董環(huán)濱
遼寧德龍工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司 遼寧 123000
摘要:建筑節(jié)能是關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展的重大舉措,建筑節(jié)能已成為促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大戰(zhàn)略性課題。同時(shí)建筑節(jié)能是一項(xiàng)政策性強(qiáng)、涉及面廣、技術(shù)難度大的系統(tǒng)工程。我們必高度重視節(jié)約能源資源的重要性,增加危機(jī)感與責(zé)任感,結(jié)合地域文化、技術(shù)及生態(tài)環(huán)境,設(shè)計(jì)出更人性化的節(jié)能建筑。本文探討了建筑節(jié)能在建筑設(shè)計(jì)中的技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞:建筑;節(jié)能;設(shè)計(jì);措施
建筑工程的節(jié)能設(shè)計(jì)是符合行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展方向的重要方面??萍嫉倪M(jìn)步,帶來(lái)了各種新型高性能的環(huán)境友好型材料的應(yīng)用與推廣,但節(jié)能設(shè)計(jì)不是僅僅依靠運(yùn)用新材料新工藝就可以做好的,再生能源的循環(huán)利用,以及風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)?、地冷等新能源的開發(fā)應(yīng)用也是不可忽視,同時(shí)還應(yīng)在建筑物中加入輔助的節(jié)能設(shè)備,綜合考慮各種因素,避免不必要的資源損耗,從而有效降低建筑物的整體能耗。
一、建筑節(jié)能的重要性
1、建筑節(jié)能是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展依賴于能源的發(fā)展,需要能源提供動(dòng)力。1990~1995 年第8 個(gè)五年計(jì)劃期間,我國(guó)生產(chǎn)總值平均每年增長(zhǎng)12%,而一次商品能源平均每年增長(zhǎng)才有316%。這種能源生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度滯后于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)速度,將嚴(yán)重影響我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此,能源短缺對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是一個(gè)根本性的制約因素。我們要發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì),就非依賴于節(jié)能不可。近年來(lái)高耗能建筑不斷大量興建,采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、炊事、照明、家用電器等方面的建筑用能繼續(xù)急劇增長(zhǎng),勢(shì)必會(huì)限制國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此,為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快捷、健康的發(fā)展,就必須搞好建筑節(jié)能。
2、建筑節(jié)能是改善廣大人民的建筑熱環(huán)境的需要
隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的提高,舒適的建筑熱環(huán)境越來(lái)越成為人們生活的需要。我國(guó)氣候冬冷夏熱的問題是相當(dāng)突出的。冬天需要采暖,夏天想要空調(diào),而采暖和制冷都需要能源,其中對(duì)優(yōu)質(zhì)能源的需求量增長(zhǎng)更快。而我國(guó)的能源供應(yīng)特別是優(yōu)質(zhì)能源如電力、燃?xì)獾墓?yīng)目前還很緊張,也就是說(shuō),從總體上看,只有大力開發(fā)能源,并在注意節(jié)能的條件下改善人民的建筑熱環(huán)境,這種改善才有可能。
3、建筑節(jié)能是貫徹國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大部署
在我國(guó),人均可采能源儲(chǔ)量不豐,建筑用能巨大,大氣污染嚴(yán)重,居民又對(duì)改善冬寒夏熱的環(huán)境要求迫切,因此,把建筑節(jié)能工作真正落實(shí)到設(shè)計(jì)中去,這是至關(guān)重要的?,F(xiàn)在,國(guó)家已十分明確地把實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略作為頭等大事,要求我們付諸行動(dòng),結(jié)合我們建筑設(shè)計(jì)的情況,就必須抓緊建筑節(jié)能,堅(jiān)決遏制建筑用能浪費(fèi)嚴(yán)重,建筑熱舒適狀況不佳,而城市大氣污染加劇的趨勢(shì)。
二、建筑節(jié)能在建筑設(shè)計(jì)中的技術(shù)措施
