建筑設計與節能環保

王珠

中天建設集團有限公司 浙江 杭州 310000

引言

綠色發展已經成為五大發展理念之一。在此背景下，建筑企業需要積極地打造綠色城市，提高建設水平。建筑行業的高耗能、高污染現狀嚴重阻礙了綠色城市建設的快速推進。因此，設計人員需要堅持環保節能理念，優化建筑設計，以此來提高建筑的綠色性、節能性、環保性，從而滿足人們對建筑性能的需求。

1 建筑設計中節能建筑設計的重要作用

近年來，我國社會高速發展，經濟水平迅速提高，城市化進程也在不斷加快。與此同時，過度開發能源的情況也不斷加劇，我國乃至整個世界均發生了能源危機，能源大幅度減少的同時也嚴重污染了環境。我國雖然幅員遼闊，但人口基數同樣很大，人均土地面積與資源較少。此外，受各種因素的影響，我國使用的能源主要為煤炭。對不可再生能源的過度依賴造成我國的能源結構過于單一，這也是造成能源短缺的主要因素。如今，我國開始加快城市化建設的腳步，其需要消耗大量的鋼筋、電能、水泥、水等能源。因此，為了節約能源，實現可持續發展，加強節能建筑設計十分重要[1]。

2 為什么要增加建筑技術中節能環保的比重

在當前的大環境下，我國提倡建設資源節約型和環境友好型社會，國家和人民更加重視保護環境和節約資源。因此，消耗大量資源以及可能對環境產生嚴重污染的建筑行業，必須積極響應節能環保政策，在建筑設計方面采取節能環保措施是很有必要的。目前，我國節能環保的建筑設計成本可能比非節能環保的建筑設計成本要大，但隨著科學技術的進一步發展，前者的成本必定會比后者成本更少。當下，許多城市在開展老舊城區改造工作，但是在改造的過程中，相關部門不了解當地的情況，忽視了居民對舒適性的要求；同時，改造部位多為門窗外柵欄等外部部位，可再生資源未得到充分利用。這些問題都說明了當前我國建筑設計需要節能環保。下面以北方寒冷地區的房屋建筑為例。在北方房屋采用外墻外保溫技術、屋頂平改技術、門窗更換技術、遮陽技術之前，北方家庭每年冬季需要繳納高額的暖氣費，政府也需要提供大量的燃料，空氣污染問題嚴重。最終，人民生活成本不斷增加，居住環境變得越來越差。因此，增加建筑技術中節能環保的比重是有必要的[2]。

3 如何實現建筑設計中的節能環保

3.1 減少建筑內部設備能耗

當前時期，為了加強建筑節能措施的應用，相關單位及人員首先需要對建筑內部設備運轉過程的能耗量進行充分了解，并對部分能耗過大或使用時間過長的老舊設備進行更換，同時，由于設備操作不當同樣會引起能源消耗過大現象，因此，當建筑施工及后期運轉時，相關單位需要安排專業人員對設備操作過程實施監督管控，確保設備操作過程嚴格按照操作規范與標準進行，避免能源浪費等現象的出現，促進建筑整體節能化水平的提高。

3.2 加強對新空調技術的使用

空調在人們的日常生活中發揮著重要作用，不管是夏天還是冬天，人們都需要使用空調。然而，空調運行需要大量能源，建筑設計人員必須將建筑物能源供應與新能源有關技術結合起來，引進新的、先進的空調技術，調整目前的空調使用方式，以減少不必要的能源浪費。不能直接使用特定的空調技術，而要將冷卻系統改造成一個匹配的冷卻塔，從而進一步減少空調操作所需的能量，同時還要調整空調的空氣供應量，以控制室內溫度并確保室內舒適。建筑公司必須充分考慮客戶的需要，可設計安裝變頻空調或變風量系統，其主要通過改變頻率或送風量，以控制建筑物內的溫度和濕度，從而達到最低限度的能源消耗。使用變頻空調或變風量系統，可大幅度降低供熱和制冷成本，減少能源消耗，實現節能目標?？勺兛照{系統由溫度傳感器、風速傳感器、控制器和其他基本部件組成，根據室內溫度傳感器的指令實現溫度控制。在變頻空調系統的操作過程中，最大負荷的情況較為罕見，僅為總運行時間的1/10，消耗的資源較少，可實現節能減排。變風量空調系統屬于全空氣系統類別，系統中的冷凍和冷凝水管不會通過傳統的建筑吊頂方式安裝，使得霉變等問題出現的概率得到了明顯降低。變風量空調系統能夠使住戶更便利、有效地實現節能和保護環境的目標。作為空調的使用者，應當充分了解空調的使用技巧，減少能源消耗，在滿足溫度需求的基礎上，實現節能的目標。

