建筑節能設計及其應用研究

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引言

能源是經濟社會發展和提高人民生活水平的重要物質基礎。隨著經濟的日益快速發展，世界各國對資源的依賴性越來越強。我國目前正處在經濟結構、城市化進程、居民消費結構發生顯著變化階段，能源消費快速增長，使得能源供需不平衡狀況日漸突出。我國人口眾多，人均資源較少，能源利用率低等原因，使我國的能源問題已迫在眉睫。由此可見，建筑節能與提高能源利用率，是我國城市建設發展中所面臨的重要課題。

1 我國建筑節能現狀分析

1.1 資源利用率低，能耗較高

我國能源資源匱乏，建筑產業能源利用率低且浪費嚴重，導致建筑能耗比重加大。建筑節能理念在我國興起時間較短，居民節能意識淡薄，一些規劃設計缺乏節能意識，進一步加劇了能源消耗。

1.2 技術優化缺乏體系化管理

建筑節能產業涉及各專業學科，交叉學科之間存在盲區，其相關標準技術內容未進行系統化整合，不能充分利用各專業技術，有待進一步銜接與完善。

2 建筑節能的重要性

生態建筑學作為一門學科，發展至今約40年的歷史。生態建筑，即用生態學的觀點與思維方式解析建筑與環境之間的關系，通過對建筑及其所處環境的相關因素的組織、設計，使能源在建筑和環境中循環轉換，從而獲得節能無污染的建筑環境。與之相關的概念有“綠色建筑”、“可持續發展建筑”等。

目前，我國建筑產業的粗放型發展模式制約了經濟發展，與此同時也影響了生態的平衡。隨著可持續理念逐漸的普及的日益普及，高效節能無污染的生態建筑不斷涌現。由于世界各國的經濟發展與科技水平，地理環境狀況等多重因素，導致生態建筑在各個國家應用技術不同。由于生態建筑的前景可觀，大量學者專家進行了研究并投入實踐，取得了一定成果，生態建筑理念的提出為建筑業的發展提供了新的思路。

3 生態建筑的能量利用

我國的建筑中需要的能量主要是電能和熱能，電能是市政線路供電，熱能是采暖所需的暖氣和做飯所需的煤氣、天然氣、或石油液化氣。電力來自水利或者火力核能發電，而火力發電需要耗費大量的煤和天然氣，這些能源都是不可再生資源，而且這些能量在加工過程中產生大量的污染物，如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物和粉塵懸浮物等。

這些排放物嚴重破壞了我們的生存環境，由此可見，我們在建筑設計中，在節約使用不可再生資源的同時應重視開發、利用新能源利用。目前，應用于生態建筑中的可再生能源有風能、太陽能、地熱能等，其中太陽能的應用最為廣泛，技術也較成熟。

4 生態建筑的保溫與隔熱

合理的建筑形體有利于生態建筑的節能，為了減小建筑體型系數，建筑物的造型宜簡潔、完整，盡量避免復雜的輪廓線。為減少建筑冬季室內大量熱損失，設計中通常采用體形系數較小的形式，例如立方體。為最大限度的吸收太陽輻射熱能，建筑形體應該在東南、西南方向暴露較大的面積。建筑外墻、屋面結構等直接接觸室外的樓板，不需要采暖地下室上面的樓板、樓梯的隔墻等圍護結構應通過保溫驗算，保證其不低于所在地區要求的最小傳熱阻。在嚴寒地區居住建筑底層地面周邊一定范圍內應采取有效的保溫措施。

5 建筑的自然采光與通風

在進行建筑節能設計時，要充分考慮建筑的自然采光與通風。生活中，一方面可利用先進的技術手段將太陽能、風能等自然能源進行轉化，為建筑提供取暖、制冷和生活熱水等；另一方面必須強調自然通風，自然通風不消耗不可再生能源，而且有利于人體健康。由此可見，建筑師在進行建筑節能設計時，應將建筑盡可能地與周圍氣候條件、地形、地質狀況等自然條件有機相互結合，實現自然采光與通風，減少人工照明與機械通風，進而減少能量的損耗。在熱帶地區，還應注意主導風向，同時配以可調節的百葉或氣窗控制室內氣流，此外，建筑物進深的控制也有利于自然采光、通風。

