闡述建筑設計與建筑節(jié)能

1、闡述建筑設計與建筑節(jié)能摘要:結合作者多年工作經(jīng)歷，從建筑的整體及外部環(huán)境、單體設計、圍護構造的整體及細部構造設計等方面淺談了如何在建筑設計中落實建筑節(jié)能觀，可供同行借鑒參考。關鍵詞:建筑節(jié)能節(jié)能設計建筑設計一、建筑節(jié)能的重要性目前世界范圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源日趨枯竭，人類將不得不轉向本錢較高的生物能、水利、地熱、風力、太陽能和核能，而我國的能源問題更加嚴重。我國能源開展主要存在四大問題：人均能源擁有量、儲藏量低；能源構造仍然以煤為主，約占75%。全國年耗煤量已超過13億噸；能源資源分布不均，主要表如今經(jīng)濟興旺地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供給缺乏，造成北煤南運、西氣東送、西電東送；能源

2、利用效率低，能源終端利用效率僅為33%，比興旺國家低10%。隨著城市建立的高速開展，我國的建筑能耗逐年大幅度上升，已達全社會能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料消費能耗約13%，建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現(xiàn)有建筑面積為400億2，絕大局部為高能耗建筑，且每年新建建筑近20億2，其中95%以上仍是高能耗建筑。假如我國繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能程度較低的設計標準，將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的宏大負擔。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。全面的建筑節(jié)能有利于從根本上促進能源資源節(jié)約和合理利用，緩解我國能源資源供給與經(jīng)濟社會開展的矛盾；有利于加快開展循環(huán)經(jīng)濟，實

3、現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)開展；有利于長遠地保障國家能源平安、保護環(huán)境、進步人民群眾生活質量、貫徹落實科學開展觀。二、全面的建筑節(jié)能的涵義全面的建筑節(jié)能，就是建筑全壽命過程中每一個環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設計、建造和使用過程中，通過采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設備，執(zhí)行建筑節(jié)能標準，加強建筑物所使用的節(jié)能設備的運行管理，合理設計建筑圍護構造的熱工性能，進步采暖、制冷、照明、通風、給排水和管道系統(tǒng)的運行效率，以及利用可再生能源，在保證建筑物使用功能和室內熱環(huán)境質量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源。全面的建筑節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，必須由國家立法、政府主導，對建筑節(jié)能作出全面的、

4、明確的政策規(guī)定，并由政府相關部門按照國家的節(jié)能政策，制定全面的建筑節(jié)能標準；要真正做到全面的建筑節(jié)能，還須由設計、施工、各級監(jiān)視管理部門、開發(fā)商、運行管理部門、用戶等各個環(huán)節(jié)，嚴格按照國家的節(jié)能政策和節(jié)能標準的規(guī)定，全面地貫徹執(zhí)行各項節(jié)能措施，從而使每一位公民真正樹立起全面的建筑節(jié)能觀，將建筑節(jié)能真正落到實處。三、在建筑設計中貫徹落實全面的建筑節(jié)能建筑設計是全面的建筑節(jié)能中一個很重要的環(huán)節(jié)，有利于從源頭上杜絕能源的浪費。1.整體及外部環(huán)境的節(jié)能設計建筑整體及外部環(huán)境設計是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的根底上，通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設計，使建筑獲得一個良好的外部微氣候環(huán)境，到達節(jié)能降

5、耗的目的。1合理選址建筑選址主要是根據(jù)當?shù)氐臍夂?、土質、水質、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中，既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境，為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件，同時又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。2合理的外部環(huán)境設計在建筑位址確定之后，應研究其微氣候特征。根據(jù)建筑功能的需求，應通過合理的外部環(huán)境設計來改善既有的微氣候環(huán)境，創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境，主要方法為:在建筑周圍合理布置樹木、植被，既可有效地遮擋風沙、凈化空氣，還能遮陽、降噪，從而減少空調能耗；創(chuàng)造人工自然環(huán)境，如在建筑附近設置水面，利用水來平衡環(huán)境溫度、降風沙及搜集雨水等作用。3合理的規(guī)劃和體型設計合理的建筑規(guī)劃

