建筑環(huán)保節(jié)能設(shè)計的幾點思考

段燕榮（湖南省第四工程有限公司，湖南 長沙 410119）

?

建筑環(huán)保節(jié)能設(shè)計的幾點思考

段燕榮（湖南省第四工程有限公司，湖南 長沙 410119）

建筑節(jié)能對于促進能源資源節(jié)約和合理利用，緩解我國能源供應(yīng)和經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，有著舉足輕重的作用，是保障能源安全，保護環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，落實科學(xué)發(fā)展觀的一項重要舉措。本文主要闡述了建筑環(huán)保節(jié)能設(shè)計要點。

建筑；環(huán)保；節(jié)能；外墻；屋頂

引言

節(jié)能建筑主要是在保證舒適度的條件下，降低建筑的能耗。為了達到節(jié)能的目的去犧牲部分舒適度的要求，是要避免的。節(jié)能的目的不僅要減少建筑中能量的散失，提高建筑中的能源利用效率，還要積極主動的利用綠色新能源，不斷提高能源的利用效率。

1　我國建筑能耗現(xiàn)狀

我國現(xiàn)有建筑量大，經(jīng)過統(tǒng)計，截至2014年，我國建筑面積已經(jīng)達到了近600億m2，同時每年新建16億～20億m2。我國建筑95%以上是高耗能建筑，如果達到同樣的室內(nèi)舒適度，單位建筑面積能耗是同等氣候條件發(fā)達國家的2～3倍。對既有建筑進行節(jié)能改造，節(jié)能減排潛力巨大。隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，人民生活水平的提高，居民住戶自發(fā)采取采暖、空調(diào)來改善室內(nèi)熱環(huán)境；建筑使用中的能耗占全國能源消耗總量已達到30%，接近世界平均水平；居住建筑能耗為商用建筑能耗的2倍。我國政府提出，2020年GDP實現(xiàn)翻兩翻的指標(biāo)。然而，經(jīng)濟增長要能源支持，能源是否能夠支持這樣的經(jīng)濟目標(biāo)是我們面臨的問題。我國建筑能耗占總能耗的27.8%，其中1/3以上用于建筑物的采暖和制冷。在建筑外圍護結(jié)構(gòu)中，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量約占75～80%。因而外保溫系統(tǒng)的設(shè)計相當(dāng)重要。推進建筑節(jié)能工作是落實科學(xué)發(fā)展觀，緩解人口、資源、環(huán)境矛盾的重大舉措，意義重大，經(jīng)濟社會效益顯著。建筑節(jié)能勢在必行。

2　建筑外部環(huán)境節(jié)能設(shè)計

2.1建筑選址

規(guī)劃節(jié)能設(shè)計應(yīng)從建設(shè)選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風(fēng)主導(dǎo)方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進行深入研究。以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境，利于節(jié)能，來充分重視和利用太陽能、冬季主導(dǎo)風(fēng)向、地形和地貌，利用自然因素。對于節(jié)能建筑來說，太陽輻射是最重要的氣候因素。寒冷地區(qū)太陽能可以采暖，炎熱地區(qū)要避免太陽輻射引起的室內(nèi)過熱。太陽輻射由直射和漫射光組成，北立面也可以接收到一定的太陽光。如太陽房是利用太陽能采暖和降溫的房子。是一種既可取暖發(fā)電，又可去濕降溫、通風(fēng)換氣的節(jié)能環(huán)保住宅。最簡便的一種太陽房叫被動式太陽房，建造容易，不需要安裝特殊的動力設(shè)備。比較復(fù)雜一點，使用方便舒適的另一種太陽房叫主動式太陽房。更為講究高級的一種太陽房，則為空調(diào)致冷式太陽房。風(fēng)的影響也是非常重要的因素，當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力條件和地形、植物、朝向、建筑體型相互制約，構(gòu)成建筑的風(fēng)力特性。

2.2爭取使建筑向陽、避風(fēng)建造

密集的建筑群或開放空間或者有導(dǎo)向性缺口的街道，可以避免出現(xiàn)風(fēng)道效應(yīng)。附屬建筑以及擋土墻或者防風(fēng)林，可以起到保護建筑環(huán)境的作用。除了上述氣候因素外，場地、位置、朝向、地形和植物也都是當(dāng)?shù)貤l件的重要因素。居住建筑的基地應(yīng)選在向陽、避風(fēng)的地段，冷空氣對建筑物圍護結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓和冷風(fēng)滲透對建筑物冬季防寒保溫帶來不利的影響。尤其是在嚴寒和寒冷地區(qū)要避風(fēng)選址。設(shè)計時以建筑物不同部位的風(fēng)壓分析圖作為設(shè)計依據(jù)。進行圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱設(shè)計，以確定各類門窗洞口和通風(fēng)口的位置。注意選擇建筑的最佳朝向，選擇滿足日照要求、不受周圍其他建筑嚴重遮擋的基地。利用住宅建筑樓群合理爭取日照，隨著緯度的增加，建筑身后的風(fēng)影區(qū)的范圍也增大。如廣州氣象監(jiān)測預(yù)警中心地下車庫借用下沉式庭院及天井實現(xiàn)自然采光和自然通風(fēng)，避免了機械通風(fēng)設(shè)施的建設(shè)、投入及其帶來的能源損耗，為地下車庫提供了較好品質(zhì)的空氣。應(yīng)用于中庭的天井設(shè)置也是傳統(tǒng)嶺南建筑的顯著特色，結(jié)合地下室的下沉式庭院，既為建筑內(nèi)部獲得良好的采光，也達到拔風(fēng)的目的。

