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建筑設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能措施探索論文
我國(guó)建筑的耗能量約占全國(guó)耗能的30%以上，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，這一比重還在不斷上升，加劇了日益緊張的能源危機(jī)。建筑節(jié)能是當(dāng)代建筑發(fā)展方向，也是實(shí)現(xiàn)建筑工程事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，國(guó)家除了在政策領(lǐng)域給予建筑節(jié)能以支持外，還需要普及社會(huì)公眾對(duì)于建筑節(jié)能減排的認(rèn)知度，通過不斷完善和優(yōu)化建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，從規(guī)劃之處就要把節(jié)能減排理念融入到建筑設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的全過程。因此，需要在建筑設(shè)計(jì)中秉持?jǐn)U散思維，充分將建筑設(shè)計(jì)與能源資源高效利用有機(jī)結(jié)合起來，以降低能耗、經(jīng)濟(jì)環(huán)保作為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，積極探索建筑節(jié)能設(shè)計(jì)新舉措、新路徑和新方法，推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)在建筑節(jié)能環(huán)保中發(fā)揮積極作用。節(jié)能建筑還處于起步階段，尤其是節(jié)能設(shè)計(jì)還是一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié)，要堅(jiān)持“以人為本”為理念，在建筑形體、采暖和資源的可再生等角度進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，既體現(xiàn)當(dāng)代建筑風(fēng)格，又能體現(xiàn)建筑節(jié)能特點(diǎn)，不斷提升節(jié)能建筑的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。
1建筑節(jié)能設(shè)計(jì)存在的問題
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是實(shí)施能源、環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，也是國(guó)際社會(huì)建筑走可持續(xù)發(fā)展之路的基本價(jià)值取向。但，我國(guó)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究和實(shí)施起步較晚，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)領(lǐng)域還存在諸多問題。
1.1建筑節(jié)能規(guī)劃重要性認(rèn)識(shí)不足
一直以來，建筑領(lǐng)域注重結(jié)果，輕效果的現(xiàn)象普遍存在，我城市建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，建筑設(shè)計(jì)人員更多關(guān)注的是建筑物的容積率、空間布局形態(tài)、建筑物與環(huán)境之間是否協(xié)調(diào)，以及建筑物的樓間距和日照情況等等，真正重視建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的較少，即便引入了節(jié)能設(shè)計(jì)理念，也大多是對(duì)建筑物的單體方案中體現(xiàn)了一定程度的節(jié)能設(shè)計(jì)，沒有從整個(gè)規(guī)劃布局中進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。
1.2建筑單體通風(fēng)設(shè)計(jì)不合理
隨著新一輪房市的火熱，越來越多的建筑開發(fā)商尤其是商品房的建設(shè)者們?yōu)榱俗非笞畲蟮慕?jīng)濟(jì)效益，往往會(huì)要求建筑設(shè)計(jì)人員在容積率方面充分利用，按照最高容積率進(jìn)行建筑物的設(shè)計(jì)，有的還會(huì)超值設(shè)計(jì)，容易導(dǎo)致建筑的單體面積的通風(fēng)效果難以達(dá)到最佳狀態(tài)，后期建筑物在使用過程中所產(chǎn)生的大量熱量難以在短時(shí)間內(nèi)散失，一般采取人工通風(fēng)或者人工智能進(jìn)行降溫，增加了建筑能耗。例如，窗戶的設(shè)計(jì)多選擇立面造型，雖然滿足了人們對(duì)于采光的需求，但隔熱效果差，也不利于通風(fēng)效果。
