李青山
(昆明市墻體材料革新和推廣節能建筑辦公室 云南昆明 650000)
依據綠色建筑理念而設計施工的建筑工程最大的特點之一就是其節能性,也即是建筑節能。建筑節能是指在建筑材料生產、房屋建筑和構筑物施工及使用過程中,滿足同等需要或達到相同目的的條件下,盡可能降低能耗[1]。
建筑設計首先要因地制宜,工程設計伊始設計人員便要根據建筑當地氣流特點,來優化建筑內通風換氣通道以及門、窗等部位的位置,通過無需任何能耗的自然通風來改善建筑內部的氣流組織,盡可能做到建筑內部所有需通風區域有自然風流通,進而使室內環境在達到居住人要求的情況下盡可能地做到節能。在不同氣候工況下,室內的通風設計能滿足不同的居住需求。夏季,良好的室內通風條件,首先能滿足戶主的舒適度需求,其次能減少戶主對空調的使用,進而節省大量電能。冬季,良好的室內通風條件,保證了北方集中供暖區域的室內濕度需求,不用額外對室內空氣進行加濕,進而在節能的同時使室內擁有更高的舒適度。
1.朝向設計
我國地處北半球,夏至日南偏東及偏西60°朝向范圍內,日照時間均大于8h,而冬至日南偏東及偏西30°朝向范圍內,日照的時間十分充足[2]。由此可知我國大體上,南北朝向的采光時間長,照射角度高,如若選擇東西朝向營造建筑,則會使陽光過分直射室內,導致室內溫度過分升高、眩光等現象。所以國內建筑工程朝向最宜選取坐北朝南,冬季充分利用太陽能,讓太陽輻射使室內所需熱負荷下降;夏季又可規避太陽直射,優異的遮陽使室內所需冷負荷下降。由此可見通過科學優化的建筑朝向可以使建筑幾乎做到冬暖夏涼,減少大量能源的消耗。
2.形體設計
建筑的形體設計優化主要有剖面形式優化、進深控制優化,墻體構造優化和建筑體量優化等方面。就建筑長寬比而言,越大的建筑長寬比,就容易獲得、積攢越多的熱量。根據地理環境,我國南方需要進行夏季防熱,其建筑工程最適宜選取長寬比較小的形體。與之相反,冬季寒冷的北方需要積蓄熱量抵御嚴寒,其建筑工程最適宜選取長寬比較大的形體。建筑的形體選擇又處于統籌的地位,在確定建筑形體時也要分析整體建筑的光照的需求,做到采光與其他機構設計的平衡。建筑采光需求高,便加大建筑工程與外部環境的接觸面積;建筑采光需求一般,并且需要對光照加以控制的區域,可以通過計算機仿真模擬,保證一定的滲透自然光即可。這樣,通過建筑形體設計優化,便可達到節能減排的效果。
3.門窗被動式采光設計
門窗被動式采光設計是一種對建筑內表面或建筑門窗、玻璃材質隔斷以及光反射板等表面采光進行設計,進而把建筑所獲得的自然光進一步加以利用的優化方式。若建筑內某區域對采光要求較高,便可以通過增大窗戶面積的方法來更加充分地利用自然光。此外,窗戶高度的設計也要經過合理規劃,窗高過高,會使近窗處照明效果不佳,窗高過低,會造成房間整體美觀大打折扣。在門窗優化過程中可以在窗戶側窗設置內反光板,由此可以使建筑內光照均勻度得到提高,改善照明環境;夏季炎熱,可以在窗戶側窗外設置反光板,降低太陽熱輻射,減少空調消耗,以達到節能的目的[3]。
墻體是建筑維護結構中相當關鍵的組成內容之一。關于墻體的節能設計有以下環節體現出了節能理念:其一是使用較為優質的外墻材料,借助著優質施工材料所具有的優良的隔熱保溫性能來達到節能的效果;其二是在整個墻體的正中央運用保溫材料,將整個墻體制作成擁有保溫夾層的復合墻體;最后就是在外墻的最外部安裝一個保溫層,這樣既保護了外墻墻體,又可以實現外隔熱。依次看來,經過實例認證在外墻安裝保溫層是保溫性能最好方法,即使是外部環境中的較高溫度仍然不會對其造成不良影響,與此同時還可以將整個主體結構置于其保護之下,由此甚至能防止冷、熱橋的產生。建筑外墻所使用的材料一般包含諸如保溫砂漿、聚苯板、聚氨酯等。保溫砂漿、聚苯板在建筑材料市場上有著十分高的普及率,但是其保溫效果與其使用率卻不相匹配。聚氨酯的保溫效果比較優異,但是傳統聚氨酯硬泡板材在較為復雜的立面墻體上的應用卻不盡理想。反倒是聚氨酯現場發泡噴涂保溫材料,靠著其優良的保溫性能以及便于施工的特點獲得了較為普遍的使用。
屋面是建筑維護結構中另一相當關鍵的組成內容。屋面所具備的隔熱、防水、保溫作用,都可以降低能源消耗,提高建筑內部舒適度。而且屋頂直接暴露在陽光直射之下,經受風沙雨雪的沖刷。在設計時一定要著重考慮其耐腐蝕、隔熱、耐輻射性能。因為這些屬性直接關系到建筑物室內溫度是否會因為屋面經受氣候變化后過度變化。聚氨酯泡沫塑料覆蓋、泡沫混凝土現澆技術都能滿足上述要求,保持室內溫度平衡,增強建筑節能減排的效率,進而提高室內舒適度。
在國家的大力推廣以及國民對環境的密切關注下,綠色建筑觀念已經逐步深入人心,創造一個綠色健康的生態、節能便捷的居住環境是大多數人向往的未來。建筑節能技術也在逐步得到應有的重視,雖然國內起步較晚,但是在諸君共同努力下的未來,建筑節能的道路一片坦途,無比明亮。