簡析建筑設(shè)計中的節(jié)能措施

張發(fā)嶺

【摘 要】 內(nèi)熱環(huán)境，提高采暖用能的效率、降低建筑能耗。隨著節(jié)能措施加強、技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，建筑運行能耗會逐步減少。建筑節(jié)能涉建筑設(shè)計、能源、人居環(huán)境等問題，還考慮了整個建筑對經(jīng)濟、能源、氣象等方面的影響。

【關(guān)鍵詞】 建筑 設(shè)計 節(jié)能 措施

建筑節(jié)能是指通過采取合理的建筑設(shè)計和選用符合節(jié)能要求的墻體材料、屋面隔熱材料、門窗、空調(diào)等措施，在選址、規(guī)劃設(shè)計、建造和使用過程中，通過合理的規(guī)劃設(shè)計，采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備，執(zhí)行建筑節(jié)能標準，加強建筑物節(jié)能設(shè)備的運行管理，合理設(shè)計建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，提高采暖制冷、照明、通風、給排水和管道系統(tǒng)的運行效率以及利用可再生能源，在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源。以下簡要分析幾種建筑節(jié)能的新技術(shù)和有效措施。

1 合理的規(guī)劃和體型設(shè)計

合理的建筑規(guī)劃和體型設(shè)計能有效地適應(yīng)惡劣的小氣候環(huán)境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計應(yīng)考慮多方面的因素，建筑受到社會歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約，要想使建筑物的朝向同時滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的因此，只能權(quán)衡各個因素之間的得失，找到一個平衡點，選擇出適合這一地區(qū)氣候環(huán)境的最佳朝向和較好朝向。

2 新型結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用

20 世紀90 年代，美國的民用住宅采用鋼結(jié)構(gòu)的約為 5%目前已經(jīng)超過 35%?，F(xiàn)在我國的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)大多應(yīng)用于高層公共建筑和商用建筑上，在住宅建筑應(yīng)用不夠廣泛。輕鋼住宅的研究開發(fā)已在各地試點，是輕鋼發(fā)展的一個重要方向，目前已經(jīng)有多種的低層、多層和高層的設(shè)計方案和實例。因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震有利的特點必將對我國傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)模式產(chǎn)生較大沖擊。

3 生態(tài)建筑材料的使用

生態(tài)建筑材料的科學和權(quán)威的定義目前仍在研究確定階段。生態(tài)建筑材料的概念來自于生態(tài)環(huán)境材料。生態(tài)環(huán)境材料的定義也仍在研究確定之中。目前在社會上出現(xiàn)的新型建筑材料有加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、小型混凝土空心砌塊、纖維石膏板、新型隔墻板等，這些新型建筑材料以煤灰、煤矸石、石粉等廢料為主要原料，具有質(zhì)輕、隔容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)低材質(zhì)穩(wěn)定；且阻燃、吸聲、抗震動、不易開裂、不空鼓、綜合造價低等特點，可以配合其他新型建筑材料使用。

4 利用可再生能源節(jié)能

太陽能是常被建筑利用的可再生能源，它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染。太陽能與建筑結(jié)合為人們有效利用可再生能源提供了一個理想途徑。主動式太陽能建筑通過高效集熱裝置來收集獲取太陽能，然后由熱媒將熱量送人建筑物內(nèi)的建筑形式。而太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用越來越普遍，由于將太陽能轉(zhuǎn)化為溫度不太高的熱水，只要用簡單的裝置即可實現(xiàn)，因而被廣泛采用。太陽能熱泵采暖系統(tǒng)是利用集熱器進行太陽能低溫集熱，然后通過熱泵，將熱量傳遞到溫度為 35℃～5O℃的采暖熱媒中去。被動式太陽能建筑指太陽能向室內(nèi)的傳遞不借助于機械動力，而完全由自然的方式傳遞。

5 淺層地熱泵技術(shù)的應(yīng)用

地源水源熱泵作為一種優(yōu)化的空調(diào)能源方式，能大幅提高建筑物內(nèi)部的能源利用系數(shù)，節(jié)能且環(huán)保。地源熱泵技術(shù)，是利用地下的土壤、地表水、地下水溫相對穩(wěn)定的特性，通過消耗電能，在冬天把低位熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需要供熱或加溫的地方在夏天還可以將室內(nèi)的余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源中，達到降溫或制冷的目的。采用熱泵技術(shù)為建筑物供熱或制冷可大大降低燃料消耗，不僅節(jié)能，還可減少燃燒礦物燃料而引起的二氧化碳和其他污染物的排放。