1.3建筑外遮陽設(shè)計(jì)不合理
當(dāng)代，建筑物除了滿足日常的功能需要外，對(duì)于建筑物的外觀設(shè)計(jì)要求越來越高，建筑美學(xué)被引入到了建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)中，越來越多的建筑物體現(xiàn)了人與自然的和諧共處。但是，設(shè)計(jì)人員刻意追求建筑立面的裝飾，忽略了建筑外遮陽的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致了建筑物的能耗較大，甚至可以節(jié)約利用的資源沒有很好的得到充分的利用，與建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能原則相違背。
1.4忽視了熱橋問題
現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)越來越講求其外在造型的新穎、別致，導(dǎo)致在后期建筑施工中的建筑物屋面和墻體的凹凸進(jìn)退越來越多，在實(shí)際建設(shè)中會(huì)使用許多飄窗，增加了建筑物的美觀性，但由此也增加了建筑的熱橋產(chǎn)生，使得建筑節(jié)能效果大打折扣。
2建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原則
2.1與氣候條件相適應(yīng)
建筑物建成后受到自然環(huán)境的影響較大，我國(guó)地域廣袤，南北地區(qū)氣候條件差異性巨大，在建筑設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能方面要堅(jiān)持與氣候條件相適應(yīng)原則，不同的地區(qū)，在建筑設(shè)計(jì)要充分考慮其當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，最大限度的節(jié)能能源，充分利用好當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源條件，如對(duì)于風(fēng)能和太陽能充沛的地區(qū)，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)可以在樓面安裝相應(yīng)的太陽能面板，在建筑材料的選擇方面要注重趨利避害，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)，在建筑內(nèi)營(yíng)造良好的室內(nèi)環(huán)境，節(jié)省資源和能源。
2.2整體規(guī)劃的原則
建筑節(jié)能的實(shí)現(xiàn)，要從建筑設(shè)計(jì)、建筑實(shí)踐整個(gè)環(huán)節(jié)，因此，首先從設(shè)計(jì)理念方面要把節(jié)能思想融入到節(jié)能實(shí)現(xiàn)的每個(gè)步驟；從建筑的整體出發(fā)，宏觀層面做好節(jié)能規(guī)劃和實(shí)踐，注重從建筑設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)做好節(jié)能設(shè)計(jì)的規(guī)劃和實(shí)施。
2.3多措并舉的原則
建筑節(jié)能除了要從宏觀做好設(shè)計(jì)之外，還需要結(jié)合建筑的實(shí)際，從建筑的選址、規(guī)劃、布局以及后期的建造等每個(gè)環(huán)節(jié)中都要把節(jié)能理念融入進(jìn)來，例如，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮建筑的照明、通風(fēng)、采暖等方面的節(jié)能，還需要從建筑材料的選型、設(shè)備和產(chǎn)品的采購(gòu)等都需要嚴(yán)格按照建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，并做好建筑節(jié)能設(shè)計(jì)管理和監(jiān)督。
2.4把握好與建筑節(jié)能關(guān)系
建筑平面設(shè)計(jì)包括形狀、建筑長(zhǎng)度、寬度、幢深與平面布局等方面的設(shè)計(jì)[1]。例如，在從節(jié)能角度考慮建筑設(shè)計(jì)時(shí)，原則上盡量減小維護(hù)結(jié)構(gòu)總面積；增加住宅建筑的長(zhǎng)度、寬度以及幢深，可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。此外，根據(jù)建筑平面布局結(jié)構(gòu)，合理做好熱環(huán)境、溫度阻尼的分區(qū)等等。
