淺議建筑學(xué)中節(jié)能設(shè)計的探索與思考

王樂

摘 要：現(xiàn)如今，建筑節(jié)能已成為全國乃至全球建筑界最為流行的議題，在節(jié)能減排呼聲日益高漲的今天，開展建筑節(jié)能工作對于建筑業(yè)來說至關(guān)重要，我們只有從規(guī)劃、設(shè)計、新建、改造等方面將建筑節(jié)能標準落到實處，積極采用新技術(shù)、新產(chǎn)品對建筑能耗進行有效控制，才能在促進城市發(fā)展的同時為我國環(huán)保事業(yè)貢獻力量。本文筆者結(jié)合實踐經(jīng)驗，對建筑學(xué)中的節(jié)能設(shè)計進行探索。

關(guān)鍵詞：建筑;節(jié)能設(shè)計;圍護結(jié)構(gòu);自然能源

1 引言

隨著城市化進程的加快，我國城市建設(shè)事業(yè)飛速發(fā)展，在一定程度上增加了能源消耗，而在建筑使用過程中，建筑物照明、采暖、空調(diào)以及建筑內(nèi)各種電器的使用更增大了能源消耗，給自然環(huán)境帶來了不小威脅。面臨著日益突出的環(huán)境問題，國家大力推行建筑節(jié)能，但從總體上看，環(huán)境惡化的腳步并沒有因此停止，如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計標準，我國建筑業(yè)將很難承擔(dān)降低能耗、治理環(huán)境污染的重任。事實上，不管是建筑本身技術(shù)，還是建筑材料產(chǎn)品、建筑熱環(huán)境用設(shè)備，都存在很大的節(jié)能潛力，我們必須正確認識到建筑節(jié)能的重要性，從建筑節(jié)能設(shè)計出發(fā)，在保證建筑、建筑產(chǎn)品、相關(guān)設(shè)備使用功能及建筑質(zhì)量的前提下，采取一系列有效的節(jié)能技術(shù)和管理手段，最大限度降低建筑能耗。

2 建筑節(jié)能設(shè)計概述

所謂建筑節(jié)能設(shè)計，就是通過采用技術(shù)、材料、管理手段等，如加設(shè)保溫層進行外墻和屋頂保溫、使用雙層中空玻璃減小外窗熱量損失等來減少建筑物耗熱量、耗煤量的。依據(jù)建筑節(jié)能指標，建筑節(jié)能設(shè)計方法包括分項指標控制法和綜合控制法，前者主要是對建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、窗墻比、體形系數(shù)以及采暖設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)施的最小效能指標規(guī)定一個限值，后者則要求建筑總體能耗達到某個指標。

3 建筑節(jié)能設(shè)計要點

3.1建筑規(guī)劃設(shè)計是建筑節(jié)能設(shè)計的重要內(nèi)容之一。規(guī)劃設(shè)計中的建筑節(jié)能包括建造位置、建筑體型和體量、集中供熱、綠化、建筑朝向、通風(fēng)、建筑群體平面組合形式等的合理選擇，這些都會對建筑節(jié)能產(chǎn)生各種影響，所以在規(guī)劃初期，應(yīng)著重考慮這些問題，使建筑規(guī)劃設(shè)計達到優(yōu)化、節(jié)能、改善熱環(huán)境的目的。比如鄰近建筑之間、建筑與道路之間、建筑立面體型設(shè)計等所造成的風(fēng)壓增強和熱反射干擾問題都會影響建筑節(jié)能，在布置建筑總平面時應(yīng)給予高度關(guān)注;在建筑平面布局上，建筑的朝向非常重要，區(qū)域不同，建筑朝向設(shè)計也不同，但都應(yīng)確保在冬季有適量的陽光直射室內(nèi)，在夏季保持室內(nèi)良好的通風(fēng)條件，在設(shè)計中，應(yīng)盡量減小建筑外表面積，控制建筑體型，同時，避免東西向，盡量以南北向為主，必要情況下，可將主要房間設(shè)在冬季朝陽且背風(fēng)部位，減少圍護結(jié)構(gòu)散熱量。

