節(jié)能理念在建筑設(shè)計中的運(yùn)用探討

劉慧慧 袁帥龍

山東省紡織建筑設(shè)計院有限公司 山東 濟(jì)南 250013

1 建筑設(shè)計中節(jié)能理念價值

隨著節(jié)能成為全球所倡導(dǎo)并逐步推進(jìn)的內(nèi)容，我國作為能源消耗大國且人口基數(shù)龐大，在這種局面下各行業(yè)落實節(jié)能就顯得尤為迫切。而建筑工程在其開發(fā)過程中不僅占據(jù)到了大量的土地資源，同時建設(shè)以及后期交付使用中消耗了大量的能源。倘若我國建筑行業(yè)在后期的發(fā)展中，仍沒有意識到節(jié)能理念在建筑設(shè)計中運(yùn)用的重要意義，不僅會導(dǎo)致環(huán)境、資源的發(fā)展陷入惡性循環(huán)，同時也會加劇人類群體與社會發(fā)展之間的矛盾關(guān)系。因此，需要將節(jié)能理念與建筑設(shè)計工作進(jìn)行對接，改善產(chǎn)業(yè)建設(shè)中的粗放式運(yùn)轉(zhuǎn)模式，并通過提升不可再生資源利用率、開發(fā)可再生資源等方式，構(gòu)建一個引導(dǎo)市場經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)[1]。

2 建筑工程設(shè)計中節(jié)能理念運(yùn)用原則

2.1 因地制宜

在開展建筑工程設(shè)計中節(jié)能理念運(yùn)用過程中，需要貫徹因地制宜的設(shè)計原則，依據(jù)建筑工程設(shè)計場所的實際地理條件，制定適宜的節(jié)能設(shè)計方案，從而最大限度地減低建筑成本。在設(shè)計工作開展前，首先要針對地理位置進(jìn)行認(rèn)真勘查，了解當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件以及地質(zhì)狀況，以保證節(jié)能設(shè)計能夠切實開展落實，發(fā)揮最大功效。除此之外，也要考慮建筑工程的建設(shè)位置，盡量選擇具有良好地理環(huán)境條件的區(qū)域，氣候適宜的環(huán)境，不僅能夠改善居住人群的居住環(huán)境和生活質(zhì)量，提升居民的生活幸福感，而且也更利于開展節(jié)能設(shè)計，通過降低空調(diào)使用率達(dá)到減少電力消耗的效果。

2.2 選用合適節(jié)能材料

節(jié)能材料質(zhì)量決定了建筑工程節(jié)能設(shè)計的運(yùn)用效果，對整體建筑節(jié)能起著關(guān)鍵性作用。通常情況下，在選擇節(jié)能材料時，要考慮材料是否具備高效性、節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性3個因素。在確保材料質(zhì)量的前提下，盡可能降低成本開支，這才是符合節(jié)能設(shè)計的本質(zhì)要求。總而言之，在選擇節(jié)能材料時，各個環(huán)節(jié)涉及的工程造價必須科學(xué)、合理，從而滿足節(jié)能、降耗的需求。

