談建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原則與措施

姜波

【摘 要】本文從了解建筑節(jié)能的意義入手，闡述了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的原則，探討了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的具體措施。

【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能；設(shè)計(jì)；原則；措施

前言

長(zhǎng)久以來(lái)，能源一直是人類(lèi)生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。而不可再生能源并非取之不盡，用之不竭的，所以無(wú)論任何領(lǐng)域節(jié)能是勢(shì)在必行的。建筑能耗做為能源消耗大戶，所消耗的能源約占社會(huì)總能耗的三分之一。建筑節(jié)能是降低建筑能耗、緩解能源緊缺、減輕環(huán)境污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)最直接最廉價(jià)的措施。

1.建筑節(jié)能的重要意義

縱觀全球發(fā)達(dá)國(guó)家的節(jié)能政策，多以減少排放物為明確的目標(biāo)。其原因很明顯，所排放的顆粒物硫和氮的氧化物會(huì)危害人體健康，并造成環(huán)境酸化，從而造成的二氧化碳積累，加劇地球溫室效應(yīng)。在過(guò)去的一百年內(nèi)，地球表面溫度升高了0.5℃。由于溫室氣體濃度的增高，預(yù)計(jì)今后每十年可能要增溫0.3℃。全球變暖的后果是非常嚴(yán)重的，首先帶來(lái)的是南北極冰層將會(huì)融縮，冰川消融使海平面升高。帶來(lái)全球氣候惡化，水旱災(zāi)害將更加頻繁和猛烈，森林和草原的火災(zāi)頻發(fā)，低緯度島國(guó)被淹沒(méi)，大量物種滅絕。使人類(lèi)面臨生存危機(jī)，因此加強(qiáng)建筑節(jié)能勢(shì)在必行。

國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要建筑節(jié)能，從目前看，制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的是能源短缺。而我國(guó)能源資源中煤炭和水力資源比較豐富，但是煤炭資源的可開(kāi)采儲(chǔ)量和可開(kāi)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。據(jù)有關(guān)部門(mén)評(píng)價(jià)，全國(guó)石油可采資源總量為200億噸左右，在世界石油剩余可采儲(chǔ)量中中國(guó)占2.1%。1993年中國(guó)開(kāi)始成為石油凈進(jìn)口國(guó)，石油進(jìn)口量逐年增加，2005年進(jìn)口原油超過(guò)1億噸。2005年中國(guó)原油產(chǎn)量同比增長(zhǎng)2.9%，而消費(fèi)量同比增長(zhǎng)16.8%，產(chǎn)量增長(zhǎng)遠(yuǎn)落后于消費(fèi)增長(zhǎng)。從這些數(shù)據(jù)可以了解到，如果不采取行之有效的節(jié)能方法，無(wú)休止的索取自然資源，勢(shì)必給子孫后代帶來(lái)災(zāi)難。為了讓我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能措施必須落到實(shí)處，建筑節(jié)能更是重中之重。

2.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

因地制宜原則，根據(jù)建筑所在地區(qū)的氣候特征，選擇適合這一地區(qū)的節(jié)能措施。我國(guó)領(lǐng)土面積廣闊，各地區(qū)氣候差異較大。氣候特征各不相同，比如嚴(yán)寒地區(qū)節(jié)能重點(diǎn)在于保溫，而夏熱冬暖地區(qū)則要把節(jié)能重點(diǎn)放在隔熱。因此談建筑節(jié)能就必須適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鳎荒苷粘瞻帷?/p>

超前原則，我國(guó)現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的規(guī)定性指標(biāo)水平較低，僅僅是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段需要，距離舒適性建筑的要求甚遠(yuǎn)，與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距很大。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將分階段予以修改，建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能會(huì)逐步提高。由于建筑的使用年限長(zhǎng)，若后續(xù)按新標(biāo)準(zhǔn)再對(duì)既有建筑實(shí)施節(jié)能改造是有難度的，因此應(yīng)貫徹超前原則。

經(jīng)濟(jì)適用原則，節(jié)能不等同于降低或提高成本，不應(yīng)降低建筑物美觀以及舒適性。節(jié)能建筑是指按照國(guó)家以及省市建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)建筑規(guī)劃分區(qū)、群體和單體、建筑朝向、間距、太陽(yáng)輻射、風(fēng)向以及外部空間環(huán)境進(jìn)行細(xì)致研究后，對(duì)建筑空間及詳細(xì)構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，在盡量降低能耗和提高室內(nèi)舒適度的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造。

