建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施探討

唐慧華

廣東白云學(xué)院 廣東 廣州 510450

1 建筑的選址

在綠色環(huán)保不斷深化的今天，建筑不僅僅是人類居住的場所，更要著重節(jié)能方面的相關(guān)設(shè)計(jì)。一座好的建筑，絕對不再是僅要求安全性這樣一個指標(biāo)，也需要最大可能地做到綠色環(huán)保。本文針對建筑節(jié)能，談?wù)効勺龅降膸c(diǎn)節(jié)能措施。

首先，在建筑的規(guī)劃初期，選址作為建筑設(shè)計(jì)的首要步驟，需要考慮好怎樣選址布局才是最節(jié)能有利的。建筑中一直有個詞叫坐北朝南，很多人在買房屋時都會提到，但也許對于為什么這樣選址并不十分了解。其實(shí)，是因?yàn)槲覈湓诒卑肭颍栐谀媳被貧w線之間移動，太陽主要是在我們國家的南面，所以坐北朝南是建筑布局最常用的規(guī)劃。坐北朝南的選址可以使得我們的建筑在冬季的時候獲得南面直射過來的陽光，減少室內(nèi)寒冷。不過，雖然冬季保證了盡可能多的陽光來獲得溫暖，但是對于夏熱冬暖的地區(qū)，其朝南的設(shè)計(jì)會使得夏天獲得過多的直射陽光而造成過熱。

所以，除了坐北朝南，建筑設(shè)計(jì)還有一個理念是背山望水。背靠大山，是因?yàn)槲覀儑叶局饕档氖潜憋L(fēng)，房屋在坐北朝南的基礎(chǔ)上，北面如果有山，可以使冬季的冷風(fēng)不會直接吹進(jìn)房屋，降低了冬季的寒冷度。而望水的考慮，主要是對夏熱冬暖地區(qū)的房屋增加降溫的優(yōu)勢，因?yàn)槿绻ㄖ厦嬗兴梢杂行У亟档瓦M(jìn)入室內(nèi)的氣體溫度。因?yàn)樵谘谉岬南募荆覈饕档氖悄舷蝻L(fēng)，南面吹來的風(fēng)經(jīng)過屋前水的冷卻，再吹到建筑室內(nèi)，一定是涼爽舒適的[1]。

臨海的建筑比較容易通過面海，來達(dá)到節(jié)能。建筑朝向海水，特別容易獲得海風(fēng)。簡答的說，因?yàn)楹Ｋ完懙氐臒崛莶煌瑲鈮翰町惗纬闪撕ｏL(fēng)。白天在相同的陽光照射下，海水的溫度上升比較慢，而陸地的溫度上升快。陸地的高溫氣體因密度小向上升，這個時候陸地因?yàn)闊峥諝馍仙纬闪说蛪簠^(qū)，就會吸引海面的氣體吹向陸地，給建筑帶來清涼的海風(fēng)。

但現(xiàn)代大部分建筑很難達(dá)到能自由選擇背山面水的有利地勢，畢竟現(xiàn)在的地勢選擇并非理想化，不能想在哪就在哪。所以夏熱冬暖地區(qū)，要保證夏季不太熱，需考慮其它方式，比如選擇一些有效的遮陽構(gòu)件設(shè)計(jì)，把熱量盡可能地減少，以達(dá)到夏季清涼的目的。遮陽構(gòu)件有很多類型，室內(nèi)常見窗簾百葉等遮陽物。也有些建筑在立面構(gòu)造上，設(shè)計(jì)出美觀的水平或豎向等遮陽構(gòu)件。接下來，就再談?wù)劷ㄖ囊恍└魺岜卮胧?/p>

2 建筑的保溫隔熱措施

2.1 墻體的保溫隔熱措施

首先要明確的是，保溫和隔熱放在一起談，并不是矛盾的。它們的目標(biāo)是一致的，都是想減少熱量傳遞。保溫對于建筑來說，是盡可能減少室內(nèi)熱量傳遞到室外。而隔熱對于建筑上而言，是盡可能地減少室外的熱量傳遞到室內(nèi)。兩者的區(qū)別，在于減少熱量傳遞的方向不同。

建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，很重要的一個是墻體，所以在墻體設(shè)計(jì)上可考慮采用空心磚砌墻。同樣厚度的空心磚比實(shí)心磚多一層相對密閉的空氣層，而封閉的空氣層導(dǎo)熱系數(shù)非常小。在夏季的時候，可以隔絕外界的熱量傳遞到室內(nèi)。冬季的時候，又可以保證屋內(nèi)的熱量不快速散失到室外。真正地保證了夏涼冬暖，是良好的保溫隔熱材料。