3 節(jié)能理念在建筑設(shè)計中的運(yùn)用

3.1 合理規(guī)劃建筑空間，降低建筑空間資源消耗

基于節(jié)能理念，為確保建筑設(shè)計能夠達(dá)到節(jié)能效果，針對影響建筑資源的空間進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計。通常情況下，建筑空間越大，則消耗的空間資源越大，但也存在建筑空間規(guī)劃不合理，造成空間資源消耗量大的問題。因此，針對這一問題，在進(jìn)行建筑設(shè)計時，需要根據(jù)建筑后期施工和使用的需要，對其進(jìn)行規(guī)劃控制。在進(jìn)行規(guī)劃時，應(yīng)當(dāng)首先滿足功能布局緊湊的原則，盡可能將各個主要功能區(qū)域布置集中，并將各個功能相似的建筑結(jié)構(gòu)組團(tuán)化布置。同時，針對潔凈區(qū)域與污物區(qū)域分區(qū)分流設(shè)置，盡可能使?jié)嵨酃δ軈^(qū)相對分區(qū)設(shè)置，并確保各類建筑設(shè)施的儲存、回收等不會出現(xiàn)潔污流線交叉的問題。同時，還應(yīng)當(dāng)遵循路徑簡潔、便捷的原則，合理規(guī)劃各個建筑功能分區(qū)，使各個建筑結(jié)構(gòu)在水平方向或垂直方向上保持一定聯(lián)系，并避免各個通道出現(xiàn)迂回復(fù)雜的問題。同時，在按照上述流程完成對建筑空間的合理規(guī)劃后，還需要考慮到各個空間區(qū)域的溫度，確保每個建筑結(jié)構(gòu)空間的溫度滿足相應(yīng)需求。以客廳和臥室建筑空間為例，需要更多的陽光照射，因此在對其進(jìn)行分區(qū)設(shè)計時，需要確保其空間陽光充足。針對廚房、書房等對光照要求較低的空間，在對其空間規(guī)劃時應(yīng)當(dāng)選擇有陽光但光照強(qiáng)度相對較少的區(qū)域，以此完成對建筑空間的合理規(guī)劃[2]。

3.2 采用保溫隔熱設(shè)計，優(yōu)化建筑屋頂節(jié)能效果

在完成對建筑空間的合理化設(shè)計后，本章將從建筑屋頂設(shè)計入手，通過優(yōu)化屋頂不同層次的構(gòu)成，使建筑在設(shè)計中滿足通風(fēng)與隔熱的需求。在此過程中，應(yīng)明確建筑屋頂屬于建筑結(jié)構(gòu)中的表面部分，此結(jié)構(gòu)部分在建筑中受到外部陽光的直射，是整體結(jié)構(gòu)中最容易被侵蝕的部位。因此，在選擇建筑屋頂設(shè)計材料時，應(yīng)全面考慮材料的保溫、隔熱、防輻射、抗腐蝕等綜合性能，只有確保選擇的材料具有上述設(shè)計提出的相關(guān)性能，才能使建筑內(nèi)部能夠更好地抵御外界環(huán)境變化對室內(nèi)環(huán)境的干擾。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮建筑屋頂?shù)姆浪O(shè)計，對于平面結(jié)構(gòu)的建筑屋頂，可在其上部增設(shè)導(dǎo)水槽與排水孔，避免大規(guī)模降雨后，由于無法有效導(dǎo)出雨水在屋頂造成滲水、漏雨等問題。

3.3 門窗設(shè)計中的運(yùn)用

門窗能源消耗在建筑整體消耗過程中所占據(jù)比例較大，是建筑能量消耗的主體，因此，在進(jìn)行建筑設(shè)計過程中必須做好門窗節(jié)能設(shè)計。在傳統(tǒng)設(shè)計過程中，設(shè)計人員為了能將門窗能量消耗量進(jìn)行縮減，會對門窗面積進(jìn)行更改，使用小面積門窗來進(jìn)行控制，但是這種方式會對室內(nèi)通風(fēng)效果以及采光效果產(chǎn)生影響，因此僅僅依靠縮小門窗面積無法將節(jié)能效果發(fā)揮到極致，設(shè)計人員在進(jìn)行門窗節(jié)能設(shè)計時需要根據(jù)建筑物內(nèi)部實際面積對其比例進(jìn)行合理劃分，從而保證門窗設(shè)計比例的科學(xué)性和合理性，降低門窗對于能源消耗力度。除此以外，設(shè)計人員還需要對門窗氣密性進(jìn)行控制，氣密性能將室內(nèi)外溫度進(jìn)行隔絕，因此對其氣密度進(jìn)行合理控制，能避免室外溫度對室內(nèi)溫度產(chǎn)生影響，從而提高能源利用率，避免出現(xiàn)能源消耗的概率。同時，在進(jìn)行材料選擇過程中，設(shè)計人員也需要使用節(jié)能型材料來進(jìn)行門窗設(shè)計，提高門窗設(shè)計工作節(jié)能性和環(huán)保性。由于我國對于建筑物門窗要求較為嚴(yán)格，設(shè)計人員在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計過程中必須嚴(yán)格按照建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及國家標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行合理管控，提高門窗設(shè)計工作效率，讓門窗具有美觀性和舒適性，同時對能源進(jìn)行控制，減少能源消耗比例[3]。

