超低能耗建筑設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用

1、超低能耗建筑設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用摘要：要想在不斷城鎮(zhèn)化的過程中，提高人類居住環(huán)境的舒適度，必須著眼于可持續(xù)發(fā)展的角度，不斷提高人類的居住環(huán)境質(zhì)量。同時(shí)在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，還必須要考慮資源節(jié)約型建筑，減少對(duì)于周圍環(huán)境的破壞以及產(chǎn)生的污染物質(zhì)，發(fā)揚(yáng)地域文明的特征，我們要摒棄以往追求建筑環(huán)境時(shí)達(dá)到的高耗能以及高污染的建筑住形式。與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)所不同的是超低能耗建筑設(shè)計(jì)將建筑能耗指標(biāo)作為建設(shè)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要方向，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)以使得建筑性能得到最優(yōu)化的提升。關(guān)鍵詞：超低能耗建筑；設(shè)計(jì)；方法1 超低能耗建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)超低能耗建筑設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能降耗的一種重要設(shè)計(jì)方法。相較于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，超低能耗建筑設(shè)計(jì)除了需要滿足

2、建筑使用功能外還需要通過最優(yōu)化設(shè)計(jì)用以優(yōu)化建筑的能耗指標(biāo)，降低建筑的能耗。超低能耗建筑設(shè)計(jì)中需要對(duì)建筑的各分支能耗項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，并結(jié)合建筑能耗指標(biāo)對(duì)各能耗分支進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以系統(tǒng)性的優(yōu)化來降低建筑的總體能耗。設(shè)計(jì)中需要結(jié)合建筑項(xiàng)目的特點(diǎn)借助于周邊自然條件通過各分支專業(yè)之間的相互配合來構(gòu)建出完善合理的建筑設(shè)計(jì)方案。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比超低能耗建筑設(shè)計(jì)法具有以下幾方面的特點(diǎn)：1.1 以建筑能耗指標(biāo)為終極目標(biāo)實(shí)現(xiàn)各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化。1.2 建筑初設(shè)階段需要對(duì)建筑形體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，并對(duì)建筑的能源需求進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)化，以能耗指標(biāo)為設(shè)計(jì)目標(biāo)通過被動(dòng)與主動(dòng)優(yōu)化相結(jié)合的方式做好建筑

3、設(shè)計(jì)優(yōu)化，設(shè)計(jì)中還需要對(duì)建筑周邊可再生能源進(jìn)行詳細(xì)的分析計(jì)算看是否能夠應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中。1.3 超低能耗建筑設(shè)計(jì)是總體性優(yōu)化，是通過對(duì)各部能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行系統(tǒng)性的優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)建筑總體能耗的降低，進(jìn)而合理的確定建筑設(shè)計(jì)方案。2 超低能耗建筑設(shè)計(jì)的通用方法超低能耗建筑設(shè)計(jì)有多種不同的通用設(shè)計(jì)方法：2.1 關(guān)鍵參數(shù)限額法。這一設(shè)計(jì)方法是在超低能耗建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多的也是較為廣泛的一種設(shè)計(jì)方法，這一設(shè)計(jì)方法以降低建筑能耗為最終目標(biāo)，借助于建筑周邊的自然、氣候等條件來嚴(yán)控建筑的各項(xiàng)性能指標(biāo)，并在設(shè)計(jì)中與高效新風(fēng)熱回收技術(shù)進(jìn)相結(jié)合以使得建筑設(shè)計(jì)能夠滿足用戶需求，這一設(shè)計(jì)方法較為科學(xué)同時(shí)也具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用