3.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的措施

3.1從整體出發(fā)優(yōu)化外部環(huán)境。通過(guò)合理的選址，外部環(huán)境設(shè)計(jì)，恰當(dāng)?shù)捏w形設(shè)計(jì)，使建筑獲得一個(gè)良好的外部微氣候環(huán)境。以達(dá)到節(jié)能的目的。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?chē)h(huán)境條件等因素的綜合狀態(tài)來(lái)確定的。既要使建筑在整個(gè)生命周期內(nèi)保持適宜的微氣候環(huán)境，為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件，同時(shí)又不能破壞生態(tài)環(huán)境的平衡。要對(duì)建筑的總體規(guī)劃布置、建筑單體的形式、太陽(yáng)輻射、自然通風(fēng)等氣候參數(shù)對(duì)建筑能耗的影響進(jìn)行分析，使得建筑物在冬季最大限度地利用太陽(yáng)輻射的能量，降低采暖負(fù)荷；夏季最大限度地減少太陽(yáng)輻射的熱并利用自然通風(fēng)降溫冷卻， 降低空調(diào)制冷負(fù)荷。因此，在盡可能的情況下，建筑物應(yīng)優(yōu)先采用南北向或接近南北向。通過(guò)建筑的向陽(yáng)面和背陰面形成不同的氣壓，即使在無(wú)風(fēng)時(shí)也能形成通風(fēng)，在建筑體型設(shè)計(jì)上形成風(fēng)洞，使自然風(fēng)在其中回旋，得到良好的通風(fēng)效果，以達(dá)到節(jié)能的目的。

3.2 建筑空間合理化節(jié)能構(gòu)造詳細(xì)化。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)行合理分割，以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件，達(dá)到節(jié)能的目的。建筑各部位節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)，主要是在滿足其做為建筑的基本組成部分功能的同時(shí)，通過(guò)對(duì)各部位的造型、結(jié)構(gòu)、選材等方面加以進(jìn)一步設(shè)計(jì)，以達(dá)到節(jié)能效果。

外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)。冬季通過(guò)外墻散發(fā)的熱量，約為建筑物總散熱量的20%， 夏季通過(guò)外墻壁吸收的熱量約為建筑物總吸熱量的30%。因此，外墻采取保溫隔熱措施非常重要。外墻應(yīng)采用傳熱系數(shù)小的砌塊墻體，使建筑物外墻熱工性能滿足規(guī)定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。外墻保溫形式有外保溫、內(nèi)保溫、夾心保溫和內(nèi)、外混合保溫。各種形式特點(diǎn)和適用范圍有所不同，因此需要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鬟x用合適的外墻保溫形式。

屋面保溫隔熱設(shè)計(jì)。屋頂應(yīng)采用高效保溫隔熱屋面，一般而言，屋面的傳熱系數(shù)小于外墻的傳熱系數(shù)，可根據(jù)屋面的形式，選用不同的保溫材料，其傳熱系數(shù)、熱惰性指標(biāo)應(yīng)滿足當(dāng)?shù)匾?guī)定標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，有條件的可采取屋頂綠化屋面、蓄水屋面、淺色坡屋面等措施來(lái)降低夏季太陽(yáng)輻射熱，以達(dá)到節(jié)能效果。

外門(mén)窗系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)。外門(mén)窗是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，其保溫性能和氣密性能對(duì)采暖能耗有重大影響，是墻體失熱損失的5～6 倍，因此應(yīng)該是節(jié)能的關(guān)鍵部位，是改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和提高建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。為了減少外門(mén)窗能耗，根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況，可以通過(guò)提高門(mén)窗的氣密性、采用適當(dāng)?shù)拇皦γ娣e比、增加玻璃層數(shù)等措施來(lái)提高門(mén)窗的保溫隔熱性能。

遮陽(yáng)設(shè)施節(jié)能設(shè)計(jì)。遮陽(yáng)設(shè)施設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的具體情況而定。建筑遮陽(yáng)是傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)，通過(guò)降低太陽(yáng)輻射過(guò)熱和眩光改善室內(nèi)環(huán)境氣候， 提高室內(nèi)熱舒適性和視覺(jué)舒適性，最終達(dá)到節(jié)能目的。

3.3提高用戶用能效率利用新能源

高能效的采暖、 空調(diào)系統(tǒng)與削減室內(nèi)冷熱負(fù)荷的措施并行， 才能真正地減少采暖、 空調(diào)能耗。 首先， 根據(jù)建筑的特點(diǎn)和功能， 設(shè)計(jì)高能效的暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)， 例如： 熱泵系統(tǒng)、 蓄能系統(tǒng)和區(qū)域供熱、 供冷系統(tǒng)等。 然后， 在使用中采用能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督和調(diào)控室內(nèi)的舒適度、 室內(nèi)空氣品質(zhì)和能耗情況。在節(jié)約能源、 保護(hù)環(huán)境方面， 新能源的利用起著至關(guān)重要的作用。新能源通常指非常規(guī)的可再生能源， 包括有太陽(yáng)能、地?zé)崮堋?風(fēng)能、 生物質(zhì)能等。 大力推廣應(yīng)用新能源也是節(jié)約不可再生能源的一個(gè)重要方法。

建筑節(jié)能涉及到設(shè)計(jì)、技術(shù)、材料、施工等多方面的問(wèn)題。是一項(xiàng)全方位綜合性的系統(tǒng)工程，建筑節(jié)能是建筑可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題。而能源是我國(guó)的戰(zhàn)略物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，又是后代人賴以生存的必要條件，所以節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)者又實(shí)際上承擔(dān)了一份牽涉到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略和后代人生存的社會(huì)責(zé)任。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔡劍. 小議建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能[J]. 山西建筑 ，2009，（28）：130-132.

[2] 趙澤霞，胡敏. 試論建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)住宅設(shè)施. 2009（08）

[3]陳大昆， 鄒寧. 基于現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能處理分析探討[J]. 中外建筑 ， 2010，（02）：144-148.