3.4 在平面設(shè)計過程中運(yùn)用

通常情況下，建筑圍欄傳熱面積主要分為第一地帶、第二地帶、第三地帶、第四地帶，因此建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積越小，其節(jié)能效果越好。在體積相同情況下，設(shè)計人員需要對其圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計，從而避免熱能消耗頻率過大，盡量將其圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積進(jìn)行縮減。除此之外，建筑長度與熱能消耗也存在正比關(guān)系，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，建筑長度越長，其節(jié)能效果越好，建筑長度在100m以內(nèi)，其能量消耗幅度較大，而將建筑縮減到50m時，其能量消耗會增加8%～10%之間。同時，建筑寬度也會對節(jié)能效果產(chǎn)生影響，例如9層普通住宅建筑，其寬度增加3m時，能量消耗率能夠減少6%～7%，而增加5m時，能量消耗率可減少12%～14%。建筑縱軸上同尺寸大小也會影響到建筑節(jié)能效果，如果其建筑層數(shù)相同，但是總尺寸大小存在一定差異，則尺寸越大，消耗率越低。最后，建筑平面布局不僅會決定建筑物舒適度，對于節(jié)能環(huán)保效果也息息相關(guān)，設(shè)計人員在進(jìn)行平面設(shè)計時可以將其熱環(huán)境進(jìn)行劃分，設(shè)計溫度阻尼區(qū)，可以根據(jù)大眾對于房間使用需求，以及大眾生活軌跡來對其環(huán)境進(jìn)行合理劃分，通過溫度阻尼區(qū)將其溫度進(jìn)行保持，減少外界溫度對于內(nèi)部環(huán)境的影響，從而減少熱能消耗率。

3.5 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計

由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到建筑物的保溫效果，因此設(shè)計人員在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時需要關(guān)注圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對建筑物墻體的隔熱保溫效果起著決定性作用，直接關(guān)系到節(jié)能設(shè)計的實施效果。因此，在開展外圍機(jī)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計時，需要科學(xué)合理地選擇保溫技術(shù)以及所使用的節(jié)能材料。通常情況下，目前采取的墻體保溫節(jié)能技術(shù)多是外墻保溫技術(shù)，分為外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫和外墻自保溫三類技術(shù)類型。另外，在墻體的材料選擇方面通常也是使用具備吸熱性能的材料，保溫材料的技術(shù)更新需要設(shè)計人員實時關(guān)注。由此可以看出，墻外保溫節(jié)能技術(shù)是一項非常重要的節(jié)能技術(shù)[4]。

3.6 合理使用再生資源和新能源

節(jié)能設(shè)計的核心是科學(xué)合理地運(yùn)用新能源和可再生資源，實現(xiàn)建筑物節(jié)能環(huán)保的效果。因此，設(shè)計人員需要結(jié)合建筑物所在地的自然環(huán)境情況，將可以使用的資源充分運(yùn)用到建筑設(shè)計中去，不僅需要將普遍使用的太陽能、風(fēng)能等充分利用起來，還需要考慮其他的節(jié)能資源，如潮汐能等等。新能源是建筑節(jié)能設(shè)計中至關(guān)重要的構(gòu)成內(nèi)容，太陽能和風(fēng)能當(dāng)前已普遍運(yùn)用于建筑中。例如，太陽能可以提供加熱供暖，建筑內(nèi)的洗浴熱水供應(yīng)大部分都是由太陽能提供的。而風(fēng)可以代替煤炭用于電力供應(yīng)，從而起到節(jié)省資源保護(hù)環(huán)境的作用。另外，一些新能源也已經(jīng)用于建筑節(jié)能設(shè)計中。作為綠色環(huán)保的新型能源，一方面可以降低建筑內(nèi)部的污染程度，從而有利于維護(hù)居民的身體健康。另一方面新能源的投入使用，一定程度上緩解了可再生資源的供應(yīng)緊張狀況，從而推動了節(jié)能設(shè)計在建筑設(shè)計中的使用開展，也進(jìn)一步提高了人們的環(huán)保節(jié)能意識。通過在建筑設(shè)計過程中引入可再生資源和新能源，也為居民創(chuàng)造了節(jié)能環(huán)保的舒適居住環(huán)境[5]。