3.3 外門窗節能設計

在建筑能耗耗損中，外門窗屬于能耗損失最多的位置，在整體能耗散失中占據了很大的比例。因此，設計人員在進行該部位設計時，需要在確保外門窗的功能基礎上，較大程度地降低外門窗的開口面積，以達到降低能耗的效果。由于目前并未設置統一的外門窗節能材料選擇標準，所以設計人員需要結合建筑物當地氣候情況確定適宜的建筑材料。例如，北方氣候偏冷，外門窗材料選擇時多采用塑鋼材料門窗，這種材料能夠規避金屬窗的冷橋現象發生。如果建筑物位于四季氣候較為顯著的地區，那么在選擇材料時，多推薦使用鍍膜玻璃和中空玻璃，這兩種材料能夠適應四季冷熱交替的氣候條件?？傮w來說，設計人員在進行外門窗節能設計過程中，需要綜合多種因素考慮，選擇適宜的外門窗材料進行建筑設計，既能滿足居住使用需求，也起到節能環保的目的。

3.4 空調環保節能設計

空調在運行的過程中會消耗大量的能源，這不利于提高能源利用率。在開展建筑設計工作時，設計人員需要針對空調的使用，制訂科學的建筑環保節能方案，以促進社會健康發展。隨著社會的發展，科學技術、智能技術的發展水平日益提高。設計人員應用先進的科學技術、智能技術來指導空調設計工作，可以實現自動調節空調功率的目標，從而在節約電能的同時，滿足人們對溫度的要求。因此，設計人員可以選擇智能且節能的空調來避免能源的浪費[3]。

3.5 積極應用新材料

在進行節能建筑設計時，其節能不僅體現在技術層面，更關鍵的是創新材料。研究新型節能材料并應用，不但可以降低建筑造價成本，提高建筑企業的經濟效益，同時還能提升其使用性能和保溫效果，從而降低采暖環節的能源損耗，達到節能效果。目前，我國常用的節能材料主要有以下幾種。①抑菌建筑材料。該材料能夠有效抑制細菌生長，可保證建筑的衛生條件及使用者的安全。②碳素纖維建筑材料。該材料具有良好的力學性能，耐高溫及腐蝕性強，同時能夠自我清潔。③綠色植物建筑材料，環保性強且使用周期長。④可回收性建筑材料，如小型鋼部件、玻璃、木頭等材料，安裝與組合更加方便且能夠重復回收利用。建筑不同位置對建筑材料的要求不同，施工人員應根據實際情況選擇合適的材料，例如外墻保溫材料的厚度要足夠薄，防火性能良好，適應性廣。

3.6 減少建筑圍護結構的能量損耗

對于建筑圍欄結構的設計，在建筑設計中具有較高難度。建筑圍欄是能源損耗較高的保溫材料，要想更好地落實建筑節能效果，可以在墻體內部或外部使用保溫材料，達到較好的保溫效果，以此降低能源損耗。在氣候較為嚴寒時，可以通過選擇節能型的建筑圍欄，降低建筑物內部的能量損失。當氣候較為炎熱時，可以通過增加建筑內部的通風，減少建筑物內部熱量聚集度，最終使得建筑物內部溫度維持在適宜狀態，給居住者較為舒適的居住環境。我國建筑圍欄結構可以更好地發揮節能環保效果，依靠太陽能以及對自然光照的控制，完成對墻體外部熱量吸收的調節。