6、和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面確實定。像蒙古包的圓形平面，圓錐形屋頂能有效地適應草原的惡劣氣候，起到減少建筑的散熱面積、抵抗風沙的效果；對于沿海濕熱地區(qū)，引入自然通風對節(jié)能非常重要，在規(guī)劃布局上，可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓，即使在無風時也能形成通風，在建筑體型設計上形成風洞，使自然風在其中盤旋得到極好的通風效果，到達節(jié)能的目的。日照及朝向選擇的原那么是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向，夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素，建筑受到社會歷史文化、地

7、形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約，要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的，因此，只能權衡各個因素之間的得失，找到一個平衡點，選擇出這一地區(qū)建筑的最正確朝向和較好朝向，盡量防止東西向日曬。2.單體的節(jié)能設計單體的節(jié)能設計，主要是通過對建筑各局部的節(jié)能構造設計、建筑內部空間的合理分隔設計，以及一些新型建筑節(jié)能材料和設備的設計與選擇等，來更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件，以到達節(jié)能和改善室內微氣候環(huán)境的效果。1建筑各部位的節(jié)能構造設計建筑各部位的節(jié)能構造設計，主要是在滿足其作為建筑的根本組成局部的要求之外，通過對建筑各部位(屋頂、樓板、墻體、門窗、梁柱等)的造型、構造、材料等方面

8、加以進一步優(yōu)化設計，充分利用建筑建筑材料自身特性的有利條件，減少能耗和改善室內微氣候環(huán)境，從而到達節(jié)能的效果。詳細有以下五個方面：1)屋頂?shù)墓?jié)能設計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要局部，也是建筑室內與外部空間能量發(fā)生交換，造成室內能量損失的主要部位之一。我們通常主要采取以下節(jié)能措施:采用坡屋頂；屋面設保溫層；根據(jù)不同地區(qū)需要，設置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。2)樓板的節(jié)能設計。主要是利用其構造中空空間，以及對房間頂板的吊頂造型加以設計利用。如將循環(huán)水管布置預制樓板的中空孔中或現(xiàn)澆板面上，夏季可以利用冷水循環(huán)降低室內溫度，冬季利用熱水循環(huán)取暖。3)建筑外圍墻體的節(jié)能

9、設計。墻體是建筑室內與外部空間接觸面積很大，容易造成室內能量損失的部位。墻體的節(jié)能設計，除了適應不同地區(qū)的氣候條件，正常做好墻體保溫、防潮、隔熱等措施以外，還應表達在改善微氣候環(huán)境條件的特殊構造上，如寒冷地區(qū)的夾心墻體設計、被動式太陽房中各種蓄熱墻體(如水墻)設計以及國外較多采用的導風墻體設計。如，在馬來西亞，楊經(jīng)文設計的檳榔嶼州ennaruUn大廈外墻中，那么外加了一種捕風墻的特殊構造設計，在建筑兩側設陽臺開口，開口兩側外墻上布置兩片擋風墻，使兩通風墻形成喇叭狀的口袋，將風捕捉到陽臺內，然后通過陽臺門的開口大小控制進風量，形成空氣鎖，可以有效地控制室內通風。4)建筑門窗的節(jié)能設計。據(jù)統(tǒng)計資料

10、，在我國既有的高耗能建筑中有40%的耗能是通過門窗散失的。因此，解決好門窗節(jié)能的問題相當重要。門窗的節(jié)能設計主要考慮以下幾個方面:控制建筑不同朝向的窗墻面積比，從而減少不利朝向外窗的能量損失。如在寒冷地區(qū)，盡量減少北向開窗面積可以有效減少建筑冬季能耗損失；設置各種形式的外遮陽：我國節(jié)能標準中規(guī)定，夏熱冬暖地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)中，夏季制冷負荷大的建筑的外窗(包括透明幕墻)宜設置外部遮陽；設置外遮陽后，建筑的夏季制冷能耗會有比擬明顯的降低合理地組織門窗的通風換氣，盡量采用自然通風，少用、不用空調通風；嚴寒、寒冷地區(qū)建筑的外門宜設門斗或采取其它減少冷風浸透的措施，其它地區(qū)建筑外門也應采取保溫隔熱節(jié)能措