4、性，加之其對(duì)于可再生能源依賴度不高，能夠以較為簡(jiǎn)單的建筑模型完成節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的控制，實(shí)現(xiàn)建筑能耗的降低，這是一種較為優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方法。2.2 雙向交叉平衡法。雙向交叉平衡法是一種在超低能耗建筑設(shè)計(jì)中較為通用的一種設(shè)計(jì)方法，通過應(yīng)用雙向交叉平衡法能夠有效地確保建筑設(shè)計(jì)能夠具有良好的節(jié)能減排效果。在設(shè)計(jì)中其以能耗、舒適度為設(shè)計(jì)核心，以可再生能源為實(shí)現(xiàn)超低能耗建筑設(shè)計(jì)的主要方式，相較于上一種方法其對(duì)于可再生能源的依賴性更高，在超低能耗建筑設(shè)計(jì)方法的選擇上需要結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的實(shí)際情況進(jìn)行合理化的選取。2.3 經(jīng)濟(jì)環(huán)境決策法。超低能耗建筑設(shè)計(jì)中經(jīng)濟(jì)環(huán)境決策法是一種較為常見同時(shí)也是應(yīng)用效果較好的設(shè)計(jì)方法。通過這一

5、設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用可以確保超低能耗建筑設(shè)計(jì)能夠更多的滿足用戶的需求。超低能耗建筑設(shè)計(jì)中對(duì)于建筑的能耗、舒適度與經(jīng)濟(jì)性3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮完成對(duì)于建筑的設(shè)計(jì)，超低能耗建筑設(shè)計(jì)注重于降低建筑能耗、提升住戶的舒適度以及建筑的經(jīng)濟(jì)可行性，以上述3個(gè)指標(biāo)作為核心完成對(duì)于超低能耗建筑設(shè)計(jì)，確保超低能耗建筑設(shè)計(jì)能夠取得良好的設(shè)計(jì)效果。3 超低能耗建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用3.1建筑中的能源與材料的超低能耗設(shè)計(jì)。建筑包含的建筑類型豐富，形態(tài)各異，所涉及到的建筑材料更是多種多樣。建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)積極使用具有綠色環(huán)保標(biāo)識(shí)的建筑材料，提高建筑材料中可再利用和再循環(huán)材料的比例，盡量選擇本地材料減少運(yùn)輸成本。此外應(yīng)節(jié)約和提高資

6、源的利用效率，合理的建筑布局及朝向，避免過于復(fù)雜的建筑形體設(shè)計(jì)，優(yōu)良的外維護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能指標(biāo)，適當(dāng)?shù)淖匀煌L(fēng)，都可以有效降低建筑空調(diào)能耗，節(jié)省建筑耗能耗材。對(duì)于建筑來說，優(yōu)化供暖空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型也是積極有效的措施。在提高資源利用率方面，尤其需要緊密聯(lián)系建筑的具體功能及所處地理環(huán)境，是否有足夠的回收水源利用，是否有足夠的日照滿足太陽(yáng)能需求，所選的節(jié)能或環(huán)保產(chǎn)品是否能否滿足特定功能的使用需求，這類問題都需要設(shè)計(jì)師運(yùn)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行考量與取舍。目前，國(guó)外許多的設(shè)計(jì)師積極使用到綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)觀念，對(duì)內(nèi)部環(huán)境能源系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)，而我國(guó)在建筑環(huán)保理念運(yùn)用上的仍有很大進(jìn)步空間。一方面進(jìn)一步提升建筑設(shè)計(jì)

7、師在綠色建筑設(shè)計(jì)方面的技術(shù)能力，積極學(xué)習(xí)吸收新材料及新技術(shù)；另一方面也要因地制宜，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情采用合適的理念，選取合適生態(tài)策略。3.2 門窗系統(tǒng)的超低能耗設(shè)計(jì)。建筑中玻璃幕墻以及門窗系統(tǒng)均需要消耗較多的能源，為了減少此部分的能源消耗，建筑的設(shè)計(jì)人員將許多新產(chǎn)品、新技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)工作中，對(duì)玻璃幕墻和門窗系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。首先，防輻射和保溫功能有所提升；其次，結(jié)構(gòu)形式方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)、斷橋技術(shù)以及新材料的使用讓系統(tǒng)氣密性和熱工性有所改善，進(jìn)而更好的完成其過濾使命，將外部環(huán)境和建筑內(nèi)部環(huán)境隔離開來；最后，多元化的幕墻設(shè)計(jì)能夠?qū)υ蟹雷o(hù)水平進(jìn)行提升，同時(shí)可以提升內(nèi)部環(huán)境品質(zhì)，減少空氣凈化裝置運(yùn)行等方面

