淺談建筑規劃設計及使用中的節能技術

摘要：現代技術的飛速進步帶動建筑的高度發展，提高建筑使用過程中的能源利用效率，是當今建筑發展嚴峻而急迫的課題。節能建筑設計必須從選址、區域規劃開始著手。本文談談建筑規劃設計、建筑構造以及在使用過程中的節能技術。

關鍵詞：建筑節能；規劃設計；使用

建筑節能要做到兩個方面，一是“開源”：從環境中獲得廉價的自然能源（熱能或冷能）；二是“節流”：加強建筑圍護體的保溫性能。要達到這兩個目的，建筑就必須采用諸多的節能技術、措施。建筑規劃設計是建筑節能的一個重要手段，規劃設計應從分析地區氣候條件著手，將設計與建筑技術和自然能源條件進行有效的結合，使建筑在冬季最大限度地利用自然能采暖，夏季最大限度利用自然資源降溫。

1 建筑規劃設計與節能

1.1 建筑的選址

建筑居住建筑的選址布局對節能影響是十分大的，建筑所處位置的地形地貌將直接影響建筑室內外熱工環境和建筑耗熱的大小，選址時建筑不宜布置在山谷、洼地、溝底等凹形地形地域。這主要是考慮在冬季對建筑物會產生的“霜洞”效應。此時，建筑物的底層或半地下室的層面如要保持所需的室內溫度，所耗的能量將會增加。在江河湖泊豐富的地區，因地勢表面植被覆蓋的不同，在太陽輻射作用下，產生“水陸風”形成氣流運動，在建筑內形成穿堂風，對改善夏季熱環境，節約空調能耗是非常有利的。此外，建筑室外地面綠化覆蓋率，對小氣候環境影響也是很明顯的。事實證明，植被覆蓋多，嚴格控制建筑密度，城市“熱島效應”相對會減弱，居住區熱濕環境會得到改善。

1.2 向陽，通風及避風

太陽對人類生活、工作有著不可替代的作用，居住建筑設計應從以下幾個方面爭取最佳日照。

（1）居住建筑的基地應選擇向陽且冬季避風的地段。冷空氣對建筑物圍護體系的風壓及冷風滲透均會對建筑物冬季防寒保溫帶來不利的影響，在嚴寒地區尤為突出。

（2）注意選擇建筑最佳朝向。正確選擇居住建筑的朝向對建筑的采光和節能有著很重要的意義。影響規劃設計建筑朝向的因素很多，例如：地理緯度、氣候特征、用地環境條件等。加上小區內自然通風的組織及道路布局的影響會使“良好朝向”或“最佳朝向”的范圍成為一個相對的提法。日照與通風是評價住宅節能環境的重要標準；此外，選擇朝向對居室獲得的紫外線量應給予重視，這是評價居室衛生條件的必要因素。因此我們通常選擇冷月(冬季)有較長日照時間和較多日照面積(住宅墻上的受日照面積)，熱月(夏季)有較少日照和最少日照面積的朝向。在實際的運用中根據太陽輻射及日照已將住宅的朝向基本確定以后，再進一步核實季節的主導風向，往往會出現主導風向與日照朝向有一個夾角的現象。一般情況下，單幢的住宅垂直于主導風向是好的，但整個建筑群體這樣組合在一起并不有利，因此，希望調得一個角度以使各排住宅都能獲得比較滿意的通風條件。

