建筑設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能措施淺談

李成波

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，貴州貴陽(yáng) 550000）

1 建筑節(jié)能的重要意義

經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展，但也帶來(lái)了能源消耗和環(huán)境污染問(wèn)題。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，中國(guó)的新建筑約占世界年增長(zhǎng)量的一半。這一過(guò)程中的能源消耗、資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題不言而喻。由于技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)等條件的限制，中國(guó)的能源消耗低于發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，我們?cè)诮ㄖ?jié)能領(lǐng)域應(yīng)始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展。在城市化和城市規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)考慮建筑節(jié)能，并進(jìn)行反復(fù)研究和討論。在建筑物使用功能方面，應(yīng)充分考慮資源消耗、能源消耗和環(huán)境污染等問(wèn)題。這樣就可以強(qiáng)調(diào)建筑節(jié)能的重要性，既可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，又可以實(shí)現(xiàn)人與自然、人與社會(huì)的和諧發(fā)展。

2 關(guān)于建筑節(jié)能環(huán)境特點(diǎn)分析

如今，我國(guó)的現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，全球的人口數(shù)量增多，建筑能耗也在不斷增加，使得能源十分稀缺。發(fā)展建筑改建擴(kuò)建工程將是建筑業(yè)的必經(jīng)之路。因此，主管行政當(dāng)局應(yīng)協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的共同發(fā)展。只有建立完善的經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)制，才能保證自然環(huán)境特別是建筑業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，積極引進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，才能大大減少能源消耗的發(fā)生。

對(duì)此，國(guó)家也應(yīng)當(dāng)積極研究，大力開(kāi)發(fā)不可再生能源，減少自然消耗，保證各可持續(xù)發(fā)展[1]。對(duì)比傳統(tǒng)的建筑，節(jié)能建筑的建設(shè)優(yōu)勢(shì)顯著，其主要采用的節(jié)能材料可實(shí)現(xiàn)低碳施工和生產(chǎn)，避免建筑材料和整個(gè)施工過(guò)程中出現(xiàn)資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

3 建筑設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能的現(xiàn)狀分析

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，人口逐年增加，建筑能耗也在不斷增加，使得能源十分稀缺。發(fā)展建筑改建擴(kuò)建工程將是建筑業(yè)的必經(jīng)之路。只有建立完善的經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)制，才能保證自然環(huán)境特別是建筑業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，積極引進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，才能大大減少能源消耗的發(fā)生。節(jié)能建筑與以往的傳統(tǒng)建筑有很大區(qū)別，尤其是在實(shí)現(xiàn)低碳建筑的過(guò)程中，在避免建筑材料和整個(gè)施工過(guò)程中[2]。一般來(lái)說(shuō)，建筑裝修主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐奈幕h(huán)境，采用低碳建材或其他節(jié)能減排措施。將氣候等因素融入建筑中，有效弘揚(yáng)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)文化，創(chuàng)造獨(dú)特的建筑美。一年四季中呈現(xiàn)的景觀非常獨(dú)特。它能充分體現(xiàn)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的建筑美。在建筑物的改造中，非常注重內(nèi)部和外部的互操作性。根據(jù)每個(gè)季節(jié)持續(xù)的氣候變化，應(yīng)有效地適應(yīng)空間環(huán)境。建筑保護(hù)和環(huán)境保護(hù)是建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要目標(biāo)。

經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新，我國(guó)的建筑行業(yè)在技術(shù)和生產(chǎn)組織方式方面都得到了進(jìn)一步改進(jìn)。國(guó)內(nèi)的節(jié)能建筑的數(shù)量也有較大增加，節(jié)能型建筑設(shè)計(jì)也對(duì)一些特殊地區(qū)提供了能源管理方面的幫助。

