唐召利　楊亞魯　周升臣

【摘 要】 近些年，全球能源急劇消耗，資源現(xiàn)有量非常緊張，人們已經(jīng)開始越來越多的關(guān)注建筑節(jié)能領(lǐng)域，建筑行業(yè)的蒸蒸日上也帶動了綠色建筑的日益成長，作為一種嶄新的模式，它倡導(dǎo)的是節(jié)約資源，減少資源浪費，進(jìn)而保護(hù)現(xiàn)有環(huán)境。本文就建筑能耗及節(jié)能現(xiàn)狀展開分析，提出了一系列建筑節(jié)能設(shè)計方法，最后又強調(diào)了設(shè)計上的兩大注意事項，以期建筑節(jié)能設(shè)計走向完善。

【關(guān)鍵詞】 建筑節(jié)能；設(shè)計研究

一、建筑能耗及節(jié)能現(xiàn)狀

建筑能耗是對資源的一種直接浪費，它的節(jié)能環(huán)保對社會大有裨益。例如，在我國辦公建筑能耗中，針對空調(diào)采暖與照明用能進(jìn)行統(tǒng)計占80%左右，這需要在辦公建筑設(shè)計中，采取有效措施使空調(diào)設(shè)備與照明提高效率以實現(xiàn)建筑節(jié)能。從本質(zhì)上使辦公建筑提高的節(jié)能作用，建筑設(shè)計開始時應(yīng)采納建筑節(jié)能策略，實現(xiàn)“本源節(jié)能”設(shè)計。目前我國建筑用能主要有以下四個特點：

1.建筑設(shè)計中節(jié)能潛力巨大

人員活動區(qū)域較為集中、閑置空間較多等特點，使辦公建筑消耗浪費和多能源，因此具有巨大的節(jié)能潛力?？刹扇」?jié)能設(shè)計技術(shù)將獲得明顯地節(jié)能效果，而且，對于公共建筑采用成熟應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行設(shè)計具有重要作用。

2.建筑設(shè)計有待于不斷提高對節(jié)能策略的重視程度

目前很多辦公建筑因設(shè)計不足而使建筑能耗在無形中增大很多，這難以在使用后采取改造措施進(jìn)行解決，所以應(yīng)以節(jié)能為核心進(jìn)行建筑設(shè)計，為節(jié)能打下堅持基礎(chǔ)，才能設(shè)計出更節(jié)能的辦公建筑。

3.加強設(shè)備節(jié)能

對基于使用特點的建筑設(shè)計節(jié)能沒有引起足夠重視，而對高能耗空調(diào)和照明等設(shè)備更關(guān)注研究其節(jié)能，以利用空調(diào)效率提高、研制照明工具更節(jié)能等方面使建筑節(jié)能效果不斷提高，建筑節(jié)能設(shè)計合理有效才能使建筑對設(shè)備減少依賴性，進(jìn)而使建筑節(jié)能效率提升。

4.過于重視節(jié)能評估

建筑節(jié)能通常比較注重節(jié)能評估，將其結(jié)果作為對建筑節(jié)能效果判定的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而“重結(jié)果、輕實際”現(xiàn)象在建筑評估中普遍存在。節(jié)能評估沒有結(jié)合辦公建筑實際特點進(jìn)行分類，為使建筑與國家節(jié)能規(guī)范要求相符，一般還要對評估結(jié)果進(jìn)行修改，以達(dá)到對辦公建筑設(shè)計的節(jié)能評估要求。

二、建筑節(jié)能設(shè)計指標(biāo)及方法

針對建筑能耗的實際情況，可從以下指標(biāo)著手進(jìn)行建筑設(shè)計，采取適宜設(shè)計方法控制，以實現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計要求。

1.控制體形系數(shù)

