外門窗材料進(jìn)行建筑設(shè)計,既能滿足居住使用需求,也起到節(jié)能環(huán)保的目的[2]。

      3.2.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計

      由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到建筑物的保溫效果,因此設(shè)計人員在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時需要關(guān)注圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對建筑物墻體的隔熱保溫效果起著決定性作用,直接關(guān)系到節(jié)能設(shè)計的實施效果。因此,在開展外圍機(jī)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計時,需要科學(xué)合理地選擇保溫技術(shù)以及所使用的節(jié)能材料。通常情況下,目前采取的墻體保溫節(jié)能技術(shù)多是外墻保溫技術(shù),分為外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫和外墻自保溫三類技術(shù)類型。另外,在墻體的材料選擇方面通常也是使用具備吸熱性能的材料,保溫材料的技術(shù)更新需要設(shè)計人員實時關(guān)注。由此可以看出,墻外保溫節(jié)能技術(shù)是一項非常重要的節(jié)能技術(shù)[3]。

      3.3 合理使用再生資源和新能源

      節(jié)能設(shè)計的核心是科學(xué)合理地運(yùn)用新能源和可再生資源,實現(xiàn)建筑物節(jié)能環(huán)保的效果。因此,設(shè)計人員需要結(jié)合建筑物所在地的自然環(huán)境情況,將可以使用的資源充分運(yùn)用到建筑設(shè)計中去,不僅需要將普遍使用的太陽能、風(fēng)能等充分利用起來,還需要考慮其他的節(jié)能資源,如潮汐能等等。新能源是建筑節(jié)能設(shè)計中至關(guān)重要的構(gòu)成內(nèi)容,太陽能和風(fēng)能當(dāng)前已普遍應(yīng)用于建筑中。例如,太陽能可以提供加熱供暖,建筑內(nèi)的洗浴熱水供應(yīng)大部分都是由太陽能提供的。而風(fēng)可以代替煤炭用于電力供應(yīng),從而起到節(jié)省資源保護(hù)環(huán)境的作用。另外,一些新能源也已經(jīng)用于建筑節(jié)能設(shè)計中。作為綠色環(huán)保的新型能源,一方面可以降低建筑內(nèi)部的污染程度,從而有利于維護(hù)居民的身體健康。另一方面新能源的投入使用,一定程度上緩解了可再生資源的供應(yīng)緊張狀況,從而推動了節(jié)能設(shè)計在建筑設(shè)計中的使用開展,也進(jìn)一步提高了人們的環(huán)保節(jié)能意識。通過在建筑設(shè)計過程中引入可再生資源和新能源,也為居民創(chuàng)造了節(jié)能環(huán)保的舒適居住環(huán)境[4]。

      3.4 合理使用水資源和冷暖資源

      在人們?nèi)粘I钪惺褂玫降闹T多資源里,水資源是十分關(guān)鍵的一項資源。因此,在進(jìn)行民用建筑設(shè)計過程中,設(shè)計人員需用針對水資源進(jìn)行科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計,盡可能減少水資源的浪費(fèi)。例如,設(shè)計人員可以在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時,將污水回收系統(tǒng)融入到建筑設(shè)計里,將生活污水、廢水統(tǒng)一收集起來,采取污水凈化措施,從而實現(xiàn)污水廢水再利用。除此之外,設(shè)計人員還可以考慮增加人工濕地的設(shè)計,將生活污水排放到人工濕地,不僅解決了污水處理問題,也為城市增加了一片綠植,保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。設(shè)計人員在充分利用水資源的同時,還需要綜合考慮冷暖資源的科學(xué)合理使用。由于現(xiàn)在居民大多采取冷暖空調(diào)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié),通常是白天晚上都在使用空調(diào),這在一定程度上造成了電能資源的耗費(fèi)。所以,設(shè)計人員可以在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時,將建筑智能化使用引入到設(shè)計方案中,實現(xiàn)智能化控制建筑內(nèi)部問題,保持室溫穩(wěn)定在適宜溫度狀態(tài)[5]。

      4 結(jié)束語

      由以上分析,目前在民用建筑節(jié)能設(shè)計實際開展過程中,仍然存在一些制約節(jié)能設(shè)計實施的影響方面。因此,設(shè)計人員在開展建筑節(jié)能設(shè)計過程中,需要綜合建筑物所在地的氣候、環(huán)境、人文風(fēng)俗習(xí)慣等多方面進(jìn)行考慮分析,安排好節(jié)能環(huán)保需求的建筑材料、建筑布局設(shè)計以及可再生資源、新能源等的利用,在實際運(yùn)用中真正實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

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