4 節(jié)能措施在建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的背景

4.1 應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的需求

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速，能源危機(jī)也成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的一個(gè)難題。在以往為了追趕生產(chǎn)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)，不惜犧牲環(huán)境來(lái)滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，久而久之誘發(fā)能源危機(jī)。在中國(guó)越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)的同時(shí)，在綠色、共同、可持續(xù)發(fā)展理念的支持下，國(guó)家也制定了較多的法律法規(guī)來(lái)滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需求，同時(shí)限制廢氣雜質(zhì)排放，減少對(duì)環(huán)境的影響。這些舉措進(jìn)一步完善了能耗標(biāo)準(zhǔn)要求，以降低建筑行業(yè)設(shè)計(jì)中的能耗，滿足人類(lèi)生活和工作需求。只有在建筑設(shè)計(jì)中不斷降低能耗，在設(shè)計(jì)過(guò)程中有效運(yùn)用節(jié)能新技術(shù)來(lái)自滿足國(guó)家法律規(guī)定，有效應(yīng)對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要，建議不斷使用新的技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，以有效提高環(huán)保質(zhì)量，解決建筑能耗高的問(wèn)題[3]。推廣使用清潔能源和加強(qiáng)建筑的環(huán)保設(shè)計(jì)已成為降低建筑成本的重要途徑。

4.2 建筑行業(yè)發(fā)展的需求

中國(guó)社會(huì)最大的矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿狈?yōu)質(zhì)服務(wù)與滿足人民生活質(zhì)量需求之間的矛盾。與目前只滿足居住空間需求的要求不同，人們不僅關(guān)注建筑質(zhì)量，更關(guān)注是否滿足環(huán)保要求，滿足人們對(duì)舒適生活的需求，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。因此，推廣和普及環(huán)保節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的基本理念已成為房地產(chǎn)企業(yè)的重要生產(chǎn)手段。目前，建筑行業(yè)的建筑標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范發(fā)生了很大變化，建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)正日益向質(zhì)量方向發(fā)展。如果能夠加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)工作，不僅可以降低建筑成本、運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，還可以為用戶提供更加舒適、生動(dòng)的體驗(yàn)[4]。

5 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原則

5.1 整體設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)設(shè)計(jì)原則。我們首先要堅(jiān)持的是誠(chéng)信原則。在實(shí)際的過(guò)程中建筑師應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境因素，實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)目標(biāo)[5]。

5.2 因地制宜原則

在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分結(jié)合城市規(guī)劃，區(qū)域總體規(guī)劃和周邊建設(shè)項(xiàng)目，同時(shí)科學(xué)合理地評(píng)價(jià)，分析和研究不同的地域條件，特別是需注重當(dāng)?shù)貧夂蚝偷乩憝h(huán)境。充分尊重文化背景與人文精神[6]。

5.3 生態(tài)原則

生態(tài)設(shè)計(jì)的原則是在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分結(jié)合生態(tài)科學(xué)理念和人文理念，理解為節(jié)能建筑的基礎(chǔ)。有機(jī)設(shè)計(jì)主要是不斷改善對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)和適應(yīng)自然條件的能力。在后期實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，使用者可利用預(yù)設(shè)設(shè)備，有效降低能耗，提高能效。同時(shí)，還可以充分利用各種資源有效減少施工過(guò)程對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響[7]。

5.4 以人為本原則

建筑設(shè)計(jì)是當(dāng)代社會(huì)和建筑的關(guān)鍵理念，其核心思想是為人們提供健康、綠色且舒適的環(huán)境。因此在建筑環(huán)境設(shè)計(jì)中也要強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)，節(jié)能、人民生活的舒適感。因此建議在設(shè)計(jì)中盡可能采用新型建筑節(jié)能建筑來(lái)提升室內(nèi)的溫度和和舒適度，同時(shí)可以采用系能源來(lái)代替加熱和冷卻問(wèn)題[8]。

6 建筑節(jié)能措施實(shí)施方案

6.1 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)

首先，在進(jìn)行建筑外圍護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑師必須從宏觀角度對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行全面考量。既要考慮立面的協(xié)調(diào)性，又要滿足外圍護(hù)結(jié)構(gòu)窗墻比的合理性，使得建筑外立面與內(nèi)部空間，結(jié)構(gòu)與功能，由內(nèi)而外充分展示建筑形體的真實(shí)性；其次，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為空間圍合與限定的媒介，若不采用合理的節(jié)能措施，則會(huì)造成能源的損失。為了進(jìn)一步加強(qiáng)門(mén)窗結(jié)構(gòu)的氣密性，建筑師還可以通過(guò)減少窗戶結(jié)構(gòu)的外部空氣滲透面積來(lái)減少建筑物的內(nèi)部能耗損失；最后，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑行業(yè)創(chuàng)造了許多具有環(huán)境特征的建筑材料。設(shè)計(jì)人員可結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇一些環(huán)保材料，盡可能優(yōu)化外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以降低建筑能耗[9]。