3建筑設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能措施的運(yùn)用
3.1建筑整體節(jié)能設(shè)計(jì)
3.1.1做好設(shè)計(jì)規(guī)劃根據(jù)建筑物的整體情況，充分考慮建筑物所在區(qū)域的氣候條件，從建筑物的形狀等方面進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，以保證設(shè)計(jì)后的建筑物能夠有效的應(yīng)對(duì)惡劣的自然環(huán)境。規(guī)劃設(shè)計(jì)通常需要從建筑物體型、整體的體量設(shè)計(jì)、建筑物的日照和方向，與城市的整體發(fā)展規(guī)劃、道路、歷史文化等綜合因素結(jié)合起來，充分考慮多方因素的平衡，設(shè)計(jì)出理想的節(jié)能建筑風(fēng)格。
3.1.2合理建筑選址建筑物的選址對(duì)周邊的環(huán)境因素考慮較多，同時(shí)，這也與建筑節(jié)能密切相關(guān)，因此，從建筑設(shè)計(jì)前的選址方面，要結(jié)合氣候、地形、水質(zhì)、土質(zhì)、周邊環(huán)境等因素綜合考量，要把建筑物建成后的運(yùn)行與所在地的環(huán)境結(jié)合起來，在保護(hù)好生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，把握建筑物所在區(qū)域的自然條件，使建筑設(shè)計(jì)更具節(jié)能環(huán)保。
3.1.3外部環(huán)境設(shè)計(jì)
當(dāng)建筑物選址確定和設(shè)計(jì)規(guī)劃完成后，需要充分把握建筑的外部環(huán)境設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑的功能要求，從建筑物的外部環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)，如建筑物外部的綠化植被、人工湖、隔音設(shè)計(jì)，以及建筑物周邊的溫度和濕度的平衡設(shè)計(jì)等等。
3.2建筑單體節(jié)能設(shè)計(jì)
3.2.1窗戶節(jié)能設(shè)計(jì)
窗的使用，可以有效阻擋外界環(huán)境變化對(duì)建筑室內(nèi)的侵襲，也可以使人在室內(nèi)很好的與外界自然溝通。窗的有效節(jié)能設(shè)計(jì)能夠減少窗戶耗熱、提高窗戶得熱效果。影響窗戶熱損失的因素主要是窗戶的面積、材質(zhì)熱傳系數(shù)以及朝向、遮擋等情況。因此，窗戶的節(jié)能設(shè)計(jì)首先是設(shè)計(jì)好窗墻比、窗戶玻璃層數(shù)以及窗戶的朝向設(shè)計(jì)。由于南向雙層窗輻射得熱量大于窗戶熱耗值，南向窗為得熱構(gòu)件，因此，在設(shè)計(jì)雙層鋼窗的窗戶時(shí)，要增加南向窗墻比；此外，窗戶層數(shù)的設(shè)計(jì)也要考慮不同氣候地區(qū)的自然條件，例如南向窗戶在選擇合適層數(shù)并采取有效措施減少熱耗的前提下，適當(dāng)增加窗戶面積，將太陽輻射產(chǎn)生的熱能充分利用起來；而對(duì)于其他朝向的窗戶，在滿足采光需求的條件下適當(dāng)減少開創(chuàng)面積，以減少熱耗。加強(qiáng)窗戶的氣密性、改善窗戶鑲嵌部分的保溫能力、選擇熱導(dǎo)系數(shù)較小的設(shè)備選型（如塑料窗框），以改進(jìn)窗戶熱工性能。
3.2.2屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑屋頂與自然環(huán)境直接接觸，容易受到外界氣溫、日光的輻射等因素影響，屋頂所造成的室內(nèi)耗能大于外墻和地面的耗能量。屋頂外形通常分為平屋頂、曲面屋頂和坡屋頂三中類型[2]，不論是哪一種屋頂在設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)滿足防水、隔熱保溫、結(jié)構(gòu)安全以及建筑藝術(shù)等基本要求。具體來說，屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)方法可以從以下這些方面來實(shí)現(xiàn)：（1）選擇隔熱保溫的平屋頂構(gòu)造，在傳統(tǒng)的保溫屋頂構(gòu)造上面選擇“憎水性”保溫材料架設(shè)架空隔熱板，這種構(gòu)造符合了夏熱冬冷地區(qū)的建筑屋頂使用，節(jié)能效果十分明顯；（2）設(shè)計(jì)綠化屋頂：根據(jù)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)、荷載以及生態(tài)環(huán)境條件，在屋頂設(shè)計(jì)選擇生長(zhǎng)習(xí)性與之相適應(yīng)的植物，將屋頂空間充分利用，營(yíng)造綠色景觀形態(tài)，既能夠起到很好的隔熱效果，又能通過植物的光合作用，釋放氧氣，改善建筑空氣環(huán)境質(zhì)量，降低溫度，還能夠美化城市環(huán)境。