8、的能源消耗。在外維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)積極考慮自然通風(fēng)設(shè)計(jì)，通過對(duì)自然通風(fēng)的有效利用能夠減少室內(nèi)環(huán)境的空氣污染，內(nèi)部熱環(huán)境可以得到改善，為人們帶來更好的使用體驗(yàn)，同時(shí)此項(xiàng)設(shè)計(jì)能夠減少空調(diào)類裝置的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)而減少能源的浪費(fèi)。盡管如此，現(xiàn)行國(guó)內(nèi)超低能耗建筑設(shè)計(jì)理念對(duì)玻璃幕墻的使用依然持謹(jǐn)慎態(tài)度。綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，對(duì)于建筑，如經(jīng)過優(yōu)化之后的建筑窗墻比都低于0.5者，可直接得分。這其中是有所平衡的，一方面鼓勵(lì)減少對(duì)透明幕墻或窗得設(shè)置，另一方面窗同時(shí)也承擔(dān)了室內(nèi)自然光及視野的作用，過分減少窗同樣不利于室內(nèi)照明及使用者舒適度，此條文在于提醒設(shè)計(jì)師避免過度追求純玻璃幕墻得外觀效果。此外，外維護(hù)結(jié)構(gòu)熱工

9、性能指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也是得分項(xiàng)，外遮陽(yáng)系數(shù)、傳熱系數(shù)都有較高要求，如按三星級(jí)為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的話則要求更高，傳統(tǒng)玻璃幕墻顯然難以滿足，需要增加可控制外遮陽(yáng)或中置百葉。改善建筑的室內(nèi)環(huán)境，需結(jié)合地區(qū)的地理氣候特點(diǎn)，將建筑能耗控制在一定范圍內(nèi)。超低能耗建筑設(shè)計(jì)理念鼓勵(lì)設(shè)計(jì)師們摒除對(duì)建筑設(shè)計(jì)外觀效果的不合理追求，減少對(duì)熱工性能相對(duì)較差的玻璃幕墻及對(duì)資源產(chǎn)生浪費(fèi)的純裝飾構(gòu)件的依賴，令建筑外觀效果與超低能耗設(shè)計(jì)相輔相成。3.3 建筑中室內(nèi)聲光環(huán)境系統(tǒng)的超低能耗設(shè)計(jì)。建筑需要一個(gè)良好的光環(huán)境，傳統(tǒng)建筑中在該部分需要消耗大量的能源，為緩解能源緊張的現(xiàn)狀，需要對(duì)聲光環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)。當(dāng)前市場(chǎng)條件下，LED產(chǎn)品技術(shù)日趨成熟，其在光效、使用壽命及顯色性等方面均比傳統(tǒng)燈具有更優(yōu)表現(xiàn)，因而逐步取代傳統(tǒng)光源成為主流。當(dāng)然LED燈具也存在一定的問題，如成本較高，色溫不完全穩(wěn)定且市場(chǎng)上產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊等，這就對(duì)設(shè)計(jì)師在燈具選型及使用方面提出了更高的要求。同時(shí)，自然光依然是不可替代的最佳室內(nèi)光源，建筑往往進(jìn)深較大，且不乏地下室，設(shè)計(jì)師應(yīng)積極尋求引入自然光的策略。下沉庭院、采光天窗、或采用導(dǎo)光板等，都有助于改善這類空間的整體光效果，營(yíng)造自然舒適的室內(nèi)光環(huán)境。結(jié)束語(yǔ)超低能耗建筑設(shè)計(jì)是針對(duì)傳統(tǒng)建筑高能耗的特點(diǎn)所發(fā)展起來的一種建筑設(shè)