當(dāng)前加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的思考

程國艷

摘 要：當(dāng)前，在全社會(huì)提倡節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)也應(yīng)該作為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一部分，在保證居住舒適性和提高生活質(zhì)量的前提下，充分運(yùn)用建筑學(xué)設(shè)計(jì)原理，采取各種行之有效的措施，最大限度降低建筑物的能源消耗。本文結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際，對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的具體思路進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑 節(jié)能設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的發(fā)展，能源的巨大需求與能源相對(duì)短缺之間的矛盾日益凸顯，節(jié)能已經(jīng)成為建筑行業(yè)追求的目標(biāo)。在城市建設(shè)規(guī)模猛增的大背景下，推廣節(jié)能建筑既是突破能源瓶頸的一劑良方，也是保護(hù)環(huán)境的重要舉措。因此，相關(guān)部門應(yīng)從設(shè)計(jì)的源頭強(qiáng)化對(duì)新建建筑的節(jié)能審查。只有重視建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，才能減少和避免由于設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致的高能耗建筑，從而實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能目標(biāo)，使千萬間節(jié)能建筑成為城市風(fēng)景。

1、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的理論分析

建筑節(jié)能，就是依據(jù)可持續(xù)發(fā)展原則，在建筑的建造和使用期限中最大化地節(jié)約資源、減輕污染和保護(hù)環(huán)境，加大對(duì)于資源的利用效率，而且又不會(huì)破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡，這樣的建筑稱為節(jié)能建筑，也可稱為節(jié)能環(huán)保建筑，它提高了對(duì)于資源的利用程度，并且能夠與自然和諧相處。而建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，就是對(duì)節(jié)能建筑的建造過程和細(xì)節(jié)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，使資源的利用和環(huán)境的保護(hù)等各方面都趨于最佳，如根據(jù)建筑周圍環(huán)境對(duì)建筑過程所消耗的材料進(jìn)行合理分配，是運(yùn)費(fèi)、材料費(fèi)降低而使建筑質(zhì)量提升。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，需要遵從的準(zhǔn)則是將自然、建筑與人三者充分結(jié)合，從三者角度出發(fā)選取對(duì)三者利益最大化的方案，最終達(dá)到適宜人群居住舒適安逸、減少對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境影響、提升企業(yè)所得利益的目的。

2、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的影響因素

目前，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與人居環(huán)境同樣受到建筑師的重視，在設(shè)計(jì)中均有著充分的體現(xiàn)。但由于建筑設(shè)計(jì)的成果直接與開發(fā)商的利益掛鉤，突出表現(xiàn)的往往是強(qiáng)調(diào)建筑的一次性投資，以及如何降低建筑造價(jià)，這樣就導(dǎo)致了大量不合格產(chǎn)品進(jìn)入建筑市場。例如，屋面保溫材料以次充好、氣密性達(dá)不到要求的窗戶、保溫材料厚度的減小、甚至取消外墻保溫材料等。這使得節(jié)能設(shè)計(jì)在多層次、多方面發(fā)生矛盾，使住宅節(jié)能的要求達(dá)不到設(shè)計(jì)的滿意效果，使成品建筑的供暖能耗自然增加。由于人們對(duì)一次性投資的短期效應(yīng)與建筑能耗的長期效應(yīng)沒有正確的認(rèn)識(shí)和理解，結(jié)果雖然一次性投資得到了控制，卻造成了日后長期性的能源浪費(fèi)，加大了長期性的資金投入。

另一方面，在我國建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中存在著一些不合理的地方。外門窗是建筑能耗的最薄弱環(huán)節(jié)，約占總能耗的65%，我們常用的單層塑鋼窗的傳熱系數(shù)為4.7W/（mz·K），單層鋁合金窗的傳熱系數(shù)為6.4W/（mz·K）。因此在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用單層塑鋼窗。另外為了追求建筑的美觀與舒適而過分的加大門、窗的面積，也是導(dǎo)致室內(nèi)的保溫隔熱性能降低的一大因素。

3、加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的具體思路

3.1 優(yōu)化建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)

在建筑規(guī)劃階段，要慎重考慮建筑物的間距、朝向、體量、體型、綠化配置等因素對(duì)節(jié)能的影響，改善室內(nèi)熱環(huán)境。在建筑的平面布局方面，朝向選擇十分重要，夏季應(yīng)盡量減少太陽直射室內(nèi)及外墻面，應(yīng)有良好的通風(fēng)；而冬季則應(yīng)有適量的陽光射入室內(nèi)，避免冷風(fēng)吹襲。可見，從節(jié)能和熱環(huán)境考慮，建筑物以南北向或接近南北向?yàn)楹?，而?yīng)該避免東西向。如某些方位住宅不能為南北向，則至少應(yīng)保證主要房間設(shè)在冬季朝陽或背風(fēng)的部位，減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱量。同時(shí)，注意建筑間距與節(jié)能的關(guān)系，使建筑南墻的太陽輻射面積在整個(gè)采暖季節(jié)中不因其他建筑的遮擋而減少。

3.2 加強(qiáng)建筑節(jié)能的個(gè)體設(shè)計(jì)

