淺談建筑設計與建筑節(jié)能

【摘 要】近二三十年來，在世界建筑發(fā)展的大潮流中，人們可以明顯看出，建筑節(jié)能是其中的一個極為重要的熱點，是建筑技術進步的一個重大標志，也是建筑界實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個關鍵環(huán)節(jié)。各發(fā)達國家為此已經(jīng)進行了長久的努力，井取得了十分豐碩的成果。本文結(jié)合我國發(fā)展的實際情況，對建筑設計與建筑節(jié)能等相關問題進行分析與探討。

【關鍵詞】建筑；設計；節(jié)能

我國是世界上每年新建建筑量最大的國家，每年20億平方米新建面積，相當于消耗了全世界40%的水泥和鋼材，同時每年產(chǎn)生數(shù)以億計的建筑垃圾，給中國乃至世界帶來巨大的威脅。針對目前節(jié)能熱不斷升溫，建筑節(jié)能源潮正在以現(xiàn)代新技術為基礎興起，怎樣通過建筑設計達成建筑節(jié)能呢？

一些國家在其發(fā)展的長過程中，曾經(jīng)無節(jié)制地使用能源，但到了本世紀七八十年代，先是石油大幅度漲價，遭受到能源危機的嚴重打擊，由此掀起了節(jié)能的高潮；接著又發(fā)現(xiàn)地球大氣環(huán)境正在因此加劇破壞，人們這才痛苦地了解到，工業(yè)化給人們帶來舒適和歡樂的同時，還在給人類帶來苦果。這個環(huán)境問題不僅是工業(yè)污染造成的，高耗能建筑也正在造成嚴重的環(huán)境污染。由于建筑用能數(shù)量巨大，以及其對環(huán)境的重大影響，建筑節(jié)能事業(yè)就在世界上蓬勃興起，成為大家共同關注的熱點問題。

1 建筑設計與建筑節(jié)能

住宅建筑設計中的生態(tài)平衡、環(huán)境保護與節(jié)省能源不是孤立的，也不是矛盾的，而是相互影響和聯(lián)系的。人類可以自主建造舒適的建筑內(nèi)部環(huán)境，但人工化的舒適通常依賴于照明、空調(diào)和通風等高耗能設施，且舒適度的提高又往往以耗能的增加為前提條件，這種發(fā)展模式帶來了當前環(huán)境和能源危機，進而威脅到人類自身的生存發(fā)展與安全保障。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展、城市化進程的加快、城市居民生活水平的提高，建筑耗能占整個能源消費總量的比重不斷上升，每年由于新建和改建建筑，消耗大量能源，帶來環(huán)境的惡化。同時在建設過程中還存在水污染嚴重、土地資源利用率低、建筑耗材高等嚴重問題。如不注意防止水、土和空氣的污染，綠化與水面嚴重不足、空氣污濁、氣溫升高、能耗劇增。自然環(huán)境的日趨惡化，結(jié)果是建筑系統(tǒng)內(nèi)和建筑系統(tǒng)外的物質(zhì)良性循環(huán)與能量的良性轉(zhuǎn)換受到嚴重破壞，也就是生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞。居住區(qū)中的氣候設計，不僅僅是一個充分利用自然能源、減少再生能源消耗的問題，也是一個直接處理人與自然的關系問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是本世紀人類所面對的巨大挑戰(zhàn)。

經(jīng)濟的發(fā)展，依賴于能源的發(fā)展，要能源提供動力。“八五”期間，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值平均年增長1l.8%，而一次商品能源平均年增長才3.6%，今后能源生產(chǎn)的增長速度還將長期滯后于生產(chǎn)總值的增長速度，由此可見，能源短缺對于我國經(jīng)濟的發(fā)展是一個根本性的制約因素，國家經(jīng)濟要發(fā)展，就非依賴于節(jié)能不可。從能源資源條件看，我國煤炭和水力資源比較豐富，但煤炭的經(jīng)濟可采儲量和可開發(fā)的水電量按人均水平，均低于世界人均水平的一半，至于石油和天然氣就更少了。如果我們繼續(xù)不斷揮霍自然資源，竭澤而漁，勢必貽患子孫。為了后代可持續(xù)利用國家的能源儲藏，我們現(xiàn)在就必須節(jié)約能源。

