低能耗建筑設(shè)計(jì)理念及其應(yīng)用

鄧鑫

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，如今人們對(duì)于建筑能耗問(wèn)題的關(guān)注也在不斷增加。本文將對(duì)低能耗建筑設(shè)計(jì)理念進(jìn)行分析闡述，并合理分析低能耗建筑設(shè)計(jì)理念在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】低能耗;建筑設(shè)計(jì);節(jié)能環(huán)保

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

在當(dāng)今建筑大力發(fā)展的背景下，為能夠有效降低建筑工程的能源消耗，越來(lái)越多的建筑工程設(shè)計(jì)中開(kāi)始引入低能耗建筑設(shè)計(jì)理念，并以此來(lái)實(shí)現(xiàn)降低建筑能源消耗以及整體舒適性的同時(shí)提高建筑整體經(jīng)濟(jì)價(jià)值，推動(dòng)建筑工程實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。

1、低能耗建筑設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用意義

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的持續(xù)加快以及人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐步興起，如今社會(huì)對(duì)于建筑能耗的要求也在不斷提升。據(jù)相關(guān)調(diào)查分析結(jié)果來(lái)看，我國(guó)建筑能耗約在全國(guó)總能耗的占比超過(guò)30%，并且隨著近些年來(lái)人們生活水平的不斷提升，此占比還呈現(xiàn)出逐年上漲的態(tài)勢(shì)[1]。在此背景下，降低建筑能源消耗已經(jīng)逐步成為國(guó)家及社會(huì)公眾關(guān)注的重點(diǎn)，而所謂的低能耗建筑設(shè)計(jì)理念，就是在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，遵循科學(xué)配置原則，靈活應(yīng)用各類先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能材料，對(duì)建筑的整體能耗進(jìn)行合理優(yōu)化，促使建筑在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可以對(duì)如太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源進(jìn)行充分利用，降低對(duì)化石能源等不可再生資源的依賴性，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，低能耗建筑設(shè)計(jì)理念主要體現(xiàn)在相關(guān)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能材料的合理應(yīng)用上，如建筑圍護(hù)節(jié)能技術(shù)、建筑動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)以及照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)等。此外，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用低能耗建筑設(shè)計(jì)理念不僅能夠提高建筑使用中的舒適性，還能夠?qū)ㄖ械哪茉唇Y(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化配置，確保建筑能源利用率最大化提升，并借此來(lái)改變建筑能耗一直居高不下的現(xiàn)狀。

2、低能耗建筑設(shè)計(jì)理念在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

現(xiàn)如今，建筑能耗相對(duì)較大的部分主要包括供暖、照明、動(dòng)力設(shè)備以及空調(diào)等，所以低能耗建筑設(shè)計(jì)理念在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中通常會(huì)從以下幾方面入手進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

2.1外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)

在建筑設(shè)計(jì)中，外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用低能耗建筑設(shè)計(jì)理念主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）外墻節(jié)能。外墻作為建筑的主體結(jié)構(gòu)，常用的低能耗建筑外墻設(shè)計(jì)方法分為墻外保溫、墻內(nèi)保溫以及夾心層保溫等。在三種外墻節(jié)能方式中，最為常用節(jié)能方式為墻外保溫，即在建筑墻體外墻使用保溫材料來(lái)提升建筑整體隔熱保溫性能。在具體應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行墻外保溫材料選用時(shí)需要綜合考慮建筑工程實(shí)際情況、經(jīng)濟(jì)性特征以及使用年限等諸多方面因素[2]。其次，在進(jìn)行建筑材料選用時(shí)，還需對(duì)保溫材料及其應(yīng)用后周邊構(gòu)建之間的化學(xué)、物理特征進(jìn)行分析研究，保障保溫材料在應(yīng)用后不會(huì)與其他構(gòu)建發(fā)生化學(xué)、物理反應(yīng)，避免建筑整體性能及使用壽命受到影響。通常情況下，墻外保溫方式所選用的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)均相對(duì)較小，多用于寒冷地區(qū)。最后，應(yīng)用外墻保溫措施，還可以在一定程度上解決建筑外墻存在的結(jié)露、發(fā)霉等情況。通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù)較低的保溫材料進(jìn)行建筑內(nèi)外隔絕，促使墻內(nèi)熱量不會(huì)向外散發(fā)，墻外熱量不會(huì)向墻內(nèi)聚集，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼的效果。

（2）門(mén)窗節(jié)能。建筑門(mén)窗與建筑的采光、通風(fēng)、散熱等諸多方面功能均有著一定關(guān)系，必須要對(duì)其進(jìn)行充分考慮。但在建筑整體外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，門(mén)窗是建筑隔熱的薄弱環(huán)節(jié)，因此，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮建筑隔熱性能，進(jìn)而確定傳熱性和遮陽(yáng)系數(shù)，并據(jù)此確定門(mén)窗材料和窗墻比。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，建筑的窗墻比越大，導(dǎo)致建筑墻內(nèi)熱量流失情況也會(huì)愈加嚴(yán)重。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中在保障窗墻比的合理性，提高建筑整體美觀性的同時(shí)，必須考慮降低建筑運(yùn)營(yíng)中的能源損耗。在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)降低門(mén)窗的導(dǎo)熱系數(shù)。以窗框?yàn)槔瑧?yīng)優(yōu)先選用PVC材料，以此來(lái)提高建筑的氣密性，減少熱量損失，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

