建筑設計中建筑節(jié)能的應用探析

摘要：建筑設計是建筑建設的藍圖，建筑設計的水平?jīng)Q定了建筑的整體性能，建筑設計體現(xiàn)了人對建筑的要求和期待。在目前我國日益嚴峻的能源和環(huán)境形勢下，一切生產(chǎn)建設都要求生態(tài)環(huán)保，因此建筑節(jié)能就成為人們對建筑的新要求。文章對建筑設計中建筑節(jié)能的應用進行了探析。

關鍵詞：建筑設計；建筑節(jié)能；規(guī)劃設計；可再生能源；建筑設備設計；圍護結(jié)構(gòu)設計 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU201 文章編號：1009-2374（2015）27-0104-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.054

建筑業(yè)在我國是一個傳統(tǒng)的支柱行業(yè)。建筑業(yè)在帶動經(jīng)濟發(fā)展的同時，也消耗了越來越多的能源，造成了日益嚴峻的環(huán)境問題。因此，降低建筑業(yè)的能源消耗，建筑建設、使用更加生態(tài)、節(jié)能已經(jīng)是擺放在我們面前需要共同面對的問題。

1 能耗現(xiàn)狀

我國目前仍是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟總量卻已位居世界第二，這就表明我國國力目前正處于一個快速的上升階段。就如同英國、美國等大國崛起時一樣，我國的能源消耗量十分巨大，占世界能源消耗的1/5左右，其中建筑的耗能約占到了全國能耗總量的28%。但是由于我國科技水平和管理模式的不發(fā)達，我國的建筑能源利用率并不高，單位面積的建筑能耗是世界先進水平的三倍以上。

2 建筑節(jié)能的含義及意義

節(jié)能是我國建筑事業(yè)轉(zhuǎn)型和升級的重要發(fā)展方向，同時也是新時期背景下的建筑設計的主體。建筑節(jié)能是指建筑在進行選址、設計、施工以及建成使用的過程中，經(jīng)過科學考慮各方面因素，選擇適當?shù)刂罚茖W設計建筑結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)良的熱工性能，提高建筑整體以及照明、制冷、采暖、給排水、通風和管道等各系統(tǒng)運行效率，利用新型節(jié)能的建筑設備、材料和可再生能源如太陽能、風能等，在保證建筑物正常使用功能以及建筑內(nèi)部熱環(huán)境的前提條件下，盡量減少建筑的能源消耗，高效、合理地利用好能源。

我國目前執(zhí)行的節(jié)能標準比較低，消耗了大量的能源，也造成了難以治理的環(huán)境問題。如果全面提高建筑節(jié)能標準，則有利于促進能源的充分利用，逐漸解決能源消耗，刺激經(jīng)濟發(fā)展，但長遠來看又勢必制約經(jīng)濟發(fā)展這一難題；也有利于我國的生態(tài)環(huán)境保護，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。對于建筑企業(yè)來說，建筑節(jié)能可以幫助企業(yè)減少開發(fā)成本，適應建筑業(yè)未來的發(fā)展走向，使得企業(yè)有更強的競爭力。

3 建筑設計中建筑節(jié)能的應用

建筑節(jié)能設計的核心內(nèi)容是減少建筑使用過程中的能源消耗，提高建筑中的能源利用率。建筑節(jié)能應用在建筑設計里具體表現(xiàn)為根據(jù)建筑所處的實際地理環(huán)境、氣象條件進行合理設計，優(yōu)化建筑物的總體設計、建筑設備、圍護結(jié)構(gòu)，進行新能源利用。

3.1 建筑節(jié)能在規(guī)劃設計中的應用

在進行建筑前期的規(guī)劃設計時，對影響氣候形成的重要因素，比如環(huán)境因素、地理因素、輻射因素、大氣因素等進行深入分析，根據(jù)建筑可選地區(qū)的不同地理形勢和地區(qū)的氣候形態(tài)，合理設計建筑的分布，盡量使建筑免受不利因素干擾。比如在氣候寒冷的地區(qū)，建筑就應該布局在向陽且避風的地方，這樣就有利于充分地利用太陽能這種無污染、可持續(xù)的能源為建筑提供熱力，也能減少因為風力帶走的建筑熱能。在我國南方的高溫地區(qū)進行建筑施工，則應該在規(guī)劃設計時考慮把街道和建筑的走向設計與本地區(qū)夏季主風向基本保持一致，這樣有利于建筑之間的通風，加強熱交換，減少建筑使用者為降溫制冷帶來的能源消耗。

另外在規(guī)劃時還要考慮到對綠地與水面進行合理布局。綠地與水面的合理布局經(jīng)科學論證可以起到有效調(diào)節(jié)氣溫和空氣濕度、防輻射遮擋陽光等改善微氣候的作用，由此可以優(yōu)化室內(nèi)的熱環(huán)境，減少室內(nèi)采暖、制冷設備的能源消耗。在規(guī)劃時布置一些不同品種和高度的植被，可以在夏季起到遮蔽陽光、阻擋熱輻射的作用，冬季則有防止冷風直接吹向建筑的作用，并且隨著生物科技的不斷發(fā)展，綠地植被不僅可以在地面上種植，也可以在建筑屋頂、墻壁和室內(nèi)進行廣泛應用。通過這些可以使建筑的熱量交換保持在一個比較穩(wěn)定且體感適宜的范圍之內(nèi)，夏季降溫，冬季保暖。