（3）選擇滿足日照要求，且不受周圍其他建筑與地形嚴重遮擋的基地。利用住宅建筑群合理布局爭取日照。住宅組團中各住宅形狀布局走向都會產生不同的陰影區，隨著緯度的增加建筑后部的陰影區范圍也增大，所以在規劃總平面時，應取各種布局中最好的日照布局。一般居住建筑組團平面布局有行列式、錯列式、周邊式、混合式、自由式等，它們都有各自特點。“行列式”是采用最廣泛最有效得到最好建筑朝向的形式。“錯列式”是“行列式”的一種變形，布局時可以避免“風影效應”，利用山墻間的空間爭取到更多的日照時間。“周邊式”的布局，在北方寒冷地區用得較多，布局合理，可以阻擋冬季的寒風，爭取較多的日照，在街坊內部空間可形成較好的微氣候，有利于節能；但這種布局不適合炎熱的南方，因為對自然通風不利，有的居室得不到良好的朝向，反而造成能源消耗大。“混合式”是行列式和部分周邊式組合，這種方式吸取了周邊式與行列式日照通風的優點，是一種較好的建筑群組團方式。“自由式”是當地形復雜時，建筑群能密切結合地形因地制宜的布置形式。它便于采用多種平面形式，高低、長短、板式、點式不同型體組合，爭取到好的朝向，創造日照及自然通風的有利條件。利用建筑布局要使建筑空間獲得一個良好的外部微氣候環境界面，在北方寒冷雪天較多的地區，建筑布局要盡可能使道路平行于當地冬季主導風向，這樣有利于避免積雪，改善建筑外部不利的微氣候條件。在將高度相似的建筑行列式排列時應注意“風漏斗”現象的產生。當寬度是其高度2至3倍時，這種組合排列建筑間其風速可提高30%左右，將加速建筑熱損失，這在寒冷采暖地區是很不利的，但若是在南方炎熱地區這種布局又可能對自然通風帶來一定的好處。它改善了建筑外部微氣候的環境條件。

2 建筑構造中和使用中的節能技術

改善建筑的隔熱保溫性能是公認的建筑節能的主要技術，提高隔熱保溫性能則有以下方式：（1）墻體的隔熱保溫：改善改進墻體應用的建筑材料和建筑產品。在節能的前提下，應采用復合墻體代替以往的粘土磚或鋼筋混凝土作墻體，這樣既提高隔熱保溫效果，又能節約能源和土地。（2）門窗的隔熱保溫：采用先進的門窗產品及適當的窗墻比。建筑節能中，改善門窗的密閉性防止空氣滲透，這也是建筑節能的重要方面。目前主要解決辦法是：限制窗墻面積比，控制開窗面積，但這種方法僅適合于對于天然采光要求不高的建筑，應用范圍受限制；提高窗的密封性，減少空氣滲透而導致的熱量交換；改善窗的保溫性能和透光性，控制入射光強度。可用雙層玻璃窗、中空隔熱玻璃、吸熱玻璃、防曬玻璃、熱反射玻璃等；改進窗框材料：采用密閉性更好、更容易加工的窗框材料。推廣塑鋼門窗及其他密閉性更好的窗框材料。（3）屋頂的隔熱保溫，可采取多種措施，例如：架空板隔熱（架空層高度應在一定范圍內才能達到一定效果，這種辦法在南方地區常見）；鋪設高效隔熱層（可采用鋁箔等高防輻射的材料鋪設）；屋頂水池或定時噴水系統。這種方式對屋頂結構防水要求高一些，又有一些特殊構造。屋頂綠化，這種方式主要是從結構，防水構造等節點去解決。

在國內大多數地區，空調大量被應用，空調通風、送風過程中的節能也是要注意的重要方面。注意維護保持冷空間環境，控制熱空氣與室內冷空氣的交換。可以采用南向植樹，設遮陽板，墻面立體綠化等措施。同時也要讓室內產生的熱量迅速排除到室外．采用高效節能的空調設備。我國目前空調設備比較落后，很多是高耗能設備，致冷效率低。這也是夏季能量浪費的主要原因。要注意建筑物的通風。盡量利用自然通風，在日平均氣溫低于30℃，人感覺舒適時應考慮盡量使用自然通風。研究表明，除了影響人體熱舒適的六大參數-空氣溫度、空氣流速、平均輻射溫度、相對濕度、人體活動強度以外，室內相對風流、豎直溫差、及輻射的不對稱性均會影響到人體的熱舒適度。基于這些原因，人還是在自然通風時感覺最舒適。故無論是從人的舒適度，還是滿足節能要求而講，盡量利用自然風也是可行和必須的。此外，有些地區日照時間長，建筑物設計中應盡可能利用白晝自然光，這不但有利于節能，還有利于人類心理環境感覺舒適，燈具應改進聲控燈具，為高效節能燈，從而使綠色照明工程順利得以實現。

參考文獻

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