建筑設計中建筑節能的重要性分析

郭浩然

（中油遼河工程有限公司規劃建筑所，遼寧 盤錦 124010）

1 建筑節能的重要性

隨著我國城市化建設進程的高速發展,我國的建筑能耗逐年大幅上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產能耗約13%,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現有建筑面積為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。如果繼續執行節能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。

2 真正貫徹落實全面的建筑節能設計

2.1 整體及外部環境的節能設計

建筑整體及外部環境設計是在分析建筑周圍氣候環境條件的基礎上,通過選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計,使建筑獲得一個良好的外部微氣候環境,達到節能的目的。

2.1.1 合理選址

建筑選址主要是根據當地的氣候、地質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境,為建筑節能創造條件,同時又要不破壞整體生態環境的平衡。

2.1.2 合理的外部環境設計

在建筑位址確定之后,應研究其微氣候特征。根據建筑功能的需求,應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境,創造建筑節能的有利環境,主要方法為:①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;②創造人工自然環境,如在建筑附近設置水面,利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等作用。

2.1.3 合理的規劃和體型設計

合理的建筑規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。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計應考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約,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,只能權衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出這一地區建筑的最佳朝向和較好朝向,盡量避免東西向日曬。

2.2 單體的節能設計

單體的節能設計,主要是通過對建筑各部分的節能構造設計、建筑內部空間的合理分隔設計,以及一些新型建筑節能材料和設備的設計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環境條件,以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。

2.2.1 建筑各部位的節能構造設計

建筑各部位的節能構造設計,主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外,通過對各部位(屋頂、樓板、墻體、門窗等)的造型、結構、材料等方面加以進一步設計,充分利用建筑外部氣候環境條件,達到節能和改善室內微氣候環境的效果。

2.2.1.1 屋頂的節能設計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,主要節能措施為:①采用坡屋頂;②加強屋面保溫;③根據需要,設置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。

2.2.1.2 樓板層的節能設計。主要是利用其結構中空間,以及對樓板吊頂造型加以設計。如將循環水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環降低室內溫度,冬季利用熱水循環取暖。

2.2.1.3 建筑外圍墻體的節能設計。墻體的節能設計除了適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應體現在能夠改善微氣候環境條件的特殊構造上,如寒冷地區的夾心墻體設計、被動式太陽房中各種蓄熱墻體(如水墻)設計、巴格達地區為了適應當地干熱氣候條件在墻體中的風口設計等;而在馬來西亞,楊經文設計的檳榔嶼州MennamUmno大廈外墻中,則外加了一種"鋪風墻"的特殊構造設計,在建筑兩側設陽臺開口,開口兩側外墻上布置兩片擋風墻,使兩通風墻形成喇叭狀的口袋,將風鋪捉到陽臺內,然后通過陽臺門的開口大小控制進風量,形成"空氣鎖",可以有效地控制室內通風。

2.2.1.4 建筑門窗的節能設計。據統計資料,在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此,解決好門窗節能的問題相當重要。門窗的節能設計應主要考慮:①控制建筑不同朝向的窗墻面積比;②設置遮陽措施,我國節能標準中規定,夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區以及寒冷地區中制冷負荷大的建筑的外窗(包括透明幕墻)宜設置外部遮陽;③根據需要合理地組織門窗的通風換氣,盡量采用自然通風;④嚴寒、寒冷地區建筑的外門宜設門斗或采取其它減少冷風滲透的措施,其它地區建筑外門也應采取保溫隔熱節能措施;⑤選擇高性能的建筑門窗和幕墻技術,建筑門窗和建筑幕墻要改變消極保溫隔熱的單一節能觀念,把節能和合理利用太陽能、地下熱(水)能、風能結合起來積極選擇節能和用能(利用太陽能、冷能、風能、地熱能)相結合的門窗及幕墻產品。

2.2.1.5 建筑物圍護結構細部的節能設計。細部的節能設計對于建筑物的整體節能也非常重要,應從以下各部位著手:①熱橋部位應采取口可靠的保溫與"斷橋"措施;②外墻出挑構件及附墻部件,如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施;③窗口外側四周墻面,應進行保溫處理;④門、窗框與墻體之間的縫隙,應采用高效保溫材料填堵;⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開裂,影響門、窗的熱工性能;⑥采用全玻璃幕墻時,隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應填充保溫材料。

2.2.2 合理的建筑空間設計

合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑空間進行合理分隔(平面分隔和豎向分隔),以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件,達到節能目的。

2.2.3 選用建筑節能材料

合理選用建筑節能材料也是全面建筑節能的一個重要方面。建筑材料的選擇應遵循健康、高效、經濟、節能的原則。一方面,隨著科技的發展,大量的新型高效材料不斷被研制并應用到建筑設計中去,更好地起到節能效果。另一方面,要結合當地的實際情況,發掘出一些地方節能材料,更好地應用到建筑節能中去。

3 加強建筑節能設計方面的學習

3.1 學習現有的節能技術

當前,很多建筑師不太懂節能技術,以及如何把節能技術應用到建筑當中。建筑師不能只是設計時套用標準圖,更重要的是要明白節能原理,才能在設計中按照不同的工程、不同的部位,采取相應的節能措施,所以必須加強建筑節能方面的學習。

[1]盧求,劉飛.生態節能建筑的開發與設計[N].建筑晚報，2005.

[2]陸文軍.節能建筑不能停留在概念階段[N].中國建設報，2005.