3.7 合理使用水資源和冷暖資源

在人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫降闹T多資源里，水資源是十分關(guān)鍵的一項資源。因此，在進(jìn)行建筑工程設(shè)計過程中，設(shè)計人員需用針對水資源進(jìn)行科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計，盡可能減少水資源的浪費。例如，設(shè)計人員可以在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，將污水回收系統(tǒng)融入建筑設(shè)計里，將生活污水、廢水統(tǒng)一收集起來，采取污水凈化措施，從而實現(xiàn)污水廢水再利用。設(shè)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(xué)合理使用。由于現(xiàn)在居民大多采取冷暖空調(diào)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，通常是白天晚上都在使用空調(diào)，這在一定程度上造成了電能資源的耗費。所以，設(shè)計人員可以在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，將建筑智能化使用引入到設(shè)計方案中，實現(xiàn)智能化控制建筑內(nèi)部問題，保持室溫穩(wěn)定在適宜溫度狀態(tài)。

3.8 提高設(shè)計人員節(jié)能意識

設(shè)計人員作為建筑設(shè)計工作中的主體，其綜合素質(zhì)將會直接決定建筑設(shè)計整體效率，因此建筑行業(yè)要想提高建筑節(jié)能設(shè)計質(zhì)量，就需要對設(shè)計人員節(jié)能意識及技術(shù)進(jìn)行培養(yǎng)，讓其能將設(shè)計過程中節(jié)能、降耗的問題進(jìn)行總結(jié)、整合及利用，提高自身節(jié)能設(shè)計理念，進(jìn)一步提高建筑行業(yè)節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用范圍和水平。首先，建筑設(shè)計企業(yè)需要做好人員選擇工作，聘請具有專業(yè)技術(shù)工作經(jīng)驗人員來進(jìn)行隊伍組建工作，提高設(shè)計團(tuán)隊整體專業(yè)性，讓其綜合數(shù)據(jù)能符合節(jié)能、降耗的需求。除此以外，企業(yè)還需要根據(jù)設(shè)計人員工作內(nèi)容開展與其相關(guān)的培訓(xùn)課程，讓設(shè)計人員了解新型節(jié)能技術(shù)及材料，從而將設(shè)計過程中的問題進(jìn)行有效解決，提高建筑設(shè)計與節(jié)能理念相互融合水平，進(jìn)一步提高建筑節(jié)能設(shè)計整體效率。最后，還需要做好引導(dǎo)作用，讓設(shè)計人員能在進(jìn)行正常設(shè)計過程中自覺地將節(jié)能理念與建筑設(shè)計進(jìn)行契合，提高設(shè)計人員責(zé)任心，讓其節(jié)能設(shè)計工作能更加嚴(yán)謹(jǐn)，降低設(shè)計過程中出現(xiàn)問題的概率，全面將建筑節(jié)能設(shè)計作用發(fā)揮出來，為我國可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域全面落實奠定基礎(chǔ)[6]。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動下，建筑行業(yè)在城市中發(fā)展的進(jìn)程持續(xù)加快，使得我國現(xiàn)如今的建筑行業(yè)成為市場高耗能的主要行業(yè)之一。在這種情況下，建筑行業(yè)就必須重視起建筑設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用。通過充分掌握節(jié)能理念運(yùn)用的一些基本原則，并結(jié)合具體項目情況采取諸如合理規(guī)劃建筑空間、采用保溫隔熱設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能，以及合理使用再生資源和新能源等措施來促使建筑工程實現(xiàn)良好節(jié)能效果。