1、合理的規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)
合理的建筑規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)能有效地適應(yīng)惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對(duì)建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應(yīng)草原的惡劣氣候,起到減少建筑的散熱面積、抵抗風(fēng)沙的效果;對(duì)于沿海濕熱地區(qū),引入自然通風(fēng)對(duì)節(jié)能非常重要,在規(guī)劃布局上,可以通過建筑的向陽(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,從而達(dá)到節(jié)能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并盡量減少太陽(yáng)輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素,建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向同時(shí)滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此,只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失,找到一個(gè)平衡點(diǎn),選擇出適合這一地區(qū)氣候環(huán)境的最佳朝向和較好朝向。
2、住宅平面的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
住宅平面設(shè)計(jì)中首要問題是確定適當(dāng)?shù)奶仔兔娣e。因?yàn)檫m當(dāng)?shù)慕ㄖ娣e不但可以節(jié)約用地(建筑行業(yè)“四節(jié)”之一)還可以大大節(jié)約建筑用材,減少營(yíng)造、維護(hù)與使用過程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節(jié)能效果。由于我國(guó)地處北半球,太陽(yáng)高度角和方位角變化規(guī)律使南朝向?yàn)樽顬楣?jié)能的建筑朝向,此朝向夏季可減少太陽(yáng)輻射得熱,冬季可增加太陽(yáng)輻射得熱,而且此朝向建筑與我國(guó)夏季盛行的東南風(fēng)差不多成垂直關(guān)系,容易形成穿堂風(fēng),而又避開了冬季盛行的西北風(fēng)。因此,將住戶長(zhǎng)時(shí)間活動(dòng)的居住空間(如廳、主要臥室)設(shè)于日照通風(fēng)條件最佳的南向位置,利用自然環(huán)境使室內(nèi)達(dá)到最大的舒適度,為住戶節(jié)約采暖和空調(diào)的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間,所以建筑平面誼設(shè)計(jì)成南北向。對(duì)于日照、通風(fēng)條件較差的北朝向與長(zhǎng)時(shí)間接受太陽(yáng)輻射的東西向可布置些平面功能比較次要的電梯、樓梯、管道井、機(jī)房、衛(wèi)生間、廚房等,以擋住日照直接照射主要房間,避免冬季西北風(fēng)灌入。經(jīng)調(diào)查,在其他條件相同的情況下,南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低5%左右。
3、建筑物周邊的綠化設(shè)計(jì)
綠化設(shè)計(jì)是建筑工程設(shè)計(jì)中的一 個(gè)重點(diǎn)。綠化能夠改善居住條件,美化環(huán)境等等,且對(duì)于房屋建筑周邊的小環(huán)境氣候具有很好的調(diào)節(jié)作用。利用技術(shù)手段,營(yíng)造好建筑物的外部環(huán)境,并使之與內(nèi)部環(huán)境很好地聯(lián)通,可以大大降低建筑物的耗能。在對(duì)建筑物周邊進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)是需要著重注意的是植被苗木的選取要適合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境,在控制好工程成本的前提下也可引入水環(huán)境,這不僅利于建筑物周邊的生態(tài)平衡,同時(shí)也能夠改善空氣的清潔度。另外,一些高大喬木的種植需要根據(jù)冬夏兩季的陽(yáng)光照射情況而定,要保證冬季有充足的陽(yáng)光,夏季能夠起到遮陽(yáng)的作用。建筑物的綠化設(shè)計(jì)不要僅僅局限與平面上,可以根據(jù)條件對(duì)建筑物進(jìn)行豎向的綠化,如對(duì)外墻、陽(yáng)臺(tái)、頂部進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹脖桓采w,使綠化有立體感,顯得自然,這樣給建筑物提供1 個(gè)復(fù)合型綠化環(huán)境,有效減少了其與空氣的接觸面積,對(duì)冬季的保溫和夏季的隔熱起到很好的促進(jìn)作用,大大提高了建筑物的節(jié)能效率。
4、合理的建筑空間設(shè)計(jì)