另外，空心磚的自重小于實(shí)心磚，可以大大降低建筑的重量，減少用鋼量，降低成本。還有，如今的建筑林立，噪聲也是一個值得考慮的問題。建筑群和公路相距不遠(yuǎn)，不做好隔音處理，對居住的人非常有影響。選擇空心磚，也能有效地降低噪音。因?yàn)榭招拇u內(nèi)部的空氣層對聲波有摩擦消耗的作用，會大大降低聲音的能量，從而減小進(jìn)入到室內(nèi)的音量。

有人會擔(dān)憂建筑采用空心磚會不會導(dǎo)致強(qiáng)度不夠，影響整體的安全性。因?yàn)樯倭艘徊糠执u體，同樣尺寸的空心磚當(dāng)然會比實(shí)心磚強(qiáng)度低。但是，我們并不需要擔(dān)憂。比如，建筑如果采用的是框架結(jié)構(gòu)體系，承重的是梁板柱基礎(chǔ)等構(gòu)件，墻體是不承重，只是圍護(hù)作用，所以其強(qiáng)度要求不高。選擇空心磚，基本都能滿足。一般來說，只有砌體結(jié)構(gòu)才是墻體承重，才需多注意磚體強(qiáng)度。如果發(fā)覺空心磚的砌體結(jié)構(gòu)達(dá)不到安全要求時，可以在荷載大的地方，往空心磚里面澆筑混凝土設(shè)置鋼筋，以提高強(qiáng)度。

當(dāng)代社會時間很珍貴，建筑在施工上也希望盡可能增快速度，減少工期。空心磚還有一個好處，就是可以在工廠預(yù)制構(gòu)件時，盡可能地設(shè)計(jì)為大尺寸結(jié)構(gòu)。同樣的一面墻砌筑時，使用較大尺寸的空心磚比小尺寸的空心磚，砌筑所花費(fèi)的時間要少。因?yàn)橥瑯拥拿娣e砌筑，大尺寸的空心磚比小尺寸的空心磚使用數(shù)目減少，工人安裝的時間也會減少。所以，當(dāng)整個建筑都使用較大尺寸的空心板材時，時間成本能節(jié)省不少。施工速度提升了，工期減少，是一項(xiàng)很好有利的事情。

空心磚主要是因?yàn)橛邢鄬Ψ忾]的空氣層使得導(dǎo)熱系數(shù)降低，如果有不適用空心磚的墻體，又想做到建筑有空氣層來降熱，那么還有一種方式，就是在建筑的表面設(shè)計(jì)出一些豎向挑板，這些挑板離墻體一定距離，那么兩者之間就會形成空氣層。不過，這樣的空氣層不夠封閉，降熱能力不足。但是，通過上下設(shè)計(jì)的排氣孔，使得冷空氣從下面進(jìn)入，熱空氣從上面離開。這樣的氣流循環(huán)過程，也是能夠帶走一部分熱量的。

當(dāng)然，墻體上要做到保溫隔熱還有很多措施，比如在墻體表面貼上輕質(zhì)的隔熱保溫板。如今，聚苯乙烯泡沫板之類的隔熱板，因其輕質(zhì)，防火性耐腐蝕性好，常用于建筑墻體上。無機(jī)的纖維板材，比如巖棉板、玻璃纖維板等也是較常用的隔熱板。不過，巖棉板容重較大，不夠輕質(zhì)，在使用上有局限性，太高的建筑就不大適合使用巖棉板。因?yàn)椋^高建筑使用巖棉板整體增加的重量過大，而且貼合建筑花費(fèi)更多，成本過高。有機(jī)的纖維板材，比如木質(zhì)的纖維板也可以用作保溫隔熱板，但是其防火性不足，因?yàn)槟静氖且兹嘉铮允褂铆h(huán)境有局限性。在防火要求比較高的建筑中，木質(zhì)類的保溫隔熱板是不允許用的。

2.2 玻璃的保溫隔熱措施

建筑中的立面結(jié)構(gòu)除了墻體，還有個重要部分窗戶，窗口也是保溫隔熱需要著重研究的一項(xiàng)。普通的玻璃窗口設(shè)計(jì)非常不節(jié)能，因?yàn)槠胀ǖ牟Ａ?dǎo)熱系數(shù)頗大，沒有很好的保溫隔熱能力。所以，夏季的時候，熱量非常容易從外界進(jìn)入。冬季的時候，熱量又很容易從窗口散失。

