韓春艷
(山西路晨建筑設計有限公司,山西臨汾 043000)
節能環保型房屋建筑設計需要充分考慮自然資源的合理利用,堅持以人為本的基本原則,合理規劃建筑空間結構,從而降低工程建設對周邊環境的影響,為人們營造健康、舒適的生活空間,促進城市經濟的發展。
環保節能型建筑的設計理念是在設計過程中融合節能環保理念,做到建筑與自然的有機融合,利用現有資源優勢,加大建筑利用率。環保節能型建筑在設計中要充分利用太陽能、風能等自然資源,根據自然條件制造風冷系統,結合場地特征科學布局,減少不必要的浪費。環保節能型建筑充分展現人與自然、建筑與自然和諧共存的理念,從舒適、健康、高效、節能等多角度對內外部環境進行科學規劃和處理,以彰顯建筑生態性特征。
據現有資料記載,我國建筑數量以年為單位快速增長,已經位居世界第一,每年幾乎有近20億m2的新建筑誕生。新建筑的誕生也就意味著我國鋼材、水泥等材料的大量消耗,大量土地資源被占用,再加上傳統建筑方式的影響,存在的環境污染問題也在增多。為此,在現今的房屋建筑設計中,就有必要加大節能環保理念的融入,以節能環保理念為依托,開展房屋建筑結構空間、功能的規劃,以控制建筑外部環境,降低能源損耗,全面提高人們的生活品質。
建筑業作為公認的能源消耗大戶,隨著社會經濟的進步,房屋建筑數量增多,其中存在的能耗和資源浪費問題也在逐漸加劇,如果不能對建筑行業發展模式加以創新和改進,勢必會增加資源、能源的消耗,加劇能源資源危機,阻礙日后的行業發展,降低人們的生活質量。為此,在房屋建筑設計中,就有必要將節能環保理念融入其中,從節能降耗角度分析房屋建筑空間功能,合理規劃,增強建筑舒適性、健康性。再者,節能環保理念的融入,也可在保障房屋建筑功能設計合理性的基礎上,增強建筑的美觀性、自然性,密切建筑與自然環境的聯結,為人們打造舒適的生存空間。
房屋建筑設計中節能環保理念的落實,這也是緩解我國能源危機、提高資源利用率,緩解能源供應與社會發展矛盾的重要手段,對于落實我國科學發展觀,達成可持續發展戰略有著積極意義,是改善人們生活品質,推動社會經濟快速發展的重要力量。
房屋建筑設計階段,朝向規劃是降低能耗的關鍵步驟,朝向設計決定建筑吸收自然光源的范圍和時長,這可有效降低室內設備設施使用率,減少有害物質排放量。通常情況下,朝南的房屋要比朝向北或西的房屋節約15%~20%的能源,所以設計中通常會將建筑朝向設置在南面。不過設計人員也要考慮到房屋內部通風情況,以免自然光攝入過多,室內通風不良,導致屋內悶熱,影響居民感官體驗,降低居住的舒適度。而對于采光,則需要深入了解季節變化下特征,掌握日照時長,合理計算折射角度,滿足采光要求。在采光設計中,要了解建筑所在區域的緯度,結合這些數據進行建筑朝向設計,以提高自然采光利用率,實現室內溫度的科學調整。采光設計的合理性能夠為人們營造冬暖夏涼的效果,有效減少室內暖通空調系統的應用,既改善室內環境,又可減少有害物質排放,達到節能環保的目標。
通風性能在房屋建筑設計中非常重要,尤其是在南方地區,通風設計合理性與否,將會直接影響建筑內部空氣流通效果的好壞,左右空調系統利用率的高低,見圖1。在節能環保理念下,房屋建筑通風設計需要考慮三方面內容:
①自然通風,借助建筑間距把控、風向控制,實現建筑內部良好的自然通風效果;②按照樓層高度及區域氣候特征,分析自然通風條件,在此基礎上,合理規劃設計方案,同時,注重房屋建筑的室內舒適性;③按照房屋建筑空間方位和密度進行通風系統的科學規劃和處理,減少能源損耗。在通風設計中,需要求房屋建筑正面迎風,形成正壓風的風向,而北面和側面則形成負壓區,這能保證外界風力進入到室內,并在室內順利流通,改善室內悶熱的不良條件,促進室內的自然通風,降低人工系統的使用率。

圖1 建筑通風設計
節能環保理念下的屋頂設計需要考慮以下幾方面內容:首先,工作人員應對目標位置進行充分調查,了解房屋建筑所在區域的地理特征,科學設置屋頂坡度和形態結構,做好屋頂保溫隔熱及防水處理,減少陽光直射或雨水滲漏對屋內環境空間帶來的影響。
其次,分析建筑所處區域的氣候變化特征,結合氣候變化考慮屋頂可能存在的變化,概括屋頂的功能特征,有針對性地進行房屋建筑屋頂方案設計。我國北方與南方的氣候差異較大,對房屋建筑要求也會有所不同,屋頂設計也會存在較大差異。例如,北方地區降雨稀少,但冬季溫差變化較大,設計人員需要考慮屋頂保溫處理;南方降雨量較高,環境氣候較為潮濕,為此,設計人員需要在設計方案中做好屋面散熱和防水處理,以免破壞建筑整體性能,確保房屋建筑的使用壽命。
房屋建筑的外墻設計若想達到節能環保要求,需要在保證外墻結構穩固性的基礎上,選擇合理的保溫隔熱材料,增強節能環保效果。目前隨著房屋建筑行業的快速發展,保溫隔熱材料種類也在不斷增多,材料的性能、壽命及價格也各有不同,在材料選擇過程中,設計人員要從經濟性、功能性等多方面展開對比分析,選擇性價比較高的材料應用到外墻設計方案中,以改善房屋的保溫隔熱效果,提高室內的舒適度。
目前常見的環保節能型墻體保溫隔熱材料有復合墻體材料、綠色墻磚、雙層聚苯保溫板及玻璃幕墻等,這些材料不僅成本低廉、能耗小,還可控制室內溫度,提高室內舒適度。此外,還有設計人員會利用爬山虎等綠色植被實現外墻保溫隔熱效果。據統計,綠色植物可吸收、阻隔墻體90%以上的熱量,大大降低了內部暖通空調系統應用率,減少了能源損耗。爬山虎的栽植也有助于建筑群綠化面積的增加,該植物可高效吸收城市中產生的二氧化碳,并將其轉變成氧氣,為人們營造自然、舒適的生活空間,達到低碳環保目標。爬山虎的設計可起到生物空調的作用,南北方均適用,圖2為建筑外側栽植爬山虎的具體實例圖。

圖2 外墻中的爬山虎綠化設計
除上述技術方式外,為增強房屋建筑節能環保性,房屋建筑設計方案中還可采用水源熱泵技術、地源熱泵技術、清潔能源技術等內容,完善圍護結構的保溫散熱性,降低能源損耗,提高建筑的使用價值。例如,太陽能技術的應用。太陽能是人們生活中使用最為廣泛的清潔型能源。在房屋建筑設計中,太陽能的合理應用和轉換可降低電能損耗,較常見的太陽能熱水器,其主要原理就是將太陽能轉化成熱能,在房屋建筑中應用太陽能熱水器,可為人們提供充足的熱水,降低電能消耗,實現節能環保的目的。
將節能環保理念融入房屋建筑設計中,已成為行業發展必然趨勢。設計人員需合理規劃設計內容,在外墻設計、屋頂設計中利用綠色植被,增加建筑綠化,且注重建筑的通風設計與朝向設計,利用可再生能源,優化房屋各項性能,從而加快現代環保型城市的發展。