6 利用地熱資源

由于較深的地層在未受干擾的情況下常年保持恒定的溫度，遠高于冬季的室外溫度，又低于夏季的室外溫度，因此可以利用地內(nèi)的能量來為人類服務(wù)。目前應(yīng)用最多的是地源熱泵。它可克服空氣源熱泵的技術(shù)障礙，且效率更高。此外，冬季通過熱泵把大地中的熱量升溫后對建筑供熱，同時使大地中的溫度降低，即蓄存了冷量，又可供夏季使用；夏季通過熱泵把建筑物中的熱量傳輸給大地，對建筑物降溫，同時在大地中蓄存熱量以供冬季使用。大地起到一個蓄能器的作用，進一步提高空調(diào)系統(tǒng)全年的能源利用效率。

7 利用風能資源節(jié)能

利用風能可以發(fā)電，同時實現(xiàn)被動式降溫。建筑上一般采用小型或微型風力發(fā)電機，只要有能使樹葉搖動的微風就能使發(fā)電機工作。它非常適合夜間建筑亮化照明等用途。建筑的自然通風可以改善室內(nèi)熱舒適和空氣質(zhì)量。夏季，利用自然通風進行被動式降溫可減少空調(diào)能耗，防止“建筑綜合癥”的發(fā)生，而冬天則可以驅(qū)除室內(nèi)多余潮氣和污染物，以減少采暖能耗。

8 有效的遮陽設(shè)施

遮陽設(shè)施是窗、玻璃幕墻的配套設(shè)施，這對于調(diào)節(jié)日照、節(jié)省能源具有十分重要的作用，開窗面積越大，遮陽要求越高。遮陽方式分玻璃外遮陽和自遮陽兩種。外遮陽包括遮陽百頁窗、遮陽構(gòu)件（挑板）等。與窗配套的百頁窗技術(shù)簡單，在歐洲被廣泛使用。玻璃自遮陽就是降低玻璃的透射率，例如鍍膜玻璃、著色玻璃等。

9 運用玻璃幕墻

玻璃幕墻是建筑外觀設(shè)計重要的創(chuàng)作手段。它有高耗能的缺點。節(jié)能設(shè)計規(guī)范對玻璃幕墻高隔熱節(jié)能性能有嚴格規(guī)定，會大大增加玻璃幕墻的造價，應(yīng)淘汰低檔產(chǎn)品，避免玻璃幕墻的濫用。玻璃幕墻分為不透明和透明兩種，對不透明部分，可以在幕墻和建筑構(gòu)件之間設(shè)保溫材料，類似于外保溫。對透明部分，節(jié)能措施可以采用 Low—E 玻璃、中空玻璃、斷熱金屬型材等。

10 綠化節(jié)能

近年來由于城市綠地不斷減少，加之空調(diào)的大量使用，導(dǎo)致“熱島效應(yīng)”，空氣環(huán)境習益惡化，給建筑節(jié)能帶來負效應(yīng)。因此，在城市規(guī)劃和建設(shè)的同時，應(yīng)大力發(fā)展綠化建設(shè)。綠地的配置，可以通過植被的光合作用及蒸騰作用使太陽輻射熱能轉(zhuǎn)化，降低環(huán)境溫度。根據(jù)不同地區(qū)的地形及小氣候情況，在規(guī)劃中注意合理布置不同高度和種類的樹木植被，可以在夏季使建筑群內(nèi)產(chǎn)生有陰影遮蔽的效果，并疏導(dǎo)通風氣流，冬季有防寒風和最大限度的減少遮陽效果。并能緩解曝曬及驟雨造成建筑物表面的溫差變化，使絕大部分輻射熱不致于進入圍護結(jié)構(gòu)向室內(nèi)傳遞，從而改善了生態(tài)環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境。

總之，在倡導(dǎo)節(jié)約減排的大環(huán)境中，建筑節(jié)能的研究是可持續(xù)發(fā)展的一個重要研究課題，涉及社會各個方面的問題。在我國現(xiàn)階段，主要提倡運用與經(jīng)濟發(fā)展水平相適應(yīng)的節(jié)能技術(shù)措施，同時注重二次能源的利用與開發(fā)如：太陽能、風能、地能等，降低可再生能源的利用成本，一步一步逐漸實現(xiàn)我國建筑節(jié)能既定目標。在建筑設(shè)計中運用先進的建筑材料、科技技術(shù)，在創(chuàng)造美的藝術(shù)視覺藝術(shù)的同時最小較少建筑的能耗，創(chuàng)造綠色建筑。