目前建筑多考慮采用特殊玻璃，比如給玻璃表面涂膜，可以有效地選擇光波段。太陽光譜波段范圍很廣，簡單來說，有長波段的紅光，紅光中含有大量的熱量。短波段有紫外線之類的，過量會產(chǎn)生不好的效果，比如過量的紫外線照射會致癌。大約380-780nm的太陽光波長屬于可見光波段，這部分光波能幫助我們照明視物。

玻璃表面涂膜，可以選擇人類需要的光波段。首先，可以完全拒絕短波如紫外線的進(jìn)入，避免過量的短波影響身體健康。然后對于夏季炎熱的地區(qū)，可以選擇能阻擋太陽光譜中帶有大量熱量的紅光，主要讓可見光波段透過，既保證了有效采光，又可以隔絕熱量。而對于冬季比較嚴(yán)寒的地區(qū)，就不必大量過濾掉紅光，可以使室內(nèi)既獲得光照又獲得熱量。

除了涂膜玻璃，還可以考慮采用雙層玻璃，因其多一道空氣層，使得導(dǎo)熱系數(shù)降低。雙層玻璃的保溫隔熱能力其實(shí)很類似于上述的空心磚，都是主要因?yàn)槎嗔艘坏揽諝鈱佣沟脤?dǎo)熱系數(shù)降低，越是封閉不流動的空氣層，導(dǎo)熱系數(shù)越小。或者是選用真空玻璃，真空層的導(dǎo)熱系數(shù)也非常小。人們可以根據(jù)自身需求，選擇經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能玻璃類型。

3 綠色植物的選擇

建筑群離不開綠色植物的點(diǎn)綴，綠色植物的增入，不僅起到美觀作用，還能更好地保證建筑的節(jié)能。最常見的就是，我們在夏季的時候，會選擇綠色植物遮陽，以保證建筑的清涼。以前低矮的建筑常采用爬山虎之類的植物遮陽，如今的建筑高度較高，爬山虎不再適用。因?yàn)椋郎交⒅参锱赖母叨扔邢蕖Ａ硗猓?dāng)整個建筑爬上植物，招來蚊蟲過多，也是非常不合適的。所以，如今常考慮設(shè)計(jì)綠色墻體，可以在墻體表面布置一些區(qū)域，專門用于綠色植物地栽種。

建筑中專門用綠色植物遮陽的地方，大多是南面墻體和屋頂，因?yàn)槟厦娴年柟馐侵鄙涔猓蓓斒撬矫娼邮苋照盏臅r間也較長，所以南面墻體和屋頂是最需要綠植遮陽的。設(shè)計(jì)成熟的綠墻，一般會含有自動化的澆水設(shè)施，能夠通過智能系統(tǒng)控制給植物澆水。多余的水經(jīng)過引導(dǎo)，統(tǒng)一流到排水管，減少水對墻體的腐蝕。

植物的選擇，最好考慮落葉喬木，這樣夏季可以充分遮陽，冬季落葉后有利于陽光射入建筑取暖[2]。如果不想建筑物在冬天的時候，雖然獲得了光熱，但不美觀。可以搭配選擇常綠植物，這樣到了落葉喬木都掉光葉子的季節(jié)，也能有一定量的植物讓人賞心悅目。搭配的常綠植物最好選擇低矮類的，避免其太過高大影響采光和取暖。

不是什么綠色植物都可以選擇的，比如會掉果的芒果樹，果子掉落后，會砸到人，致使行人受傷。還有每到春季就會飛絮漫天飛的柳樹也不宜種植，會造成過敏人群身體難受。帶有尖刺的玫瑰或三角梅之類植物，要貼出告示，避免人因觸摸導(dǎo)致被刺傷。有些根系很發(fā)達(dá)的植物，比如毛竹，它的根莖強(qiáng)有力，能伸進(jìn)墻體內(nèi)，導(dǎo)致墻體破裂，結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，這類植物就最好不要栽種了。有異味的植物也不應(yīng)栽種，避免過重的異味導(dǎo)致不舒適。

4 結(jié)束語

建筑的選址最好考慮坐北朝南、背山望水。這樣的選擇可以充分使建筑夏季涼爽，冬季取暖，達(dá)到一定節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

建筑中的墻體和玻璃是很重要的部分，墻體選擇空心磚，不僅能保溫隔熱，還能降低噪聲和成本。另外，選擇涂膜玻璃，有利于光波段的選擇，保證充足的照明，還能達(dá)到節(jié)能效果。

綠色植物的選擇一定要考慮慎重，會落果傷人的或者有過敏源的植物等，選擇的時候應(yīng)考慮慎重。最好選擇落葉喬木，保證夏季遮陽、冬季取暖，以達(dá)到節(jié)能。