建筑行業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)之我見

【摘 要】 隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，我國的建筑能耗逐年大幅度上升，已達(dá)全社會(huì)能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約1 3%，建筑總能耗已達(dá)全國能源總消耗量的45%。我國現(xiàn)有建筑面積為400億m2，絕大部分為高能耗建筑，且每年新建建筑近20億m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。下面就如何在建筑設(shè)計(jì)中落實(shí)建筑節(jié)能觀做一下分析。

【關(guān)鍵詞】 建筑節(jié)能； 節(jié)能設(shè)計(jì)； 建筑設(shè)計(jì)

1 建筑節(jié)能的重要性

目前世界范圍內(nèi)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(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)帷L(fēng)力、太陽能和核能，而我國的能源問題更加嚴(yán)重。我國能源發(fā)展主要存在四大問題：①人均能源擁有量、儲(chǔ)備量低；②能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主，約占75%。全國年耗煤量已超過1 3億噸；③能源資源分布不均，主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足，造成北煤南運(yùn)、西氣東送、西電東送；④能源利用效率低，能源終端利用效率僅為33%，比發(fā)達(dá)國家低1 0%。如果我國繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。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(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用，緩解我國能源資源供應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾；有利于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；有利于長遠(yuǎn)地保障國家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。

2 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(gè)環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、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(shè)備，執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)建筑物所使用的節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行管理，合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運(yùn)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(nèi)熱環(huán)境質(zhì)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(xiàng)系統(tǒng)工程，必須由國家立法、政府主導(dǎo)，對(duì)建筑節(jié)能作出全面的、明確的政策規(guī)定，并由政府相關(guān)部門按照國家的節(jié)能政策，制定全面的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；要真正做到全面的建筑節(jié)能，還須由設(shè)計(jì)、施工、各級(jí)監(jiān)督管理部門、開發(fā)商、運(yùn)行管理部門、用戶等各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照國家的節(jié)能政策和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，全面地貫徹執(zhí)行各項(xiàng)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(shí)處。

3 全面建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的分析

建筑設(shè)計(jì)是全面的建筑節(jié)能中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，有利于從源頭上杜絕能源的浪費(fèi)。

3.1 整體及外部環(huán)境的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑整體及外部環(huán)境設(shè)計(jì)是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎(chǔ) 上，通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設(shè)計(jì)，使建筑獲得一個(gè) 良好的外部微氣候環(huán)境，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。①合理選址。建筑選址主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑼临|(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。②合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)。在建筑位址確定之后，應(yīng)研究其微氣候特征。根據(jù)建筑功能的需求，應(yīng)通過合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)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。③合理的規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)。有效地適應(yīng)惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對(duì)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的確定。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素，建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、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(quán)衡各個(gè)因素之間的得失，找到一個(gè)平衡點(diǎn)，選擇出這一地區(qū)建筑的最佳朝向和較好朝向，盡量避免東西向日曬。

3.2 單體的節(jié)能設(shè)計(jì)

單體的節(jié)能設(shè)計(jì)，主要是通過對(duì)建筑各部分的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)、建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計(jì)，以及一些新型建筑節(jié)能材料和設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇等，來更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件，以達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。

3.2.1 建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)。建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)，主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外，通過對(duì)建筑各部位（屋頂、樓板、墻體、門窗、梁柱等）的造型、結(jié)構(gòu)、材料等方面加以進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(nèi)微氣候環(huán)境，從而達(dá)到節(jié)能的效果。具體有以下幾個(gè)方面：①屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個(gè)重要部分，也是建筑室內(nèi)與外部空間能量發(fā)生交換，造成室內(nèi)能量損失的主要部位之一。通常我們采取：采用坡屋頂；屋面設(shè)保溫層；根據(jù)不同地區(qū)需要，設(shè)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(shè)計(jì)。主要是利用其結(jié)構(gòu)中空空間，以及對(duì)房間頂板的吊頂造型加以設(shè)計(jì)利用。③建筑外圍墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)。墻體是建筑室內(nèi)與外部空間接觸面積很大，容易造成室內(nèi)能量損失的部位。墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)，除了適應(yīng)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(yīng)體現(xiàn)在改善微氣候環(huán)境條件的特殊構(gòu)造上，如寒冷地區(qū)的夾心墻體設(shè)計(jì)、被動(dòng)式太陽房中各種蓄熱墻體（如水墻）設(shè)計(jì)以及國外較多采用的導(dǎo)風(fēng)墻體設(shè)計(jì)。④建筑門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，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(dāng)重要。門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)主要考慮以下幾個(gè)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(shè)置各種形式的外遮陽：我國節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，夏熱冬暖地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)中，夏季制冷負(fù)荷大的建筑的外窗（包括透明幕墻）宜設(shè)置外部遮陽；設(shè)置外遮陽后，建筑的夏季制冷能耗會(huì)有比較明顯的降低。⑤建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)部的節(jié)能設(shè)計(jì)。細(xì)部的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)從以下各部位著手：熱橋部位應(yīng)采取可靠的保溫與“斷橋”措施，熱橋部位主要指建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)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(gòu)件及附墻部件，如陽臺(tái)、雨罩、靠外墻陽臺(tái)欄板、空調(diào)室外機(jī)擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應(yīng)采取隔斷熱橋和保溫措施；窗口外側(cè)四周墻面應(yīng)進(jìn)行保溫處理；門、窗框與墻體之間的縫隙，應(yīng)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，避免不同材料界面開裂，影響門、窗的熱工性能；采用全玻璃幕墻時(shí)，隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙，應(yīng)填充保溫材料。

3.2.2 合理的建筑空間設(shè)計(jì)。合理的空間設(shè)計(jì)是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下，對(duì)建筑空間進(jìn)行合理分隔（平面分隔和豎向分隔），以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件，達(dá)到節(jié)能目的。如在北方寒冷地區(qū)的住宅設(shè)計(jì)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(cè)，形成對(duì)北側(cè)寒冷空氣的“溫度阻尼區(qū)”，從而達(dá)到節(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(diào)房間的建筑里，盡量將采暖空調(diào)房間集中布置，以避免在采暖空調(diào)房間與非采暖空調(diào)房間之間發(fā)生大面積的能量交換，造成大量能量浪費(fèi)。

3.3 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(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的一個(gè)重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的原則。一方面，隨著科技的發(fā)展，大量的新型高效材料會(huì)不斷被研制出來并應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)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(gòu)造中的應(yīng)用，達(dá)到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(yīng)用，起到了更好的隔熱降耗效果；采用可調(diào)節(jié)的鋁材遮陽板，達(dá)到遮陽的目的。另一方面，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，發(fā)掘出一些地方節(jié)能材料，更好地應(yīng)用到建筑節(jié)能中去。

4 結(jié)束語

我國建筑能耗在能源總消耗量中占很大部分，建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行，而建筑設(shè)計(jì)是其中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖聦?shí)條件比如地理環(huán)境、氣候條件，按照國家的節(jié)能政策和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，在傳統(tǒng)民居中吸取營養(yǎng)，充分地利用地方材料，從建筑的整體及外部環(huán)境、單體設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體及細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)等方面全方位進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。