（3）屋頂結(jié)構(gòu)改造。例如通過“平改坡”設(shè)計(jì)，將屋頂?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)在許可條件下，將多層住宅平屋面改造成坡屋頂，并對(duì)外立面進(jìn)行整修粉飾，坡屋頂?shù)脽崃肯鄬?duì)平屋頂較小，緩解建筑物內(nèi)的溫度，提升居住舒適度；（4）太陽能屋頂設(shè)計(jì)：屋頂具有較好的采光條件，將屋頂設(shè)計(jì)為太陽能屋頂，能夠吸收太陽輻射能，降低室內(nèi)溫度，可以給建筑物內(nèi)的用電設(shè)備提供源源不斷地清潔能源，但太陽能屋頂成本較高，普及率較低。
3.2.3外墻節(jié)能設(shè)計(jì)
外墻是建筑的主體部分，做好節(jié)能設(shè)計(jì)尤為重要。針對(duì)外墻節(jié)能設(shè)計(jì)要秉持生態(tài)節(jié)能環(huán)保理念，提高資源的利用效率。（1）外墻構(gòu)造節(jié)能設(shè)計(jì)。外保溫方面，選擇絕熱效果好的材料（如水泥聚苯板、纖維增強(qiáng)聚苯乙烯保溫板等等）復(fù)合在墻體，維護(hù)結(jié)構(gòu)靠室外一面；內(nèi)保溫方面，將絕熱材料復(fù)合在墻體維護(hù)結(jié)構(gòu)靠室內(nèi)一側(cè)，滿足承重及節(jié)點(diǎn)不結(jié)露基礎(chǔ)上適當(dāng)減薄墻體，設(shè)置相應(yīng)的覆蓋層防護(hù)；中間保溫設(shè)計(jì)主要是要填充密實(shí)，防止內(nèi)部空氣對(duì)流。（2）細(xì)部熱橋與結(jié)露設(shè)計(jì)。在建筑設(shè)計(jì)時(shí)要注意做好墻角、墻面出挑件（如雨罩、空調(diào)室外機(jī)隔板）等部位做好隔熱斷橋和相應(yīng)的保溫措施，一般將面接觸改為點(diǎn)接觸，減少熱橋面積。（3）現(xiàn)有墻體改造：針對(duì)已建成的防污，在充分利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上合理使用資源的角度做好墻面的改造設(shè)計(jì)，例如通過在墻體外種植爬山虎植物，降低外墻的溫度，減少噪音污染。
3.3建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)除了整體設(shè)計(jì)和單體設(shè)計(jì)外，還要充分利用各種節(jié)能技術(shù)，將其應(yīng)用到具體的設(shè)計(jì)中。
3.3.1遮陽節(jié)能技術(shù)
遮陽節(jié)能技術(shù)有水平式、垂直式和復(fù)合式，其中，水平式是針對(duì)陽光從建筑窗戶上訪直射下來的遮陽效果，這種技術(shù)遮擋的高度角比較大，主要應(yīng)用于坐北朝南的窗戶上；垂直式遮陽遮擋的是從窗戶側(cè)面斜射來的陽光，遮擋的高度相對(duì)較小，一般應(yīng)用于西北或東北方向窗戶的遮陽；復(fù)合式遮陽則是在針對(duì)窗戶上方和兩側(cè)斜射進(jìn)來的陽光的遮擋，適用于東南和西南方向的窗口陽光的照射。此外，還有遮陽窗簾、調(diào)節(jié)葉片角度的百葉窗等，可以根據(jù)季節(jié)的變化，調(diào)整使用的角度，起到遮陽效果。
3.3.2自然通風(fēng)技術(shù)
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要充分考慮自然通風(fēng)條件，綜合建筑物各方面的因素對(duì)建筑物室內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑物選址時(shí)，建筑主立面盡量朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向，而次要的立面朝向冬季主導(dǎo)風(fēng)向。組團(tuán)式住宅開口以面向夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)橹鳎瑢?duì)于多排布置的住宅，合理確定開口率，并將其布置成與夏季主導(dǎo)風(fēng)向呈50度角設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn):
[1]黃曉鶯.試論建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能[J]工業(yè)建筑,2003,33（10）：1-4.
[2]姚偉.淺談建筑屋頂節(jié)能方法[J]河南建材,2008（5）：95-96.
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