3.2建筑本身設(shè)計是建筑節(jié)能的基礎(chǔ)，建筑是否節(jié)能主要在于建筑單體本身的體型、朝向、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)置等，比如建筑本身形體方面就會影響建筑節(jié)能，所謂建筑形體實際上指的是單位建筑的體積所分攤到建筑外表的面積，對于那些小體積、體型復(fù)雜的建筑以及平房、低層建筑，體型系數(shù)就比較大，這樣對節(jié)能是非常不利的。有關(guān)研究指出，建筑體型系數(shù)每增加0.01，耗熱量指標就會隨之增加2.5%，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，在冬冷夏熱地區(qū)，建筑體型系數(shù)應(yīng)<0.35，點式建筑體型系數(shù)應(yīng)<0.4，具體設(shè)計中，需根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況優(yōu)化建筑體型系數(shù)。此外，建筑外墻不僅具有美觀、美化效果，還起到保溫隔熱作用，而且在建筑圍護結(jié)構(gòu)中，單外墻面積就占45%左右，其直接與外界接觸，能量消耗占建筑圍護結(jié)構(gòu)能源消耗總量的49%，所以要想建筑本身設(shè)計滿足節(jié)能要求，必須做好建筑外墻的節(jié)能設(shè)計。具體設(shè)計中，我們可采用熱阻指標能滿足節(jié)能標準的墻體自保溫材料以及綠色燒結(jié)保溫空心磚等新型墻體材料，注重外保溫的應(yīng)用和熱橋的消除，注意解決外墻外保溫體系與墻體結(jié)構(gòu)體系耐久性不一致問題。

3.3提高建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能是實現(xiàn)建筑節(jié)能的重要手段。在所有圍護結(jié)構(gòu)中，外門窗是建筑能耗最薄弱的部位，可用以下措施實現(xiàn)節(jié)能：窗戶位置和大小影響建筑能源消耗，為達到節(jié)能效果，窗戶大小最好為樓面大小的10%～12%;對于寒冷、嚴寒地區(qū)，門窗設(shè)計應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況、建筑體型系數(shù)、窗墻比、朝向等確定保溫系數(shù)K值，提高門窗氣密性能等級，此外，無論是普通門窗還是新型節(jié)能門窗，都應(yīng)滿足室內(nèi)采光、保溫隔熱、良好通風(fēng)、美觀性和住戶視野開闊等要求;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，增強其保溫隔熱性能，雙層和綠色玻璃窗戶具有良好保溫隔熱效果，可加強應(yīng)用，積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃、低輻射玻璃等;對窗扇面積進行合理設(shè)計，保證自然通風(fēng)的同時降低室外冷風(fēng)進入;設(shè)溫度阻尼區(qū)，阻止室外冷風(fēng)直接滲透。墻體是建筑圍護結(jié)構(gòu)的主體，主要作用是保溫、隔熱、防潮、防水，要達到墻體節(jié)能效果，依據(jù)國家、地方性技術(shù)規(guī)程和政策規(guī)定，可采用空心磚墻及復(fù)合墻體技術(shù)，注重墻體冷橋外保溫A級材料的應(yīng)用，比如采用發(fā)泡陶瓷板保溫系統(tǒng)、復(fù)合材料保溫板系統(tǒng)、膨脹?；⒅楸匕?、復(fù)合發(fā)泡水泥板外墻外保溫系統(tǒng)、蒸壓加氣混凝土砌塊外保溫等。另外，屋面節(jié)能設(shè)計也非常重要，我們可選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高、吸水率較大的保溫材料作保溫層，比如現(xiàn)澆輕質(zhì)泡沫混凝土、NZL輕質(zhì)保溫材料、JQK復(fù)合輕質(zhì)保溫隔熱磚瓦等，還有就是可通過設(shè)計屋頂綠化、屋頂蓄水、架空通風(fēng)等增強夏季屋面的隔熱降溫效果。

4 自然能源在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用

太陽能和地?zé)崮芏际强杀唤ㄖ玫目稍偕茉?，它們不會對環(huán)境造成污染。在建筑節(jié)能設(shè)計中，可采用主動式太陽能，在建筑中設(shè)置高效的集熱裝置，使建筑主動獲取太陽能，由熱媒將熱量傳送到建筑內(nèi)。地?zé)崮軠囟雀哂诙臼彝鉁囟?，同時又比夏季的室外溫度低，所以我們可應(yīng)用高效率的地源熱泵為建筑節(jié)能目標的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

總之，要營造舒適且健康的居住環(huán)境，減少對不可再生能源的依賴，降低建筑日常運轉(zhuǎn)耗能，提高資源利用效率和對可再生能源的利用率。建筑節(jié)能設(shè)計是非常重要而緊迫的一個環(huán)節(jié)，只有從根源上解決好建筑節(jié)能問題，才能促進我國可持續(xù)發(fā)展。這就要求建筑規(guī)劃設(shè)計、建筑本身設(shè)計、建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計等都要滿足節(jié)能要求，同時要充分利用太陽能、地?zé)崮苓@些可再生能源，真正實現(xiàn)建筑節(jié)能。

參考文獻

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