3.2 可再生能源的應用

建筑節(jié)能主要是為了減少煤炭、石油等不可再生能源的使用，并減少使用這些傳統(tǒng)能源所帶來的環(huán)境污染，因此，節(jié)能除了選擇“節(jié)流”，我們還可以進行“開源”，就是使用太陽能、風能、地熱能等可再生能源。加大這些新型能源在建筑方面的利用對于改善我國能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)生態(tài)保護等都有著十分重要的意義。它的應用表現(xiàn)在建筑設計中，根據(jù)我國各地區(qū)具體條件的不同，主要是以下方面：太陽能在建筑中的應用；風能在建筑中的應用；沼氣在建筑中的應用；垃圾在建筑中的應用；地熱、水力在建筑中的應用；生物能在建筑中的應用等。這幾種新型能源利用中，太陽能的應用是最廣泛也最成熟的一種。太陽能使用起來非常方便，可以快速轉(zhuǎn)化為建筑所需的熱能或電能，并且太陽能可謂是取之不竭、用之不盡，資源十分豐富，是一種理想的替代能源。

3.3 建筑節(jié)能在建筑設備設計中的應用

建筑設備主要包括制冷采暖設備、電氣設備。因為這些設備是伴隨建筑使用進行的，使用時間長，所以它們的能耗也比較大，選取合適的設備可以起到很好的節(jié)能應用效果。在選取制冷采暖設備時應選擇節(jié)能型的設備，并對制冷采暖系統(tǒng)進行改進，提高設備單位能耗的調(diào)節(jié)效果。在選用電氣設備時采用節(jié)能燈具，合理布局，并且提高自然光的利用率。

3.4 建筑節(jié)能在圍護結(jié)構(gòu)設計中的應用

建筑的圍護結(jié)構(gòu)主要包括門窗、墻和屋頂。因為這幾部分隔絕了外部環(huán)境與室內(nèi)環(huán)境，所以它們的冷風滲透和熱傳導就大致決定了建筑能源消耗的情況。如果在建筑設計中圍護結(jié)構(gòu)能有良好的隔熱保暖性能，就能大大減少外部環(huán)境與室內(nèi)的熱交換，從而降低建筑制冷與采暖的能量消耗，并且根據(jù)具體情況設計建筑的墻體顏色，通過調(diào)節(jié)深淺色對太陽輻射吸收的不同來提高或降低吸收太陽輻射能量，進一步降低建筑的能耗。

首先是墻體設計。墻體是建筑圍護結(jié)構(gòu)的主要組成部分，它的隔熱保溫性能會直接影響到整個建筑的能耗情況。墻體節(jié)能一般是通過把具有高效的隔熱保溫性能的新型材料填入或附著在墻體，使墻體形成一個復合結(jié)構(gòu)，來提高墻體的隔熱保溫性能。復合墻體根據(jù)復合結(jié)構(gòu)的不同可分為外保溫復合墻體、內(nèi)保溫復合墻體和保溫夾心復合墻體三種。這三種復合墻體的隔熱保溫性能都非常好，是普通單一材料墻體隔熱保溫性能的20倍甚至更高。

其次是窗戶設計。窗戶主要起到通風和采光的作用。建筑節(jié)能應用在窗戶設計中主要是通過調(diào)節(jié)窗墻比例、提高窗戶材料與結(jié)構(gòu)的隔熱保溫性能和密閉性能來實現(xiàn)的。窗墻比例的調(diào)節(jié)主要是在保證建筑安全和基本的通風采光要求基礎上，根據(jù)建筑實際情況調(diào)節(jié)窗戶大小以調(diào)節(jié)建筑對太陽輻射的吸收，減少能耗。窗戶的窗框使用塑料等傳熱小的材料，玻璃根據(jù)要求選擇隔熱性能不同的材料，并可采用中空或雙層的玻璃結(jié)構(gòu)來輔助。窗戶的密閉性能主要是指窗戶的氣密性、抗風壓性和水密性。可以通過使用氣密條、提高窗戶組裝的精確度和窗戶尺寸的穩(wěn)定性等方法來調(diào)節(jié)窗戶空氣滲透的情況，達到窗戶的節(jié)能效果。

最后是屋頂設計。屋頂可采用植被覆蓋、加設通風層和隔熱保溫層等方法來減少能耗。其中植被覆蓋是通過種植合適的綠地植物，將屋頂與外部環(huán)境隔絕起來，調(diào)節(jié)太陽輻射的吸收情況，使屋頂?shù)臏囟茸兓３衷谝欢ǚ秶鷥?nèi)。加設通風層和隔熱保溫層則是為了降低外部環(huán)境對屋頂?shù)挠绊懀刮菝鎯?nèi)外的熱量交換速度適中。另外，屋頂本身也可以在傳統(tǒng)平面屋頂?shù)姆绞酵膺x擇坡面屋頂或者增加閣樓等來進行節(jié)能應用。

總之，建筑節(jié)能是一個具有良好發(fā)展前景的領域。在建筑設計中通過各種方式達到節(jié)能效果，符合我國的發(fā)展要求，也有利于創(chuàng)造更大的經(jīng)濟價值。

參考文獻

[1] 郭學民.建筑設計中的建筑節(jié)能措施分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，（9）.

[2] 李志強.建筑節(jié)能及其在建筑設計中的應用[J].科技信息，2011，（7）.

作者簡介：林少錫（1979-），男，浙江中設工程設計有限公司工程師，研究方向：建筑設計。

（責任編輯：秦遜玉）