3.7 爭取使建筑向陽、避風建造

在建筑設計時，設計人員應該爭取使建筑向陽避風建造，以保證建筑物的保暖節能性。特別是北方寒冷地區的建筑物更應該向陽、避風。建筑向陽方面：在開展建筑向陽設計工作時，設計人員需要根據建筑工程的區域、人們對溫度的要求等，合理選擇建筑物的朝向。在北方地區，設計人員需要考慮日照時間、太陽照射的方向、樓間距、建筑工程所在的緯度等因素，選擇合適的朝向。建筑避風方面：在開展建筑避風設計工作時，設計人員需要了解與分析不同建筑部位的風壓，合理地制訂建筑設計方案，從而科學確定各類門窗洞口和通風口的位置。這既有利于通風，又可以減少風對建筑物的不利影響。因此，設計人員需要吸收與借鑒其他建筑物的設計理念、建設方式，提高建筑設計水平，爭取使建筑向陽、避風建造。廣州市氣象監測預警中心地下車庫采用下沉式庭院及天井，實現了自然采光和自然通風。由此可見，該地下車庫設計符合節能環保理念，滿足了人們對地下車庫的采光與通風要求。設計人員需要認真研究該地下車庫的設計經驗，并且根據實際情況來完善與創新設計工作，從而保證建筑設計效果[4]。

3.8 合理使用水資源和冷暖資源

在人們日常生活中使用到的諸多資源里，水資源是十分關鍵的一項資源。因此，在進行民用建筑設計過程中，設計人員需用針對水資源進行科學合理的節能設計，盡可能減少水資源的浪費。例如，設計人員可以在進行節能設計時，將污水回收系統融入建筑設計里，將生活污水、廢水統一收集起來，采取污水凈化措施，從而實現污水廢水再利用。除此之外，設計人員還可以考慮增加人工濕地的設計，將生活污水排放到人工濕地，不僅解決了污水處理問題，也為城市增加了一片綠植，保護了當地的生態環境。設計人員在充分利用水資源的同時，還需要綜合考慮冷暖資源的科學合理使用。由于現在居民大多采取冷暖空調進行溫度調節，通常是白天晚上都在使用空調，這在一定程度上造成了電能資源的耗費。所以，設計人員可以在進行節能設計時，將建筑智能化使用引入到設計方案中，實現智能化控制建筑內部問題，保持室溫穩定在適宜溫度狀態。

3.9 符合國家相關標準

①在開展節能建筑工程時，其運行、設計、管理、驗收及施工等所有環節均要符合《通用規范》的相關要求。②在進行節能建筑設計時，設計人員要結合建筑的整體設計，計算建筑的碳排放量并制作分析報告，保證碳排放量符合國家規定。③如果節能建筑設計應用了可再生能源系統，如地源熱泵、空氣源熱泵、太陽能光伏等，則需要確保其達到《通用規范》中的要求與明確指標。以太陽能光伏為例，為了滿足“雙碳”目標與城市建設要求，節能建筑設計時必須進行太陽能系統安裝。在設計時，設計人員應保證其年發電總量及系統裝機容量滿足相關標準。④在進行節能建筑設計時，設計人員需要保證其熱工性能限值達到要求。《通用規范》對該限值進行了更改，其節能標準相比于現行行業及國家標準降低了20%與30%，公共建筑的平均節能率更改為72%，寒冷及嚴寒區域居住建筑的平均節能率更改為75%，而其他區域居住建筑的平均節能率更改為65%。⑤為了保證建筑耗能的進一步降低，《通用規范》對照明與暖通空調系統效率提出了更高要求，設計人員需要保證節能建筑設計符合目標值要求[5]。

4 結束語

綜上所述，建筑行業作為現代社會建設運轉的重要環節，對人們日常工作生活及社會發展有著極大的影響；而當建筑工程施工建設過程中會涉及大量施工材料及資源，且產生相應的建筑垃圾與廢棄物，極易造成大量資源能源的消耗，影響著工程自身及施工單位經濟效益與社會效益的提高；為了改變這一現狀，施工單位及人員需要積極轉變傳統的思想理念，加強新能源在建筑設計施工中的應用，并結合現代化施工技術與設備設施，提高資源利用率，避免浪費現象的出現，強化提高建筑自身的節能化與環保性，進而推動現代建筑行業及社會整體的健康發展。