關于低碳節能理念下建筑設計的探析

陳英

深圳市建筑設計研究總院有限公司 廣東深圳 518000

摘要：21世紀，在經濟發展的今天，建筑能耗占據社會總能耗的近30%，面對日益緊缺的資源，建筑節能成為建筑發展的必經之路。本文對某地區建筑節能現狀進行分析，對問題的原因加以梳理，并從技術層面和社會層面逐一研究具體措施，以期推進低碳節能技術在某地區住宅建筑的有效應用，供同行參考。

關鍵詞：建筑設計；低碳節能；保溫隔熱；應用研究

一、低碳節能理念下進行建筑設計的重要意義

眾所周知，隨著低碳節能理念的不斷深入，建筑工程也開始廣泛應用，尤其是在城市化建設中，將近1/2的能源損耗于建筑工程施工中。這不僅加劇了能源短缺，隨著建筑耗能的增加，也引發了一系列環境問題，對人類賴以生存的家園造成了嚴重的破壞。而低碳節能建筑的理念是指在建筑的設計、規劃和建造過程中，尤其在使用中利用節能技術在保證室內熱濕環境的要求下，來減少能源的使用，通過提高能源使用率的方式來實現二氧化碳的排放。低碳建筑設計是指通過一系列的技術來實現降耗，這些技術包括空間組織、綠化設計、體量設計、采光設計、通風組織、構造及圍護結構設計、照明控制等。在建筑內部形成綜合的低碳效應，使室內的空氣能夠良性循環，從而形成室內的微氣候自循環系統。這種措施能有效地降低二氧化碳的排放，利用起來既經濟又有效。

二、低碳節能技術在某地區住宅建筑的應用現狀

1、氣候的特殊性

該地區屬亞熱帶季風性氣候，受季風環流和地形的影響，形成暖熱濕潤的亞熱帶海洋性季風氣候，熱量豐富，年太陽輻射總量為120-140千卡/平方厘米，大部分地區年平均氣溫為19.5-21.0℃，最熱月平均氣溫達26-29℃，最冷月也有9-13℃。全年無霜期長，沿海地區基本無霜。年日照時數為1800-2200小時。是典型的夏熱冬暖氣候。

2、能耗較大，熱環境較差

目前，隨著環保意識的不斷加強，人們對建筑設計行業提出了更高的要求，由于夏季炎熱，空調成了最常用到的降溫設施，很多住戶安裝了3-4臺空調，每戶居民空調的用電負荷達4-6KW。空調的廣泛應用，造成了大量的能量消耗，空調能量消耗占市區總用電量的30%以上，用電峰谷差值比例達到2：1，對城市配電系統投資與容量帶來巨大的挑戰。一些早期建設的小區，沒有充分考慮這一因素的存在，在夏季炎熱時，便會因為空調的運行，給配電系統的穩定性帶來巨大的影響，甚至造成連續跳閘、入戶電壓低于180V的狀況，造成無法正常供電，給住宅用戶的居住生活帶來極大的不便。

由于受到氣候方面的影響，很多房地產項目開發建設時，忽視住宅建筑的節能要求，只注重建筑的外觀效果。開窗的面積越來越大，進入室內的陽光增多，窗扇的開啟面卻有所降低，造成室內自然通風效果差，出現能源過度消耗問題。

3、舊房難以進行低碳節能改造

該地區現有住宅建筑中，2004年以前建設的住宅基本沒有進行節能設計，這部分住宅建筑數量巨大，能源消耗占很大比重，要全部實現低碳節能改造，任務非常艱巨。而且有很多住宅是磚混結構甚至是石結構的建筑，已經屬于危房或需要進行結構加固的建筑，對這些建筑是否進行節能改造，更是值得商榷。我國北方地區已經在舊房節能改造方面做了一些試點工作，并取得了良好的效果。而對于一些地區來說，低碳節能改造工作卻沒有啟動起來，未來還有很大一段路要走。

三、低碳節能技術在某地區住宅建筑應用現狀存在的原因

1、經濟因素的影響

以前，社會經濟條件較差，人們對居住條件沒有過高的要求，對生活環境的降溫基本上依靠自然通風或電風扇；而且受建筑科技條件的制約，住宅建筑所用材料的導熱系數高，門窗密閉性差，節能效果較差。對這些建筑的節能改造已成為今天節能工作的一個重要研究課題。

2、建筑節能政策法規執行不到位

有些建設單位和施工單位對建筑節能工作的重要性和緊迫性認識還不夠，缺乏配套完善的建筑節能法律法規，缺乏相應的經濟鼓勵政策，管理機構不夠健全，建筑節能與墻材革新工作分離，管理體制不順暢。這些因素都制約著某地區建筑節能工作的開展。

3、使用傳統建筑材料

建筑不注重材料的選擇。墻體中大量采用的實心黏上磚，不僅生產能耗高、自重大，而且熱工性能差；采用的傳統鋁合金窗氣密性、水密性均較差，而且大多選用單層平板玻璃，其保溫隔熱性能相當差。

4、設計上缺乏節能意識

由于受到諸如用地條件、商業利益等因素的影響。設計者往往忽視建筑節能的要求，忽視建筑的合理朝向，部分建筑呈東西向，室內熱環境差。其次，在建筑構造設計時，建筑設計人員節能意識淡薄，注重商業利潤，而對如何加強住宅建筑的自然通風、如何改善室內熱環境、如何防西曬、如何利用太陽能、如何選材等考慮不夠，導致室內外熱環境質量差。目前某地區對熱環境質量研究工作開展得較少，大多數設計單位在設計時只關心建筑內部功能要求和建筑造型，對室外環境則單從建筑綠化或景觀布置方面考慮，不能保證獲得良好的室內外熱環境。