6.2 屋面結(jié)構(gòu)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

雖然我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，但在建筑設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能措施方面，需要對(duì)不同的技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)未來(lái)的工作目標(biāo)，取得良好的促銷(xiāo)效果。屋頂節(jié)能是建筑設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能措施的核心組成部分。鑒于當(dāng)代民用建筑數(shù)量的不斷增加，以及新一代居民對(duì)建筑的需求大幅增加，在對(duì)屋頂節(jié)能進(jìn)行更多設(shè)計(jì)考量后，我們可以更好地鞏固整體節(jié)能效果，促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展，為了達(dá)到更高的目標(biāo)。我國(guó)目前在建筑技術(shù)上更加重視屋面節(jié)能措施。由于屋面是建筑最重要的部位，要接受外界環(huán)境和溫度的影響，其保溫措施就顯得非常重要。目前，我國(guó)多地區(qū)屋面采用倒置式屋面，即保溫層位于防水層之上。將兩者的轉(zhuǎn)移順序顛倒，以提高保溫效果。這樣既能提高屋面的耐久性，又能達(dá)到很好的節(jié)能控制效果。從這個(gè)角度來(lái)看，屋頂節(jié)能的加強(qiáng)為建筑設(shè)計(jì)中建筑改造措施的改進(jìn)提供了更多的保障。

6.3 屋頂設(shè)計(jì)節(jié)能措施

屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，應(yīng)充分考慮設(shè)計(jì)師的節(jié)能設(shè)計(jì)。在屋頂節(jié)能的具體設(shè)計(jì)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先充分了解當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，特別注意當(dāng)?shù)囟膬杉镜沫h(huán)境變化，控制建筑屋頂?shù)谋馗魺?。在設(shè)計(jì)保溫層時(shí)，建筑師可以選擇蓄熱系數(shù)高的材料，并加強(qiáng)綠色涂料方法的合理使用。實(shí)現(xiàn)屋面美觀施工，保證屋面保溫。同時(shí)，在選擇屋面材料時(shí)，應(yīng)盡可能選擇環(huán)保材料，在保證建筑良好整體效率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

6.4 新型節(jié)能科技的應(yīng)用

新型節(jié)能科技是指采用新的節(jié)能技術(shù)，如新型節(jié)能空調(diào)、新型節(jié)能熱水供應(yīng)器等，可以顯著降低住宅建筑能耗。為了充分利用太陽(yáng)能，降低能源消耗，太陽(yáng)能的利用率達(dá)到70%或80%，太陽(yáng)能的充分利用為整個(gè)建筑提供能量。當(dāng)然，這種建筑還沒(méi)有普及，而且價(jià)格也相對(duì)較高。它們目前正在測(cè)試中。然而，還有其他更常見(jiàn)的節(jié)能技術(shù)，如生物技術(shù)，如充分利用苔蘚的特性來(lái)清潔室內(nèi)的甲醛，這節(jié)省了甲醛清潔劑的使用，不僅減少了環(huán)境污染，還節(jié)約了能源。李新民等介紹了內(nèi)蒙古農(nóng)牧區(qū)活動(dòng)板房的改造方法，提高了建筑物的隔熱性能，降低了熱負(fù)荷，因地制宜，減少不可再生能源排放。劉清泉介紹了一種新型的地源熱泵系統(tǒng)。該土壤源熱泵技術(shù)可應(yīng)用于住宅小區(qū)的生活熱水。它將節(jié)能與環(huán)保結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了能源利用和環(huán)境質(zhì)量的雙重提高[10]。