6 建筑材料選擇

建筑工程中的材料費用占工程總造價的比重較大，因此材料的選擇、使用及管理，對工程成本控制很大。合理的選擇建筑材料，對于節約建設成本，保證國民經濟的健康發展，具有重要的社會效益。目前，生態環境材料的定義仍在研究確定之中。其主要特征首先是節約資源和能源；其次是減少環境污染，避免溫室效應；第三是容易回收和循環利用。生態建筑材料指在材料的生產、使用、廢棄和再生循環過程中以與生態環境相協調，滿足最少資源和能源消耗，最小或無環境污染，最佳使用性能，最高循環再利用的建筑材料。

建筑材料按分類方法包括結構材料與功能材料，傳統材料與新型材料。結構材料是以力學性能為基礎，制造受力構件所用材料，結構材料對物理或化學性能有一定的要求，如光澤、抗輻照、抗腐蝕、熱導率等。功能材料則主要是利用物質的獨特物理、化學性質或生物功能等而形成的一類材料。一種材料往往既是結構材料又是功能材料，如鐵、銅、鋁等。傳統材料是指那些已經成熟且在工業中已批量生產并大量應用的材料，如鋼鐵、水泥、塑料等。這類材料由于其量大、產值高、涉及面廣泛，又是很多支柱產業的基礎，所以又稱為基礎材料。新型材料是指那些正在發展，且具有優異性能和應用前景的一類材料。新型材料與傳統材料之間并沒有明顯的界限，傳統材料通過采用新技術，提高技術含量，提高性能，大幅度增加附加值而成為新型材料；新材料在經過長期生產與應用之后也就成為傳統材料。傳統材料是發展新材料和高技術的基礎，而新型材料又往往能推動傳統材料的進一步發展。

7 建筑節能措施與對策

7.1 建立健全建筑節能政策與法規

我們要通過制定建筑節能規劃，①建立以經濟激勵政策為主體的建筑節能政策體系，積極推動供熱體制改革工作；②建立以《國務院建筑節能管理條例》為主體的建筑節能法規體系，加快建筑節能設計、竣工驗收標準的編制工作；③建立有效的建筑節能行政監管體系和運轉高效的工作體系，加強對民用建筑工程項目設計、施工過程中建筑節能標準執行的市場監管。

7.2 建立能耗統計制度

建筑能耗統計屬于能源統計范疇，目前，我國的能源統計主要是對工業能源的統計，建筑產業能耗的統計作為能源統計中的消費環節，長期被分割混雜于能源消耗的各個領域。與此同時，我國的相關法律、法規對建筑產業能耗統計其責任主體的相關責任沒有明確的法律規定，從而導致建筑能耗統計工作地可操作性不強。綜上可見，目前我國的能耗統計中，缺乏與建筑產業能耗統計相關的制度，不能保證相關決策部門及時準確掌握建筑能耗信息。

7.3 加大科研力度

科學技術是第一生產力，我們應對科技力量進行有效地整合，充分發揮各專業、相關學科及部門等高科技研究團體，以增強建筑節能的科技含量，達到節能效果，提高建筑以及施工單位的節能意識，也有助于減少能源的消耗，從而實現能源利用的健康發展。

7.4 建立渠道加強合作

充分利用國際資源，加強我國建筑產業節能和建設領域資源節約的技術與管理水平，在做好現有項目的基礎上繼續拓展合作領域，全面開展新的合作項目，以建筑節能為突破口，全面帶動建設節能工作，逐步形成以綠色建筑為特征的建筑模式，并推動城鄉建設的可持續發展，包括可持續的城市基礎設施服務供應體系等。

8 結 語

中國建筑業目前正處在由數量型向質量型轉變的關鍵時刻，建設生態建筑是建筑品質提升的重要標志，也是中國建筑業轉向可繼續發展的綠色道路的一個重要切入點。建設生態建筑意味著從建筑材料的生產建筑規劃、建筑設計、建筑施工以及建成后使用管理的每個環節都將發生一系列以保護環境，節約資源，促進生態平衡為內容的深刻變革。在某種程度上，這場變革將圍繞著生態建筑的興起而展開，在新世紀，中國建筑傳統的高能耗、高污染的老模式應該有所改變，大力發展建設生態建筑是中國建筑發展的必由之路。

與此同時，建筑的發展不能以生態環境的破壞為代價，應將優先考慮生態環境。建筑設計師不僅要考慮建筑的形體美，還必須注重先進科學技術的應用，從生態學的角度探索建筑的美，在努力創造人造環境與自然環境和諧的同時，創造一個可持續發展的宜居建筑環境。