（3）屋面節(jié)能。屋面作為建筑的最頂部，其同樣會(huì)對(duì)建筑的整體隔熱保溫性能造成影響。在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，常用的低能耗設(shè)計(jì)方式分為正置式屋面、倒置式屋面以及種植屋面等。其中正置式屋面的具體設(shè)計(jì)方法與外墻保溫設(shè)計(jì)基本一致，但由于此種方法所構(gòu)建的保溫體系極易在自然因素的影響下出現(xiàn)開(kāi)裂、變形等問(wèn)題，所以通常會(huì)不在低能耗建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行使用;倒置式屋面則可以在一定程度上改善正置式屋面的缺陷，所以在當(dāng)今低能耗建筑設(shè)計(jì)中得到較多應(yīng)用;種植屋面則是通過(guò)在屋面種植綠植的方式吸收太陽(yáng)光所形成的輻射，并同時(shí)提高城市綠化面積，吸收溫室氣體[3]，所以在低能耗建筑設(shè)計(jì)中，更加提倡使用此種建筑設(shè)計(jì)方案。

2.2照明系統(tǒng)

低能耗建筑設(shè)計(jì)中的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念主要是在滿足建筑照明需求的前提下，對(duì)照明系統(tǒng)的能耗進(jìn)行有效控制。對(duì)此，常用的低能耗建筑設(shè)計(jì)通常會(huì)采用以下兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)：

（1）優(yōu)選照明方式。建筑的照明方式選擇應(yīng)結(jié)合建筑的使用功能進(jìn)行綜合確定。以公共建筑為例，可以結(jié)合建筑的使用功能將建筑照明系統(tǒng)分為全運(yùn)行、半運(yùn)行以及響應(yīng)運(yùn)行三種運(yùn)行模式，其中全運(yùn)行模式主要用于夜間有著大范圍照明需求的時(shí)間段，用于為建筑提供充足的光照強(qiáng)度;半運(yùn)行模式多用于傍晚及半天，此時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)建筑內(nèi)的光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)建筑照明系統(tǒng)中燈具的啟用數(shù)量，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)為建筑提供充足光照強(qiáng)度同時(shí)，降低能源消耗;響應(yīng)運(yùn)行模式主要應(yīng)用于午夜等建筑內(nèi)人員較少的時(shí)間段，會(huì)根據(jù)建筑內(nèi)行人的行進(jìn)軌跡自動(dòng)啟停等級(jí)，為行人提供良好的照明效果。

（2）燈具選擇。在進(jìn)行建筑照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選用節(jié)能型照明燈具，其中LED燈具可作為首選，相比較其他光源來(lái)說(shuō)，LED燈具具有高亮度、低能耗、使用壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，在白天等外界光源較為良好的時(shí)間段，還應(yīng)對(duì)外界光源進(jìn)行充分利用。對(duì)此，應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中合理應(yīng)用采光技術(shù)將外界太陽(yáng)光引入室內(nèi)，提高建筑內(nèi)部光照效果的同時(shí)，降低照明系統(tǒng)對(duì)于能源的依賴。

2.3動(dòng)力系統(tǒng)

建筑中常見(jiàn)的動(dòng)力系統(tǒng)包括有電梯、水泵、風(fēng)機(jī)等，該些系統(tǒng)也是建筑能耗的重要組成部分，需要在建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮。對(duì)此，在電梯節(jié)能方面，應(yīng)合理采用如永磁同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)等電梯驅(qū)動(dòng)技術(shù)，提高電梯能源轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，保障電梯原有的功能效果。此外，還需要對(duì)電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行合理優(yōu)化，去除諸多不必要的系統(tǒng)，降低電梯運(yùn)行能耗;在水泵、風(fēng)機(jī)節(jié)能方面，應(yīng)使用新型節(jié)能電動(dòng)機(jī)，如開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。相對(duì)于常規(guī)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子不存在繞組，可以有效提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。

結(jié)語(yǔ)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，如今國(guó)家和群眾對(duì)于建筑節(jié)能的要求也越來(lái)越高，為能夠滿足此需要，應(yīng)在建筑設(shè)計(jì)中充分應(yīng)用低能耗建筑設(shè)計(jì)理念，結(jié)合各種行之有效的節(jié)能技術(shù)、節(jié)能材料，降低建筑運(yùn)行中對(duì)于能源的依賴性同時(shí)，保障建筑原有的功能效果，進(jìn)而降低我國(guó)建筑能耗在全國(guó)能耗中的占比，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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