建筑學中節(jié)能設(shè)計的探索與思考

逄偉 梁賽楠

摘 要：隨著住宅節(jié)能的重要意義已逐步受到建筑師重視，那么如何在住宅建筑設(shè)計中，更好地利用自然能源，提高住宅建筑中能源利用率，應(yīng)該是建筑師需要探討的問題。本文對建筑學中節(jié)能設(shè)計進行了探索和思考。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；建筑設(shè)計；建筑學

1 引言

建筑節(jié)能對建筑業(yè)有巨大的經(jīng)濟和社會效益，面對全球能源的日益緊張，世界各國特別是歐美發(fā)達國家對節(jié)能技術(shù)給予了充分的重視。隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，我國的建筑能耗逐年大幅度上升，已達全社會能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%，建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。 我國現(xiàn)有建筑面積為400億m2，絕大部分為高能耗建筑，且每年新建建筑近20億m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計標準，將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的巨大負擔。因此，建筑設(shè)計節(jié)能勢在必行。

2 建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循的原則

一是在建筑選址方面，建筑選址主要是根據(jù)當?shù)氐臍夂?、地質(zhì)、 水質(zhì)、 地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。 建筑設(shè)計中，既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境，為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件，同時又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。

二是在外部環(huán)境設(shè)計方面，在建筑位址確定之后，應(yīng)研究其微氣候特征。 根據(jù)建筑功能的需求，應(yīng)通過合理的外部環(huán)境設(shè)計來改善既有的微氣候環(huán)境，創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境，主要方法如下。

三是在建筑周圍布置樹木、 植被，既能有效地遮擋風沙，凈化空氣，還能遮陽，降噪。創(chuàng)造人工自然環(huán)境，如在建筑附近設(shè)置水面，利用水來平衡環(huán)境溫度、 降風沙及收集雨水等作用。

3 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)惡劣的微氣候環(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。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風向。 夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。 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均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的。 因此，只能權(quán)衡各個因素之間的關(guān)系，找到一個平衡點，選擇出這一地區(qū)建筑的最佳朝向和較好朝向，盡量避免東西向日曬的戶型。

4 建筑節(jié)能設(shè)計的思路

4.1 建造內(nèi)保溫復(fù)合節(jié)能墻體

復(fù)合節(jié)能墻體通常由絕熱材料與傳統(tǒng)墻體材料或某些新型墻體材料復(fù)合而成。如果絕熱材料復(fù)合在建筑物外墻的內(nèi)側(cè)，則稱為內(nèi)保溫復(fù)合墻體。 墻體結(jié)構(gòu)層：是指混凝土現(xiàn)澆或預(yù)制品的外墻，內(nèi)澆外砌或磚混結(jié)構(gòu)的外磚墻。 以及諸如承重多孔磚外墻等其他承重外墻。保溫隔熱層：這是節(jié)能墻體的主要功能部分。 常用絕熱材料可分為有機、 無機金屬等三大類。 出于導(dǎo)熱系數(shù)、 抗壓強度、蒸汽滲透率、 燃燒性能等方面的考慮。 此處選用擠塑型聚苯板（XPS）為保溫材料?？諝鈱樱嚎諝庖彩且环N優(yōu)良的保溫材料。 因此，在建筑物中常用材料圍成的空氣隔離層，不但可以保溫隔熱。 而且具有切斷液態(tài)水份的毛細滲透、 防止保溫材料受潮的功能，因為一般外側(cè)墻有吸水能力，而其內(nèi)表面常因溫度低而出現(xiàn)的冷凝水?？杀唤Y(jié)構(gòu)材料吸入且不斷向室外轉(zhuǎn)移和散發(fā)。裝飾面層：由于A級無機防火板具有優(yōu)良的表面親和特性，所以各種飾面材料均可使用，選用的內(nèi)墻涂料和粘貼瓷磚都有良好的效果。

4.2 門窗的節(jié)能設(shè)計措施

外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以在保證日照，采光，通風，觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，提高外門窗的氣密性，減少冷風滲透，提高外門窗本身的保溫性能，減少外門窗本身的傳熱量。改善住宅門窗的保溫性能。 戶門與陽臺門應(yīng)結(jié)合防火、 防盜要求，在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能；窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋，可設(shè)置雙玻璃或三玻璃，并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，有條件的住宅可采用低輻射玻璃；縮短窗扇的縫隙長度，采用大窗扇，減少小窗扇，擴大單塊玻璃的面積，減少窗芯，合理地減少可開啟的窗扇面積，適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。 如設(shè)置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料（如毛氈）、彈性密閉型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封；框與扇的密封可用橡膠，橡塑或泡沫密封條以及高低縫，回風槽等；扇與扇之間的密封可用密封條，高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。

4.3 節(jié)能建筑材料的使用

建筑外維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能直接關(guān)系到室內(nèi)環(huán)境的熱穩(wěn)定性和舒適性，對降低建筑能耗起著至關(guān)重要的作用。 國內(nèi)目前通行的做法是在外維護結(jié)構(gòu)完成后再在上面附加保溫層，以改善熱工性能。這種方法雖然可以達到一定的效果，但各種高效保溫材料價格比較貴，而且其生產(chǎn)加工過程也會大量消耗各種能源。 因此，建筑節(jié)能不應(yīng)當只著眼于建筑建成后在使用過程中的能耗，還應(yīng)當從整體系統(tǒng)的觀念出發(fā)，關(guān)注建筑全壽命周期的能源消耗。 從這個角度出發(fā)，建筑材料就不但要有出色的保溫隔熱性能，其加工生產(chǎn)過程也應(yīng)當簡單易行，節(jié)省能源。

4.4 充分利用自然能源

太陽作為被建筑利用的可再生能源，其資源豐富而且可免費得到的大自然能源，在使用其過程中對環(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。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，因此可通過采用地熱能來為人類服務(wù)。而目前應(yīng)用最多的是地源熱泵，其可克服空氣源熱泵的技術(shù)障礙，且效率更高。

5 結(jié)束語

總而言之， 建筑節(jié)能就是在保證居室熱舒適環(huán)境條件下，通過技術(shù)進步、合理利用、科學管理和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)合理化等途徑，采用新型保溫材料，把居住建筑在長期使用中的能耗降下來。作為建筑設(shè)計人員只要按照節(jié)能新標準嚴格把好節(jié)能設(shè)計關(guān)，監(jiān)督好施工節(jié)能用材關(guān)，就能有效提高住宅建筑節(jié)能效率，降低建筑能耗，節(jié)約居家生活成本，為業(yè)主打造真正的環(huán)保節(jié)能，舒適，健康，方便的高品質(zhì)住房。為國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

參考文獻：

[1] 楊秋榮.幾種主要建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景[J].節(jié)能，2015（6）.

[2] 邱永亮.住宅建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的探討[J].陜西建筑，2015（11）.

[3] 趙喬喬，郭先文.淺談房屋建筑的能耗問題及其節(jié)能設(shè)計措施[J].黑龍江科技信息，2015（11）.