四、加強低碳節能技術在某地區住宅建筑應用的措施

1、技術層面

1.1 外墻保溫隔熱技術的應用

我國傳統建筑在外墻材料的使用上比較單一。這種墻體既要考慮建筑的圍護，還要考慮建筑的承重問題，因此墻體材料結構緊密，導熱系數較高，達不到良好的保溫隔熱作用。現在建筑的外墻一般都會采取內保溫或外保溫措施，或采用自保溫隔熱的墻體材料，如加氣混凝土砌塊。構造上，可以將保溫隔熱的材料放在墻體中間，在內外側墻片則用磚或混凝土等強度較高的材料，這樣既可以起到較好的保溫隔熱效果，又保證墻體承重、飾面安裝固定的需要。

對既有住宅建筑的節能改造，可采用外加或內加保溫隔熱層的做法。內加保溫隔熱層施工更為簡便，但由于結構層在外側，直接受到陽光輻射和室外氣溫的影響，熱量大部分被墻體吸收，蓄熱性能越好的材料，吸收的熱量越多，導致墻體內表面的各點日平均溫度最高值反超外隔熱的日平均值。而外加保溫隔熱層由于隔熱材料的熱惰性小，其溫度隨室外溫度下降而快速下降，外隔熱層能減弱太陽輻射熱和室外氣溫的綜合影響，有利于建筑冬暖夏涼。

1.2門窗的保溫隔熱技術

門窗是建筑節能的關鍵部位，提高外窗的熱工性能可以明顯改善建筑熱環境，節能效果顯著。在考慮門窗節能時，不能夠影響其采光、通風及觀景的功能，主要應保證門窗氣密性、導熱系數及透光系數的要求。可以采用一些遮陽設備如復合卷簾式、水平百葉式等各種建筑遮陽技術，如陽臺、遮陽板，可以減少陽光照射和輻射，起到隔熱效果。另外在門窗材料的選擇上要樹立低碳理念，做到對熱阻大、能耗小的節能材料的有效使用，玻璃選擇特種玻璃、雙層玻璃及反射玻璃等材質，窗框采用斷熱鋁合金中空門窗、塑料中空門窗等節能門窗，都可以起到良好的效果。

1.3屋面保溫隔熱技術的使用

設置保溫隔熱層是屋面的保溫隔熱最常用的技術，傳統的保溫隔熱材料性能較差，自重比較大，新型保溫隔熱材料種類繁多，性能優越，導熱系數低，對提高屋面的保溫隔熱性能有良好的效果。如擠塑聚笨板、酚醛保溫板等具有導熱系數低、強度高、成本低及操作較為方面等特點，導熱系數僅為0.025W/（m·K），是一種良好的屋面保溫材料；而硬質發泡聚氨酯的導熱系數為0.033W/（m·K）；內部結構的封孔率≥92%，發泡的表層形成一層光滑的膜，其閉孔率接近100%，具有很高的憎水性，對金屬、混凝土、磚石、木材、玻璃都有很好的粘結性，可在多種屋面工程中使用。單獨現場發泡的聚氨酯，既作為防水層，也作為保溫隔熱層；也可以防水涂料、防水卷材、發泡聚氨酯3種材料共同復合形成防水保溫隔熱層。這種屋面防水保溫隔熱效果都很不錯，但硬質發泡聚氨酯耐紫外線輻射性能較差，施工使用時其上部必須設置保護層。

另外架空通風隔熱屋面、綠化屋面等建筑節能技術的使用，可以減少對能源的消耗，有較好的隔熱效果。屋面綠化還可以起到美化環境、改善城市空氣質量的效果。

2、管理層面

2.1加強建筑節能的組織管理

加強對建筑節能工作的領導和管理，是能否搞好建筑節能的關鍵。要建立以政府監督考核為主，健全節能產品質量認證制度，完善建筑節能管理辦法。業主、設計、施工、監理四方提高認識，嚴格執行節能設計標準，正確選用節能門窗和外遮陽技術，加強節能門窗和外遮陽產品的質量控制。

2.2鼓勵政策的實施

政府應該出臺相關政策，對于低碳節能技術達標的住宅及小區，給予建設單位更多的貸款及貼息。同時，應加大對節能研發項目的支持，不僅保證資金的投入，還要以一個多元化的角度構建科技資金體系。

2.3低碳節能研發隊伍的構建

低碳節能技術是一項較為復雜的過程，包括研究、開發、檢測、分析等一系列的工作，應做好對建筑節能研究開發基地的建設，構建一支專業及綜合素質較高，節能意識較強的人才隊伍。

2.4相關示范單位的建設

建立低碳節能技術應用的示范建筑物、示范村、示范小區的評選機制。要充分研究、分析該地區的自然氣候條件，結合經濟社會發展水平，通過對一些低碳節能示范村的建設，及時做好對建筑材料、設計、方案及技術經驗的總結與學習推廣。

2.5提升人們的節能意識

各級單位及主管部門，可以采取報紙、電視等各類宣傳方式，加大對低碳節能重要性的宣傳；或以培訓班、講座等模式，普及低碳節能的科學知識，使越來越多的人建立起低碳節能意識。通過合作與交流，學習國內外成功經驗，做好對適合本地區條件的低碳節能技術的研究。

五、結束語：

綜上所述，隨著經濟的快速發展，社會生產生活對能源的依賴程度越來越高，低碳建筑是建筑節能的發展目標，通過采用節能技術，利用清潔能源，從根源上減少建筑能源消耗，在提高居住環境舒適性，同時，需要對低碳節能技術的學習與了解，加強低碳節能知識的宣傳普及，不斷學習先進、成功的經驗，從技術與管理的角度出發，采取科學、合理的構造措施，滿足節能要求，創造舒適、美好的居住生活環境。

參考文獻：

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