11、施；選擇節(jié)能性能高的建筑門窗和幕墻：建筑門窗和建筑幕墻要改變消極保溫隔熱的單一節(jié)能觀念，把節(jié)能和合理利用太陽能、地下熱(水)能、風能結合起來，積極選擇節(jié)能和用能(利用太陽能、冷能、風能、地熱能)相結合的門窗及幕墻產(chǎn)品。5)建筑物圍護構造細部的節(jié)能設計。細部的節(jié)能設計對于建筑物的整體節(jié)能也非常重要，應從以下各部位著手:熱橋部位應采取可靠的保溫與斷橋措施，熱橋部位主要指建筑外維護構造中熱量傳遞較快的鋼筋混凝土梁、柱、架空樓板等部位；外墻出挑構件及附墻部件，如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施；窗口外側四周墻面應進展保溫處理；門、窗框與墻體之

12、間的縫隙，應采用高效保溫材料填堵；門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙，宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封，防止不同材料界面開裂，影響門、窗的熱工性能；采用全玻璃幕墻時，隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙，應填充保溫材料。2合理的建筑空間設計合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下，對建筑空間進展合理分隔(平面分隔和豎向分隔)，以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件，到達節(jié)能目的。如在北方寒冷地區(qū)的住宅設計中，就經(jīng)常將使用頻率較少的房間如廚房、餐廳、次臥室等房間布置在北側，形成對北側寒冷空氣的溫度阻尼區(qū)，從而到達節(jié)能及保證使用頻率較多房間的舒適度的目的；在有采暖空調房間的建筑里，盡量將采暖空調房間

13、集中布置，以防止在采暖空調房間與非采暖空調房間之間發(fā)生大面積的能量交換，造成大量能量浪費。國外，在印度柯里亞的管式住宅及干城章嘉公寓樓的設計中，設計師通過對不同需求空間的豎向分隔，到達了極佳的通風降溫效果。3.選用建筑節(jié)能材料合理選用建筑節(jié)能材料也是全面實現(xiàn)建筑節(jié)能的一個重要方面。建筑材料的選擇應遵循安康、高效、經(jīng)濟、節(jié)能的原那么。一方面，隨著科技的開展，大量的新型高效材料會不斷被研制出來并應用到建筑設計中去，更好地起到了節(jié)能作用。如新型保溫材料、防水材料在墻體、屋面構造中的應用，到達了更好的保溫防潮效果；新型隔熱玻璃和框體材料在建筑外門窗中的應用，起到了更好的隔熱降耗效果；采用可調節(jié)的鋁材遮

14、陽板，到達遮陽的目的。另一方面，要結合當?shù)氐膶嶋H情況，開掘出一些地方節(jié)能材料，更好地應用到建筑節(jié)能中去。4.建筑設計中應加強建筑節(jié)能方面的認識和學習1深入認識是建筑師做好節(jié)能設計的保證當前，很多建筑師對建筑節(jié)能對于我們國家經(jīng)濟建立的重大意義理解不夠，對建筑節(jié)能技術的理解跟不上時代開展，以致于不能把節(jié)能設計完全有效的做好，只是設計時套用標準圖，造成設計中被動應付節(jié)能設計審查的場面，節(jié)能設計缺乏主動性。所以政府主管部門應加強對建筑節(jié)能方面的宣傳力度，加強對建筑師的培訓教育工作，使他們在思想上有個根本轉變，使建筑節(jié)能設計變被動為主動。2學習建筑節(jié)能新理念推行節(jié)能理念，我們的眼睛不僅要向外看，引進學習國外先進節(jié)能技術，而且更要學會向內看，從傳統(tǒng)建筑形式、風格中學習節(jié)能方法。強調建筑節(jié)能開展的民族性、地域性應該是當代建筑師們的共同理念。中國傳統(tǒng)民居都蘊含了豐富的節(jié)能理念，是我們國家古已有之的節(jié)能典范。京津地區(qū)的四合院以房子包圍院子的建筑方式，有效地減少了冷空氣入侵，符合京津一帶夏季炎熱，冬季嚴寒的氣候特點。桂北風格的吊腳樓，橫梁對穿，上鋪木板呈懸空閣樓，繞樓三面有懸空的走廊，廊沿裝有木欄扶手，符合南方夏季炎熱、濕度大、空氣流通需求量高的特點。其他如嶺南風格的騎樓長街、陜北風格的窯洞、草原風格的蒙古包等，它們的建筑形式和用料都能帶給建筑師們以無窮的啟示。因此，可以說，中國傳統(tǒng)民居都是在與周