公共建筑節(jié)能設(shè)計的原則與實施策略

李亮亮

摘 要：作為建筑行業(yè)中較為重要的環(huán)節(jié)，公共建筑在有限的規(guī)模下卻有著十分驚人的能源消耗量，因而運用科學(xué)合理的設(shè)計策略對于公共建筑的設(shè)計工作而言無疑意義重大。本文基于公共建筑設(shè)計中的節(jié)能減排和綠色環(huán)保理念考量，針對公共建筑設(shè)計節(jié)能策略進(jìn)行重點討論研究。

關(guān)鍵詞：公共建筑；節(jié)能設(shè)計；方法策略

對于公共建筑而言，節(jié)能化的設(shè)計手段最重要的作用就是促進(jìn)資源能源的合理配置使用，維護(hù)環(huán)境效益，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的合理化運行。

1 公共建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循的三大原則

公共建筑的節(jié)能設(shè)計首先必須遵循以下3個基本原則。

1.1 充分發(fā)揮節(jié)能理念

在公共建筑的前期設(shè)計環(huán)節(jié)就需要設(shè)計者樹立必要的節(jié)能環(huán)保理念，整個設(shè)計方案要充分結(jié)合此類理念，考慮到各類節(jié)能環(huán)保因素，并為控制資源能源消耗設(shè)置提前應(yīng)對措施。在建筑方案的選取設(shè)計環(huán)節(jié)，針對建筑產(chǎn)品的綜合數(shù)據(jù)體系建立合理的衡量標(biāo)準(zhǔn)。例如在玻璃幕墻的考量中，遮陽板的使用方案就需要設(shè)計者在暖通、空調(diào)等配置方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。

1.2 合理規(guī)劃節(jié)能措施

建筑節(jié)能措施是建筑設(shè)計階段需要設(shè)計人員重點構(gòu)思的環(huán)節(jié)，其配套措施能否實現(xiàn)科學(xué)合理規(guī)劃是影響建筑節(jié)能效益的重要指標(biāo)。一些公共建筑在設(shè)計時往往忽略了配套節(jié)能措施的發(fā)揮，進(jìn)而造成了施工中的各類不便問題。

1.3 節(jié)能構(gòu)思因地制宜

建筑設(shè)計與項目工程本身所處的外部環(huán)境因素息息相關(guān)，由于我國氣候類型復(fù)雜，因而不同地域間的外部環(huán)境相差較大，節(jié)能設(shè)計構(gòu)思也必須根據(jù)實際情況進(jìn)行針對性考量。比如在寒冷地區(qū)，節(jié)能設(shè)計就必須重點考慮冬季采暖問題，而在南方一些氣溫高的地區(qū)則節(jié)能構(gòu)思需要重點針對空調(diào)的設(shè)計。而對于夏熱冬冷的一些地區(qū)來說，則既要考慮夏季空調(diào)，又要兼顧冬季采暖。綜上而言，公共建筑由于其建筑用途的特殊性，要求相關(guān)設(shè)計必須符合建筑所處的地域特征。

2 公共建筑節(jié)能設(shè)計的具體實施策略

2.1 公共建筑體形系數(shù)的合理設(shè)計

體形系數(shù)在公共建筑設(shè)計中起到直接關(guān)系熱量獲取的作用，一般而言，建筑單位面積對應(yīng)的外表面積小，在外部構(gòu)造的熱量維護(hù)功能就更為到位，建筑體系控制也就更為合理。公共建筑的體形系數(shù)在很大程度上關(guān)系著建筑能耗控制，因此對于公共建筑節(jié)能設(shè)計而言可謂意義非凡。這就要求建筑設(shè)計者根據(jù)不同建筑內(nèi)部構(gòu)造加以設(shè)計，同時設(shè)計建筑造型的同時還要參考建筑工程當(dāng)?shù)氐耐獠恳蛩兀热鐨夂蜃冞w和光照分配等，通過合理的措施避免建筑外部結(jié)構(gòu)的不合理搭配，減少不必要的能源損耗。體形系數(shù)設(shè)計的具體策略包括：縮減建筑的面寬，增加建筑的進(jìn)深，做到長與寬的合理搭配。