2.3建筑朝向

建筑朝向的選擇原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向，夏季能利用自然通風(fēng)并防止太陽輻射。影響建筑朝向的因素很多，有地理緯度、地段環(huán)境、局部氣候、道路、環(huán)境、小區(qū)通風(fēng)、道路組織等。所以要兼顧冬季保溫和夏季防熱的需要是很難做到的。因而應(yīng)該通過多方面因素分析，優(yōu)化建筑的規(guī)劃設(shè)計，采用本地區(qū)建筑最佳朝向和適宜朝向，并盡量避免東西向日曬。朝向選擇應(yīng)該考慮的因素為冬季有適量并具有一定質(zhì)量的陽光射入室內(nèi)，炎熱夏季盡量減少太陽直射室內(nèi)和居室外墻面，夏季有良好的通風(fēng)，冬季避免冷風(fēng)吹襲，充分利用地形并注意節(jié)約用地，照顧居住建筑組合的需要。

3　建筑單體環(huán)保節(jié)能設(shè)計

3.1屋頂節(jié)能設(shè)計

選擇合適的保溫材料，滿足導(dǎo)熱系數(shù)小、重量輕、吸水率小、耐久性好的要求；屋頂節(jié)能設(shè)計應(yīng)該保溫、防水兼顧，不讓保溫層吸潮、含水。對于屋頂，如今比較熱門的設(shè)計是綠化式屋頂和太陽能集熱式屋頂，兩者都有很出色的優(yōu)點，如果能同時應(yīng)用到建筑中可能會有更好的效果。不過，實施起來會比較困難。例如屋頂采用太陽能集熱式屋頂，外墻采用綠化。屋頂采用坡屋頂和平屋頂，朝南一側(cè)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上面鋪設(shè)主動式太陽能集熱器，朝陽一側(cè)的屋頂面積應(yīng)當(dāng)大于背陽一側(cè)，以便采取到更多的熱能。太陽能集熱器收集到的太陽能轉(zhuǎn)換為電能，用于建筑中的公用區(qū)域的持續(xù)采光、通風(fēng)、除濕等。如美國太陽能研究所，其建筑面積約1394m2，建筑屋頂安裝了太陽能光電板，并設(shè)置了排風(fēng)口。背陽一側(cè)分兩層，上層是采用隔熱材料制作的可水平收縮展開的隔熱板，在高溫時段，隔熱板關(guān)閉，減少熱量通過屋頂進入建筑內(nèi)部，在其他時間，打開隔熱板，充分采光采暖。下層是在隔熱板下鋪設(shè)鋼化玻璃，以便采光。屋頂綠化作為一種不占用地面土地的綠化形式，其應(yīng)用越來越廣泛。它的價值不僅在于能為城市增添綠色，而且能減少建筑材料屋頂?shù)妮椛錈幔瑴p弱城市的熱島效應(yīng)。如果能很好地加以利用和推廣，形成城市的空中綠化系統(tǒng)，對城市環(huán)境的改善作用是不可估量的。

3.2外墻節(jié)能設(shè)計

墻體不僅是用來遮風(fēng)擋雨，在如今對建筑舒適度要求不斷提高的情況下，墻體應(yīng)該具備一定的保溫能力，這樣能減少建筑能量通過墻體向外散失。外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。外保溫與內(nèi)保溫相比，技術(shù)合理，有其明顯的優(yōu)越性，使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)不僅適用于新建的結(jié)構(gòu)工程，也適用于舊樓改造，適用于范圍廣，技術(shù)含量高；外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，能夠保護主體結(jié)構(gòu)，延長建筑物的壽命；有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋，增加建筑的有效空間；同時消除了冷凝，提高了居住的舒適度。主要有外掛式外保溫、聚苯板與墻體一次澆注成型、聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫等技術(shù)。內(nèi)保溫和外保溫均應(yīng)用到外墻中，在外墻墻體中填充一定的吸收并存儲熱量的材料，其次在外墻外表面覆蓋保溫隔熱材料，內(nèi)外結(jié)合，在隔熱效果上更佳，不僅可以減少熱量進入建筑中，還可以平衡建筑內(nèi)部的溫度。建筑內(nèi)墻的布局設(shè)計上，在滿足使用要求的前提下，要充分考慮到通風(fēng)和采光，內(nèi)墻可以適當(dāng)開窗。對于對溫度舒適度要求不高的地方，例如消防樓梯等，應(yīng)該采用封閉式，減少與人們活動區(qū)域的空氣流動。