一是控制體型系數(shù)。體型系數(shù)系指建筑物與室外大氣接觸的面積與其所包圍的建筑體積之比。體型系數(shù)越大說明單位建筑所分擔(dān)的熱散失面積越大，能耗就越多。有資料表明，體型系數(shù)每增加0.01，耗熱量指標(biāo)約增加 2.5%。建筑體型系數(shù)還與建筑物的體量大小有關(guān)。一般來說，控制或降低體型系數(shù)的措施包括：⑴減少建筑面寬，加大建筑進(jìn)深；⑵增加建筑物的層數(shù)；⑶增加組合；⑷建筑體型不宜變化過多。

二是控制表面面積系數(shù)。從獲取更多的日照輻射，降低耗能來看，表面面積系數(shù)越小越好。從節(jié)能意義來說，長軸朝向的長方形體型最好，正方形次之，而長軸朝向南北方向的長體型的建筑節(jié)能效果最差。

三是選擇適當(dāng)?shù)拈L寬比。對(duì)正南朝向來說，一般長寬比越大，得熱越多。但需注意，隨著朝向的變化，其得熱量會(huì)逐漸減少。當(dāng)偏角達(dá)到67?時(shí)，各種長寬比體型建筑的得熱基本趨于一致。當(dāng)偏角為90?時(shí)，則長寬比越大，得熱越少。

四是最低耗能體型的選擇。所謂最低耗能體型，是指建筑的各方面尺寸預(yù)期有效傳熱系數(shù)相對(duì)應(yīng)的最佳體型。一般來講，當(dāng)各方面的平均有效傳熱系數(shù)不同時(shí)，傳熱系數(shù)相對(duì)較少的面具有相應(yīng) 較大面積的體型是最佳體型；當(dāng)各面的平均傳熱系數(shù)相同時(shí)，最小的體型系數(shù)是最佳體型。

五是良好的構(gòu)造設(shè)計(jì)。此處所提的建筑各部分的構(gòu)造設(shè)計(jì)是在滿足作為建筑的基本組成部分的要求之外，通過對(duì)屋頂、樓板、墻體、門窗等進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，以滿足建筑在創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境的同時(shí)符合建筑的節(jié)能要求。例如屋頂中庭的采光頂中，采用雙層玻璃形成“呼吸外壁”，使之既能采光，叉能導(dǎo)入自然風(fēng)，降低環(huán)境因素的影響。

六是注重自然通風(fēng)設(shè)計(jì)。風(fēng)壓與熱壓是實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的兩種手段，二者互為補(bǔ)充、密不可分。風(fēng)壓通風(fēng)是利用建筑的迎風(fēng)面與具有良好外部風(fēng)環(huán)境的地區(qū)，選擇有利于通風(fēng)的建筑朝向、控制建筑進(jìn)深、“引導(dǎo)”自然通風(fēng)等，可實(shí)現(xiàn)良好的風(fēng)壓通風(fēng)效果。熱壓通風(fēng)（即“煙囪效應(yīng)”）是利用熱空氣上升，從建筑上部排風(fēng)口排出污濁的熱空氣，從建筑底部吸入新鮮的冷空氣，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)。一般在不良的外部風(fēng)環(huán)境地區(qū)或進(jìn)深較大的建筑，多利用熱壓或熱壓風(fēng)壓兼用，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。在設(shè)計(jì)中，可利用建筑物內(nèi)部貫穿多層的豎向空間（如樓梯間、中庭），結(jié)合拔風(fēng)井、風(fēng)塔等構(gòu)造，創(chuàng)造出滿足熱壓式自然通風(fēng)進(jìn)出風(fēng)口的高差。

3.3 室外空間環(huán)境和綠化節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑物的環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中需要考慮綠地和水面的分布情況。水面和綠地都可以起到調(diào)節(jié)環(huán)境溫度和濕度道德作用，有效的這樣以及仿佛和，還能改善建筑物室內(nèi)的熱環(huán)境，借以降低采暖能耗。根據(jù)不同的氣候和地形，建筑物的規(guī)劃中一定要采用不同種類和不同高度的植被，夏季可以起到為將朱武遮陰以及疏導(dǎo)空氣促進(jìn)流通的作用，冬季也可以起到低于寒風(fēng)的通。在建筑物的陽臺(tái)、墻壁、窗臺(tái)和屋頂部分的綠化可以有效的環(huán)節(jié)驟雨以及暴曬帶來的溫度變化，有利于隔絕輻射，阻斷熱源，維護(hù)室內(nèi)環(huán)境，改善生態(tài)。

4、結(jié)束語

總之，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快、城市居民生活水平的提高，建筑耗能占整個(gè)能源消費(fèi)總量的比重不斷上升，每年由于新建和改建建筑，消耗大量能源，造成自然環(huán)境的惡化。同時(shí)在建設(shè)過程中還存在水污染嚴(yán)重、土地資源利用率低、建筑耗材高等嚴(yán)重問題。自然環(huán)境的日趨惡化，結(jié)果是建筑系統(tǒng)內(nèi)和建筑系統(tǒng)外的物質(zhì)良性循環(huán)與能量的良性轉(zhuǎn)換受到嚴(yán)重破壞，也就是生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。建筑節(jié)能作為節(jié)能減排的一個(gè)重要方面，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，是可持續(xù)發(fā)展的重要措施。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源。當(dāng)今能源問題已經(jīng)成為全人類共同面對(duì)的挑戰(zhàn)，能源問題的解決直接關(guān)系著人類的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步。建筑節(jié)能技術(shù)是關(guān)系著人類生活的重要技術(shù)，是減少污染，改善生存環(huán)境的重要措施。

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