近十幾年來，世界上越來越關心燃燒礦物燃料所產(chǎn)生的污染問題，各發(fā)達國家的節(jié)能政策，也是以減少燃料燃燒的排放物為明確的目標。其原因是，人們已經(jīng)認識到，所排放的顆粒物以及碳和氮的氧化物會危害人體健康，并造成環(huán)境酸化，而造成的二氧化碳積累，將導致地球氣候產(chǎn)生重大變化。如水旱災害更加頻繁和猛烈，海平面升高使一些島國被淹沒，颶風愈加兇猛并向高緯度擴展，大量物種迅速滅絕等等，從而使人類生存面臨重大危機。特別是我國，煤炭占能源消費總量的3/4左右，造成的大氣污染主要受煤煙型污染。隨著城鎮(zhèn)建筑的迅速發(fā)展，采暖和空調(diào)建筑、生活和生產(chǎn)用能日益增加，向大氣排放的污染物急劇增長，環(huán)境形勢十分嚴峻。大氣污染以煤煙為主，以塵和酸雨的危害最大，建筑采暖和炊事用能是造成大氣污染的兩個主要因素。幾個大氣污染指標，如總懸浮顆粒、降塵、二氧化碳和氮氧化物，北方城市高于南方城市，采暖期重于非采暖期。一些城市如重慶、蘭州，沈陽、北京等地，空氣污染情況嚴重。上述污染物是許多疾病的致病因素，對居民健康造成嚴重危害。我國排放的二氧化碳已占世界第二位，建筑用能的二氧化碳排放量占到全國用能排放最的1/4，隨著建筑物的大量建造，情況可能還會進一步惡化，前景確實令人擔憂。

隨著現(xiàn)代化建設的發(fā)展和人民生活水平的提高，舒適的建筑熱環(huán)境日益成為人們生活的需要。在發(fā)達國家，適宜的室溫已成了一種基本需要，他們通過越來越有效地利用好能源，滿足這種需要，無論是冬天還是夏天。在我國，這種需要也在日益迫切，這與我國大部分地區(qū)冬冷夏熱的氣候特點關系很大。與世界同緯度地區(qū)相比，1月平均氣溫我國東北要低14～18℃，黃河中下游要低10～14℃，長江以南要低8～10℃，東部沿海要低5℃左右；而7月平均氣溫，我國絕大部分地區(qū)卻要比同緯度地區(qū)高出1.3～2.5℃。加之，熱天整個東部地區(qū)溫度均高，冷天東南地區(qū)仍保持高濕度。因此，夏天悶熱，冬天潮涼，使人更加難受。北京日平均氣溫低于10℃的冬季，一年平均有158d；高于22℃的夏季，一年平均有98d。冬季和夏季的時間，一共長約8個半月，而氣候宜人的春天和秋天，才只有3個半月。由此可見，我國冬冷夏熱的問題是相當突出的，人民生活越是改善，越不堪忍受寒冬暑夏的折騰。冬天需要采暖，夏天想要空調(diào)，這都需要能源的支持，其中對優(yōu)質(zhì)能源的需求量增長更快。而我們的能源供應特別是優(yōu)質(zhì)能源供應十分緊張。從宏觀上看，只有在同時實現(xiàn)節(jié)約能源與加速能源開發(fā)的條件下改善熱環(huán)境，這種改善才有可能，否則只是無米之炊，只能加重國家的困難。

2 建筑設計與建筑節(jié)能的基本原則

建筑節(jié)能是發(fā)展建筑業(yè)的需要。多年以來，各發(fā)達國家建筑業(yè)發(fā)展的實踐證明，多項建筑技術的發(fā)展，許多建筑產(chǎn)品的發(fā)展都與建筑節(jié)能的發(fā)展息息相關。這是因為，隨著國家對建筑節(jié)能要求的日益提高，墻體、門窗、屋頂、地面以及采暖、空調(diào)、照明等建筑的基本組成部分都發(fā)生了巨大的變化。房屋建筑不再是磚石等幾種傳統(tǒng)產(chǎn)品包攬?zhí)煜拢嗄暌詠砹曈玫牟牧虾妥龇ú坏貌煌顺鰵v史舞臺，材料設備、建筑構造、施工安裝等都在進行多方面的變革，許多新的高效保溫材料、密封材料、節(jié)能設備、保溫管道、自動控制元器件大量涌入建筑市場。新的節(jié)能建筑大量興建，加上既有建筑大規(guī)模的節(jié)能改造，產(chǎn)生了巨大的市場需求，從而涌現(xiàn)出萬千家生產(chǎn)建筑節(jié)能產(chǎn)品的企業(yè)，也促進了各設計施工和物業(yè)管理部門調(diào)整其技術結(jié)構和產(chǎn)業(yè)結(jié)構，使得不少發(fā)達國家的建筑業(yè)在相對停滯中山現(xiàn)了生機。不僅發(fā)達國家的情況如此，從我國幾個建筑節(jié)能工作開展得較好的城市的經(jīng)驗中也可以看出，建筑節(jié)能對于建筑師也決不是一種負擔，而是一種新的動力。誰更早地看清楚了這一點，誰就掌握了主動，在日后的競爭中占有較大的優(yōu)勢。