建筑物接觸室外大氣外表面積與其包圍的建筑體積之比被稱為建筑體形系數(shù)，體形系數(shù)大的單位建筑空間具有更大的熱散失面積，也具有更大的能耗，所以辦公建筑節(jié)能的設(shè)計關(guān)鍵在于降低建筑體形系數(shù)?？刂平ㄖw形系數(shù)具有規(guī)律性，可采用合適的方法設(shè)計辦公建筑以實現(xiàn)節(jié)能控制。高層辦公建筑可采用“高度反比規(guī)律”控制建筑體形系數(shù)，也就是建筑體形系數(shù)與建筑高度具有反比例關(guān)系，利用對建筑外墻平面長度和所圍面積之比進(jìn)行控制，使建筑體型系數(shù)減小，達(dá)到建筑節(jié)能的目的。

2.自然通風(fēng)設(shè)計

因建筑開口位置具有的壓力差而使空氣發(fā)生流動被稱為建筑自然通風(fēng)，按照不同原因產(chǎn)生的壓力差的，可將其分為熱壓、風(fēng)壓、風(fēng)壓熱壓相結(jié)合及機械輔助式四種自然通風(fēng)方式。因溫濕度、風(fēng)速及太陽輻射等在不同地區(qū)存在明顯差異，所以對自然通風(fēng)也具有不同要求。我國北方建筑由于要具有保溫性與氣密性，自然通風(fēng)主要是實現(xiàn)室內(nèi)良好空氣的最小換氣量，所以大部分采用熱壓通風(fēng)方式進(jìn)行換氣。南方高溫高濕熱濕地區(qū)，自然通風(fēng)是蒸發(fā)制冷的最好實現(xiàn)方法，所以大部分采用開放擴大“新風(fēng)量”的自然通風(fēng)設(shè)計方法。

在建筑室外環(huán)境設(shè)計中，可利用對朝向的合理布局、處理好城市街道與建筑迎風(fēng)面之間的關(guān)系、合理布置水體與綠化等方法引導(dǎo)自然通風(fēng)，避免因建筑形態(tài)及布局不合理而造成的“熱島效應(yīng)”，室外風(fēng)環(huán)境設(shè)計堅持引風(fēng)入城、留風(fēng)、導(dǎo)風(fēng)過城原則。自然通風(fēng)效果主要由門窗大小、開口方向及進(jìn)深長度等因素所決定，建筑平面進(jìn)深不能高于五倍樓層凈高，通常應(yīng)不超過14m，便于產(chǎn)生穿堂風(fēng)，單側(cè)通風(fēng)建筑進(jìn)深不可超過2.5倍凈高。建議架空處理建筑底層，利用水幕、噴泉設(shè)置在進(jìn)風(fēng)口位置及綠化方式對建筑風(fēng)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.自然采光設(shè)計

很多大型辦公建筑隨著不斷發(fā)展的建筑技術(shù)而多采用人工照明方式，使自然采光作用受到忽視，而在辦公建筑中自然采光是節(jié)能設(shè)計的重要方法，對人心理及生理健康十分有益。開窗面積、朝向及平面進(jìn)深等因素都對建筑采光產(chǎn)生影響，傳統(tǒng)上主要通過側(cè)窗、天窗及中庭方式進(jìn)行自然采光。隨著辦公建筑不斷多樣的功能及空間需求，對采光需求也產(chǎn)生很大變化。自然照明可采用光導(dǎo)纖維、導(dǎo)光管及導(dǎo)光棱鏡窗等實現(xiàn)，以實現(xiàn)室內(nèi)的均勻照明。

4.外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)對其熱工性能具有決定性作用，也對建筑能耗產(chǎn)生較大影響。因不同地區(qū)存在較大的氣候差異，建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)將采取各不相同的節(jié)能措施。通常北方寒冷地區(qū)建筑對于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有較高的保溫隔熱性能要求，因此大部分采用內(nèi)保溫復(fù)合外墻處理方法；夏熱冬冷地區(qū)辦公建筑為達(dá)到兩季氣候所需，大部分采用大開窗或玻璃幕墻方式，盡管能在冬季獲得較多的太陽熱能，在夏季卻存在隔熱性差的問題，不利于建筑節(jié)能。不管是何種氣候，建筑窗墻比對于建筑節(jié)能都具有直接影響，建筑設(shè)計至少應(yīng)達(dá)到建筑通風(fēng)及采光要求，盡可能減少開窗。遮陽對于建筑節(jié)能也是一種比較有效的手段，在辦公建筑設(shè)計中主要采用外部構(gòu)件與形態(tài)本身兩種方式。