6.5 可再生能源技術(shù)應(yīng)用

可再生能源技術(shù)較多，現(xiàn)列舉常見(jiàn)的雨水利用和太陽(yáng)能利用兩種方式。第一種是雨水利用方式，該方式主要運(yùn)用在現(xiàn)代房屋結(jié)構(gòu)的屋頂和墻體設(shè)計(jì)中。要求在屋頂和墻體設(shè)計(jì)一個(gè)美觀，方便的雨水收集裝置，以此來(lái)節(jié)約水資源。但是雨水裝置需要有過(guò)濾裝置才能夠保證采集有效；采集后的雨水可直接用于植物灌溉。太陽(yáng)能是當(dāng)前能源開(kāi)發(fā)的主流技術(shù)，因?yàn)樘?yáng)能取之不盡用之不竭，在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，太陽(yáng)能的運(yùn)用技術(shù)較為成熟，通過(guò)太陽(yáng)能供熱和供電可以提高建筑的節(jié)能效果，減少對(duì)環(huán)境的污染，是理想的節(jié)能降耗能源。

6.6 用地域環(huán)境進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)

采暖屬于建筑設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分，十分適合氣候差異較大，環(huán)境惡劣的地方。如北方的冬天天氣較為寒冷，需要采用較多的保暖裝置。同時(shí)墻體也應(yīng)當(dāng)具有保暖效果。保證保暖系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效果。但是在實(shí)際的建設(shè)管理中，也存在為了節(jié)約材料成本偷工減料等行為，例如一些建筑商為了建設(shè)高質(zhì)量的建筑，在建筑采暖方面不惜違背能源保護(hù)理論，大肆利用電能來(lái)提高的建筑的供暖效果，這會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。所以，在進(jìn)行現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中一定要注重建筑采暖方面能源浪費(fèi)現(xiàn)象的處理。對(duì)建筑采暖方面的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從地域環(huán)境入手，一方面考慮地域環(huán)境，一方面考慮建筑的保溫效果，進(jìn)而保證保暖設(shè)計(jì)的效果。

（1）對(duì)地域環(huán)境的考慮是對(duì)建筑所在地的環(huán)境進(jìn)行分析，確定當(dāng)?shù)匾荒晁募練夂驕囟?，明確當(dāng)?shù)刈罾浜妥顭釙r(shí)的溫度并以此為依據(jù)合理規(guī)劃建筑采暖設(shè)施。

（2）對(duì)建筑保溫效果考慮是結(jié)合當(dāng)?shù)販囟茸兓闆r，科學(xué)合理設(shè)計(jì)建筑墻體的保溫措施，提高墻體隔熱效果。

6.7 綜合利用可再生能源方面

低碳理念的建筑設(shè)計(jì)必須廣泛利用可再生能源，加強(qiáng)低碳設(shè)計(jì)，尤其是在節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中。優(yōu)化能源使用，開(kāi)發(fā)可再生能源的新技術(shù)和新材料非常重要。總的來(lái)說(shuō)，不同地區(qū)的建筑能耗也各不相同，這就要求因地制宜，結(jié)合不同地區(qū)的特點(diǎn)，科學(xué)有效地利用能源。例如，在北方的一些城市，由于天氣寒冷，供暖能耗所占比例相當(dāng)高，尤其是最大的二氧化碳消耗，這需要考慮隔熱，并不斷尋求新的替代能源以減少更多的二氧化碳排放和可再生能源的綜合利用。在建筑的實(shí)際生命周期中，負(fù)責(zé)人必須將風(fēng)能、太陽(yáng)能、水、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等非化石可再生能源全面落?shí)到建筑設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)真正的低碳建筑設(shè)計(jì)，最大限度地實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前中國(guó)建筑行業(yè)的內(nèi)部建筑設(shè)計(jì)中，采取節(jié)能措施至關(guān)重要。節(jié)能措施的應(yīng)用可以體現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。無(wú)論是在墻體設(shè)計(jì)還是在門(mén)窗設(shè)計(jì)中，通過(guò)合理的節(jié)能措施，都可以大幅度節(jié)約能源消耗，這大大改善了我國(guó)能源緊缺的現(xiàn)狀。特別是太陽(yáng)能等可再生資源在建筑中的使用替代了我國(guó)稀缺不可再生資源的浪費(fèi)，促進(jìn)了我國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展。