現(xiàn)如今，隨著節(jié)能環(huán)保意識的增強和能源短缺的壓力，“節(jié)能建筑”“綠色建筑”、成為當前最熱的話題，綠色節(jié)能建筑的標準應該統(tǒng)一的，節(jié)能建筑就應該是環(huán)保建筑，充分利用陽光、雨水等可再生能源，最大限度的節(jié)電節(jié)水，大力發(fā)展綠色節(jié)能建筑是建筑業(yè)未來發(fā)展的方向。我們在節(jié)能環(huán)保的建筑設計上要遵從以下原則：

（1）資源利用效率要達到最高。建筑設計的資源利用效率要達到最高的原則，指的是對各種建筑用的資源，包括能源、土地、水、各種建筑材料等，都要高效率地利用，盡可能的節(jié)約能源。

（2）對環(huán)境影響最小。要達到對環(huán)境影響最小，要注意以下幾個方面：一是防止建筑對土壤、空氣和水的污染；二是盡量使用本地建材。這也是對環(huán)境影響最小的一項措施，因為這樣可以減少運輸對環(huán)境的影響，而且可以支持當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展：三是重復利用建筑材料。在建筑選材時，要考慮材料的可循環(huán)使用，這是鼓勵利用建筑材料的回收利用。四是要盡可能利用既有建筑，提高建筑物的壽命。

（3）對生態(tài)環(huán)境最好。對生態(tài)環(huán)境最好指的是對人以及其他生物的生存和健康最為有利，通常我們說“以人為本”是正確的，但同時不要忘了其他物種。人也是自然生態(tài)中的一部分，“以人為本”的建筑設計原則，不單只是滿足“人”的物質(zhì)與精神需求，更應該使其與生態(tài)環(huán)境保持應有的平衡關系，需考慮到未來的的可持續(xù)發(fā)展。

在我國城市住宅設計中，臥室是住宅中唯一的主要空間，要將所有的臥室置于日照通風條件最佳的住置，置于南向，為住戶提供最好的享用能源的環(huán)境。在室內(nèi)功能區(qū)域和空間劃分處理上多考慮環(huán)保和節(jié)能性因素。設計上選用透光性隔板方式解決通風、照明及可調(diào)節(jié)、可移動式的家具等，在室內(nèi)培植適宜的綠植，達到凈化空氣調(diào)節(jié)空氣的作用。

在采暖設計方面，結(jié)合供熱需求，應選用傳導和容量適宜的供暖材料，暖氣片作為采暖主要方式，在裝修暖氣片時，應少包裝，最大程度發(fā)揮其散熱性。對于住宅小區(qū)的供暖系統(tǒng)設計，如果規(guī)劃和設計合理，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較好的系統(tǒng)控制和計量功能，同時可以降低能源的浪費。

3 結(jié)束語

由此看來，我國人均可采儲量不豐，建筑用能巨大，大氣污染嚴重，居民對改善冬寒夏熱的環(huán)境要求迫切，建筑節(jié)能對建筑業(yè)又有巨大的經(jīng)濟和社會效益。在這種情況下，根據(jù)中央的方針，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，從自己做起，把手頭的項目按建筑節(jié)能要求認真做好，這應該是一種歷史責任，是一種光榮的義務。我國作為世界能耗大國，對于發(fā)展可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)建筑，減少建筑能耗更是刻不容緩。而建筑節(jié)能是養(yǎng)活建筑能耗的有效方法，同時也是節(jié)約的方法。因此，作為建筑師，更應從自身做起，從不同角度，依據(jù)建筑規(guī)范對節(jié)能進行優(yōu)化設計，充分利用我國現(xiàn)有的自然條件，在改善人們居住環(huán)境的同時，充分挖掘節(jié)能潛力，從而實現(xiàn)節(jié)約能源，減少能源消耗。相信在不久的將來，建筑節(jié)能事業(yè)必將在我國展現(xiàn)欣欣向榮的景象。

參考文獻

[1]宋麗娟.建筑節(jié)能在建筑設計中的應用.山西建筑.2003

[2]楊子江.建筑屋面節(jié)能技術.建筑.2005

[3]邱永亮，朱菊梅.住宅建筑節(jié)能優(yōu)化設計的探討.陜西建筑.2005