三、建筑單體的通風(fēng)及節(jié)能設(shè)計

建筑單體的通風(fēng)設(shè)計不僅能夠為住戶提供更為舒適的居住條件，這也是從單個建筑體出發(fā)的有效的節(jié)能設(shè)計的體現(xiàn)。首先，在平面設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分考慮到單體內(nèi)空氣的流通性及貫穿性，如果能夠通過合理的設(shè)計布置房間的門窗朝向及門窗間的相互位置，進(jìn)而營造出穿堂風(fēng)，這不僅極大的提升了內(nèi)部空間的空氣流通率，也能夠很好的起到調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度的作用。其次，從理論上看，窗戶的大小將直接決定風(fēng)量及室內(nèi)通風(fēng)面積，但是還存在一個重要前提，那就是在單體內(nèi)進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口必須同時存在。只有滿足這個條件才能夠通過形成正負(fù)風(fēng)壓而加速空氣流通，進(jìn)而保障室內(nèi)空氣的暢通，這也是設(shè)計時旳一個關(guān)鍵點。此外，單體內(nèi)窗戶的開啟形式對于室內(nèi)通風(fēng)效果的影響也非常直觀。常見的開啟形式有推拉形式與平開形式，然而，在窗戶面積相同的條件下平開形式卻是推拉形式最大通風(fēng)量的兩倍。這也是一個很值得注意的細(xì)節(jié)設(shè)計，是從單體出發(fā)做好節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵點。通風(fēng)不僅是保障居住環(huán)境舒適性的重要前提，這也是借助自然環(huán)境進(jìn)行室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的一種最有效的方法。因此，做好單體內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計是實現(xiàn)整個建筑節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)，也是節(jié)能建筑打造過程的重要保障。

四、熱橋問題與節(jié)能設(shè)計

當(dāng)室內(nèi)外存在較大溫差時，建筑圍護(hù)部分間會形成較為密集的熱流，由于這種溫差的存在使得這些部位會極大的傳輸熱流，形成熱橋，這也是熱橋效應(yīng)的產(chǎn)生原因。隨著各種新型建筑的產(chǎn)生，許多建筑在造型上越來越多樣與奇特，建筑外立面的凹凸進(jìn)退不斷增多，飄窗的設(shè)計也越來越常見。這些確實豐富了建筑旳外部形態(tài)，但是也形成了非常顯著的熱橋問題，這對于節(jié)能建筑的打造是一種極大的阻礙。想要化解這個問題，可以從如下方面著手。首先，對于那吳冬季需要著重考慮保溫問題的地區(qū)，這些地區(qū)的建筑最容易產(chǎn)生熱橋問題，因此，這些建筑應(yīng)當(dāng)有意識地加強內(nèi)外墻以及屋面與門窗的保溫，同時，建筑各個相關(guān)構(gòu)建的物理性能也要有所保障，這才能夠一定程度化解熱橋問題。其次，控制好各個相關(guān)組件的熱傳遞系數(shù)很重要，這是控制熱橋問題的根本。熱橋問題之所以會產(chǎn)生就是由于內(nèi)外形成強烈溫差，溫差的存在又和各組成部分的熱傳遞系數(shù)的不同相關(guān)。因此，如果能夠從這個層面做好控制，這將能夠很大程度化解熱橋問題，也是實現(xiàn)建筑節(jié)能的一種打造模式。

五、結(jié)語

綜上所述，以上探討的控制節(jié)能設(shè)計指標(biāo)的方法使建筑節(jié)能中對建筑設(shè)計的重要性得到良好體現(xiàn)，而且也要加強注意，節(jié)能設(shè)計要充分考慮建筑的使用功能及藝術(shù)效果，不可顧此失彼。建筑設(shè)計應(yīng)統(tǒng)一考慮其節(jié)能設(shè)計方法，采用集成化、整體化建筑設(shè)計方法以建設(shè)兼具節(jié)能環(huán)保及健康的良好建筑環(huán)境。

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