2.2 公共建筑外墻的保溫隔熱

公共建筑外墻是建筑主體結(jié)構(gòu)中直接同外界相接處的部分，因此其隔熱性能設(shè)置格外關(guān)鍵。相應(yīng)的，在建筑節(jié)能設(shè)計中設(shè)計者可以采取如下策略：其一，利用建筑的立體結(jié)構(gòu)搭建適當(dāng)?shù)臒崃鳎ㄟ^必要的熱循環(huán)減少熱量損失，必要時可以適當(dāng)增加對應(yīng)保溫部分的厚度設(shè)計。其二，在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，重視窗過梁、剪力墻、鋼筋混凝土抗震柱以及柱或梁等部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)架確保室內(nèi)溫度不會流失。其三，針對我國一些夏熱冬冷的地區(qū)所可能產(chǎn)生的潮濕狀況，進(jìn)行合理的外墻設(shè)置從而避免圍護(hù)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。其四，節(jié)能設(shè)計要采取合理的加厚措施，避免門洞口或是過梁處因為溫度問題而產(chǎn)生的結(jié)露現(xiàn)象，進(jìn)而造成不必要的能耗損失。

2.3 公共建筑外墻的保溫隔熱性能

一般來說，建筑工程中的圍護(hù)面積所占比例要低于建筑外墻，但對于不少高層公共建筑而言卻并非如此，它們的外墻面所占面積是相當(dāng)大的一部分，因而在不同氣候的地區(qū)設(shè)計者就必須充分考慮到建筑墻面的隔熱保溫性能，并針對所屬環(huán)境通過一定的節(jié)能設(shè)計措施實現(xiàn)節(jié)能減排。總的來說，在高層公共建筑的規(guī)劃設(shè)計中，節(jié)能與保溫隔熱并不容易同時實現(xiàn)。如果建筑外墻不注意保溫養(yǎng)護(hù)，則可能出現(xiàn)建筑超負(fù)載問題，因而在建材使用上需要選取導(dǎo)熱系數(shù)小，蓄熱系數(shù)大的建筑材料，對于密度較大的則需要盡可能避免使用，建筑節(jié)能設(shè)計要充分考慮到建筑熱工性能設(shè)計，因而許多設(shè)計中會根據(jù)建筑序列采取倒置式屋面的設(shè)計。在建筑外墻面的保溫材料選取上，設(shè)計者也必須充分考慮到吸水效率，在外墻施工中注意設(shè)置一定的隔熱墻，通過其隔熱吸水效能的運用實現(xiàn)建筑節(jié)能目標(biāo)。另外，由于建筑施工中的各類考慮外因，因而一些材料的選取上不可避免地使用大吸水效能材質(zhì)，因而在這種建材的使用上就要求施工人員設(shè)置一定的氣孔，從而促進(jìn)公共建筑適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，墻面結(jié)構(gòu)實現(xiàn)隔熱保溫防水，最后的施工工程符合節(jié)能要求等目標(biāo)的實現(xiàn)。

2.4 公共建筑透明幕墻與外窗的設(shè)計

在公共建筑的設(shè)計中，墻體、外窗和屋面是最為重要的三項維護(hù)裝置，由于建筑外窗的熱工性能不高，因此在建筑能耗和屋內(nèi)熱循環(huán)考量中這一方面是必不可少的。建筑設(shè)計者要立足與建筑設(shè)計的能耗考量，充分考慮建筑的保溫性能，并以此為基礎(chǔ)評估建筑性能。對于透明幕墻或是建筑外窗，設(shè)計人員應(yīng)以如下兩點評估建筑室內(nèi)的熱量獲得情況：其一，太陽輻射的影響，此類影響對于透明材質(zhì)的幕墻與外窗而言影響尤為明顯。其二，外窗的熱工性能與夏季空調(diào)機(jī)冬季采暖的內(nèi)外溫差傳熱有關(guān)。幕墻是否透明實質(zhì)上關(guān)系著建筑熱工系的實現(xiàn)要求，同時也關(guān)系到工程造價的合理性與否。

3 結(jié)語

在我國經(jīng)濟(jì)深入發(fā)展的今天，國民生活水平不斷升高，對于公共建筑質(zhì)量的要求也日益增長，同時為了響應(yīng)國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，公共建筑設(shè)計節(jié)能化正成為新的建筑設(shè)計趨勢所在。而建筑節(jié)能設(shè)計則需要做好對類似環(huán)節(jié)的把控。

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[3]何雯，廖奇云.基于灰色 Euclid 理論的綠色公共建筑綜合評價[J].工程管理學(xué)報，2015，（1）：81-85.

（作者單位：大連都市發(fā)展設(shè)計有限公司）