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)行合理分隔(平面分隔和豎向分隔),以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件,達(dá)到節(jié)能目的。如在北方寒冷地區(qū)的住宅設(shè)計(jì)中,就經(jīng)常將使用頻率較少的房間如廚房、餐廳、次臥室等房間布置在北側(cè),形成對(duì)北側(cè)寒冷空氣的“ 溫度阻離區(qū)“,從而達(dá)到節(jié)能及保證使用頻率較多房間的舒適度的目的;在印度柯里亞的管式住宅及干城章嘉公寓樓的設(shè)計(jì)中,就通過空間的豎向分隔,起到了極佳的通風(fēng)降溫效果。
5、選用建筑節(jié)能材料
合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的一個(gè)重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的原則。一方面,隨著科技的發(fā)展,大量的新型高效材料不斷被研制并應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中去,更好地起到節(jié)能效果。如新型保溫材料、防水材料在墻體屋頂中的應(yīng)用,達(dá)到了更好的保溫防潮效果;新型透光隔熱玻璃在門窗中的應(yīng)用,起到了更好的透光隔熱效果;采用可調(diào)節(jié)的鋁材遮陽(yáng)板,達(dá)到遮陽(yáng)的目的。另一方面,要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,發(fā)掘出一些地方節(jié)能材料,更好地應(yīng)用到建筑節(jié)能中去。
6、充分利用太陽(yáng)能
太陽(yáng)能是一種天賜的能源,節(jié)能建筑必須給予極大的重視。在建筑物的建設(shè)方面,盡量選擇南北朝向,充分利用太陽(yáng)能。事實(shí)證明,建筑物南北朝向比東西朝向建筑耗能要少。這樣的各居室室溫較高,居民在此可充分享受陽(yáng)光,使用也較合理。住宅等民用建筑也采用地源熱泵技術(shù),利用地下水的水溫在冬夏季的溫差不大相當(dāng)于恒溫的原理,來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,已達(dá)到節(jié)能的目的。公共建筑節(jié)能采用屋頂或外墻鋪設(shè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置,或者外墻利用光伏材料,光伏材料發(fā)電以提供本建筑的用電,以達(dá)到節(jié)能的目的。我國(guó)大部分地區(qū)都具有較好的太陽(yáng)能資源,這為在建筑中充分利用太陽(yáng)能這種綠色的潔凈資源,減少建筑能耗,提供了資源保證。太陽(yáng)能的利用方式主要分為兩種:主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑和被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑。主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑指的是需要輔助資源配合的太陽(yáng)能使用系統(tǒng)的建筑。在這種系統(tǒng)里面,光電系統(tǒng)是研究較多的對(duì)象,但它的能量轉(zhuǎn)換效率較低且太陽(yáng)能的系統(tǒng)的利用費(fèi)用過高。所以如果大批量地使用還需要進(jìn)一步研究。被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑是指在陽(yáng)面使用儲(chǔ)蓄熱質(zhì)、陽(yáng)光房來(lái)吸收儲(chǔ)備熱量進(jìn)而利用的一種形式,目前應(yīng)用便捷廣泛。
總之,實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,必須由政府主導(dǎo),由國(guó)家立法,對(duì)建筑節(jié)能做出全面的、明確的政策規(guī)定;必須按照國(guó)家的節(jié)能政策和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,全面地、嚴(yán)格地采取節(jié)能措施,使每一位公民真正樹立起全面的建筑節(jié)能觀,將建筑節(jié)能真正落到實(shí)處.
參考文獻(xiàn):
[1]張鵬,張磊勇,霍俊偉. 用VB開發(fā)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)軟件[J].邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2009(05)
[2]劉冬梅. 淺談居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)[J].工程與建設(shè).2007(05)
[3]王麗芳. 對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的探討[J].經(jīng)營(yíng)管理者.2009(18)
[4]孫華強(qiáng). 對(duì)現(xiàn)代城市建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的探討[J].科技傳播.2010(23)