3.3門窗節(jié)能設(shè)計

門中應(yīng)用隔熱材料對室內(nèi)隔熱的影響不大，如果此門出入頻繁，在開設(shè)空調(diào)的情況下，在門上掛上隔絕空氣用的簾子，防止室內(nèi)冷量的過多散失。門窗是建筑中傳遞熱能的重要因素，窗戶可以直接通過太陽輻射使室內(nèi)的溫度升高，這個因素在冬天里是有利的，但是在夏天，就會加劇室內(nèi)溫度的升高，惡化室內(nèi)環(huán)境，降低舒適度。所以門窗的節(jié)能使用應(yīng)該根據(jù)季節(jié)溫度條件來制定相應(yīng)的技術(shù)，提高其節(jié)能性能。確定適宜的墻面和窗體的大小比例，在滿足采光和通風(fēng)的條件下，提高窗戶的保溫和隔熱性能。可采用以下幾項措施：①使用中空式的玻璃，加大其隔熱能力，窗框材料選用導(dǎo)熱系數(shù)高的斷橋隔熱型鋁合金窗框。②通過建筑措施，實現(xiàn)窗戶的固定外遮陽能力，這樣能直接降低太陽光造成的熱輻射。③內(nèi)外均設(shè)置窗簾，玻璃內(nèi)部的窗簾可以采用傳統(tǒng)的布料窗簾，窗戶外部采用例如百葉，自動卷簾等形式的可供人調(diào)節(jié)的活動遮陽裝置。④采用一些隔熱性比較高的材料，可以有效地隔絕太陽通過窗戶對建筑增加的熱輻射。如美國太陽能研究所光敏窗戶可以根據(jù)陽光的強度上升或下降，而且可以調(diào)整室內(nèi)的光照強度。

3.4空調(diào)節(jié)能設(shè)計

空調(diào)能耗已占建筑總能耗的20%左右，空調(diào)系統(tǒng)如何適應(yīng)在低負荷下高效節(jié)能運行及在系統(tǒng)設(shè)計中對設(shè)備進行節(jié)能選配就成為空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵，這對于節(jié)約能源、降低運行費用、促進國民經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義采用變風(fēng)量系統(tǒng)，以減少空氣輸送系統(tǒng)的能耗。采用智能的空調(diào)控制系統(tǒng)，在房間內(nèi)設(shè)置紅外傳感器，自動控制房間內(nèi)空調(diào)功率的大小，減少不必要的能量浪費。利用能量回收系統(tǒng)節(jié)能，在室內(nèi)外溫差較大的情況下，可在系統(tǒng)中增設(shè)熱回收系統(tǒng)，可得到較為明顯的節(jié)能效果。

4　結(jié)語

綜上所述，據(jù)不完全統(tǒng)計，中國目前的既有建筑總面積已達600億m2左右，建筑能耗占我國全社會終端能耗的比例約為27.5%。隨著我國城鎮(zhèn)化進程的進一步發(fā)展，建筑總量將不斷增加，建筑能耗總量和占全社會能耗比例都將持續(xù)增加，進行建筑環(huán)保節(jié)能設(shè)計已經(jīng)勢在必行。在建筑設(shè)計中，必須嚴格按照環(huán)保節(jié)能設(shè)計的原則，做好建筑選址、建筑外墻、屋頂、門窗以及空調(diào)節(jié)能。建筑節(jié)能設(shè)計內(nèi)容遠不止上述內(nèi)容，還需要不斷的加強研究，充分運用環(huán)保節(jié)能技術(shù)，從而對建筑能耗進行有效的降低，促進我國國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展。

［1］謝小耀，盧 燕.綠色建筑設(shè)計及應(yīng)用——以湛江市某商業(yè)大廈為例［J］.環(huán)境，2009（S1）：49～50.

［2］左付華，楊珊珊.環(huán)保節(jié)能型建筑設(shè)計淺析［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（04）：39～41.

［3］元 春，董娉怡.對建筑設(shè)計中節(jié)能建筑設(shè)計的分析［J］.黑龍江科技信息，2013（09）：57.

段燕榮（1974-），女，工程師，本科，主要從事工程施工質(zhì)量、安全管理及工程監(jiān)理等工作。

TU201.5

A

2095-2066（2016）16-0119-02

2016-5-16