孔燕

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引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)建筑功能的需求也越來(lái)越多，除了要求建筑具有良好的外觀以外，還要求建筑盡可能節(jié)能環(huán)保。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)能夠有效降低建筑能耗，減少建筑使用對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

1 現(xiàn)代化建筑及其節(jié)能設(shè)計(jì)概述

傳統(tǒng)建筑無(wú)論是土木結(jié)合還是磚木結(jié)合，都是以木構(gòu)架為主體的建筑體系，除去那些高大的宮殿、宗教建筑外，大量建筑均單體不大，沒(méi)有通風(fēng)空調(diào)等現(xiàn)代機(jī)電設(shè)備?，F(xiàn)代建筑工程存在體量大，功能復(fù)雜的特點(diǎn)，為滿足人們的使用和舒適需求，在建筑工程設(shè)計(jì)中大量使用的通風(fēng)、空調(diào)等機(jī)電設(shè)備情況非常普遍。由于通風(fēng)、空調(diào)等機(jī)電設(shè)備的使用會(huì)消耗能源，不利于節(jié)能減排，設(shè)計(jì)者如充分利用傳統(tǒng)建筑工程所蘊(yùn)含的節(jié)能智慧，并將其應(yīng)用到現(xiàn)代化建筑工程的節(jié)能設(shè)計(jì)中，以此來(lái)達(dá)到盡可能降低機(jī)電設(shè)備使用、節(jié)省能源消耗的節(jié)能效果[1]。

2 為什么要加大建筑技術(shù)中節(jié)能環(huán)保措施

在當(dāng)前的大環(huán)境下，我國(guó)提倡建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)，國(guó)家和人民更加重視保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源。因此，消耗大量資源以及可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染的建筑行業(yè)，必須積極響應(yīng)節(jié)能環(huán)保政策，在建筑設(shè)計(jì)方面采取節(jié)能環(huán)保措施是很有必要的。目前，我國(guó)節(jié)能環(huán)保的建筑設(shè)計(jì)成本可能比非節(jié)能環(huán)保的建筑設(shè)計(jì)成本要大，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，前者的成本必定會(huì)比后者成本更少。當(dāng)下，許多城市在開(kāi)展老舊城區(qū)改造工作，但是在改造的過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)不了解當(dāng)?shù)氐那闆r，忽視了居民對(duì)舒適性的要求；同時(shí)，改造部位多為門(mén)窗外柵欄等外部部位，可再生資源未得到充分利用。這些問(wèn)題都說(shuō)明了當(dāng)前我國(guó)建筑設(shè)計(jì)需要節(jié)能環(huán)保。下面以北方寒冷地區(qū)的房屋建筑為例。在北方房屋采用外墻外保溫技術(shù)、屋頂平改技術(shù)、門(mén)窗更換技術(shù)、遮陽(yáng)技術(shù)之前，北方家庭每年冬季需要繳納高額的暖氣費(fèi)，政府也需要提供大量的燃料，空氣污染問(wèn)題嚴(yán)重。最終，人民生活成本不斷增加，居住環(huán)境變得越來(lái)越差。因此，增加建筑技術(shù)中節(jié)能環(huán)保的措施是有必要的。

3 節(jié)能措施在住宅建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

3.1 節(jié)能設(shè)計(jì)融入住宅的整體布局

節(jié)能設(shè)計(jì)需要融入整體的建筑設(shè)計(jì)中去，這樣才可以實(shí)現(xiàn)整體的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)布局。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行民用建筑外部環(huán)境設(shè)計(jì)時(shí)，需要盡可能地利用當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境優(yōu)勢(shì)，比如在透風(fēng)且光照充足的地方建設(shè)建筑物，這樣可以充分利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生資源，從而減少建筑內(nèi)部的電能使用，達(dá)到節(jié)能的效果。因此，設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真勘查建筑物所在地的氣候條件，清晰掌握當(dāng)?shù)氐墓庹铡⑼L(fēng)情況，只有這樣，才可以最大限度地利用自然資源，合理實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。除了可以通過(guò)自然資源開(kāi)展節(jié)能設(shè)計(jì)之外，設(shè)計(jì)人員還可以通過(guò)合理節(jié)省土地使用來(lái)達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。例如，采取科學(xué)方式縮減建筑物間的距離可以起到節(jié)約土地使用面積的方式，提升土地資源的利用率，同時(shí)保證建筑物的質(zhì)量。與此同時(shí)，在開(kāi)展建筑物內(nèi)部空間設(shè)計(jì)時(shí)，可以充分利用地下空間面積，比如將機(jī)房、超市、儲(chǔ)藏室等都布局在地下，這樣可以提升建筑物的內(nèi)部空間使用率。另外，居住用房可以考慮設(shè)計(jì)全開(kāi)放式的客廳、廚房，這樣在提升居住房屋的使用空間的同時(shí)，內(nèi)部通風(fēng)和采光效果也得到了提升。除此之外，還可以考慮采取并列式或平行式的物件布局方式，提升內(nèi)部空間的使用效率。

3.2 住宅戶型平面合理設(shè)計(jì)，控制體型系數(shù)

在住宅建筑設(shè)計(jì)中，平面設(shè)計(jì)是其中一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，在具體平面設(shè)計(jì)工作的落實(shí)中，設(shè)計(jì)人員要提前了解人們對(duì)于居住條件、居住環(huán)境的需求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以確保設(shè)計(jì)的有效性。住宅戶型設(shè)計(jì)通常采用的是南北通透設(shè)計(jì)方式，該種設(shè)計(jì)方式的主要目的是，促使住宅建筑通風(fēng)能力得到提升，強(qiáng)化建筑自身采光能力，而且可以達(dá)到冬暖夏涼的效果。建筑的體型系數(shù)對(duì)節(jié)能影響較大，一般來(lái)說(shuō)控制建筑的體型系數(shù)，主要是減少建筑物外表面積，減少建筑形體的凹凸。前期設(shè)計(jì)時(shí)住宅應(yīng)盡量選用外輪廓規(guī)整戶型，通過(guò)控制建筑體型可以達(dá)到降低建筑整體能耗?！督K省民用建筑施工圖綠色設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》要求居住建筑因體型系數(shù)超標(biāo)而進(jìn)行性指標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)，屋面、墻體、窗戶的傳熱系數(shù)、屋面和墻體的熱惰性指標(biāo)應(yīng)滿足相近體型系數(shù)達(dá)標(biāo)時(shí)規(guī)定性指標(biāo)的要求。即體型系數(shù)超標(biāo)時(shí)，需要加強(qiáng)屋頂、外墻和門(mén)窗的保溫效果[2]。

3.3 保溫節(jié)能材料的合理選擇和應(yīng)用

在現(xiàn)代建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者合理選擇不同地區(qū)當(dāng)?shù)仄毡槭褂玫牟牧希瑏?lái)提升整體建筑工程的節(jié)能效果。①建筑墻體材料的合理選擇。因?yàn)槲覈?guó)的地理環(huán)境十分廣袤，南北方氣候環(huán)境存在很大不同，因此在具體的建筑工程節(jié)能設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者應(yīng)借鑒傳統(tǒng)建筑工程技術(shù)，根據(jù)不同地域和不同條件來(lái)進(jìn)行建筑材料的合理選擇。比如，陜北的窯洞，為有效適應(yīng)氣候特征，利用有較好蓄熱效果的土坯等材料作為墻體材料；北方一些采用了三七墻、四九墻的磚混建筑，房間內(nèi)冬暖夏涼。這是由于土墻與磚墻都能夠很好地蓄熱，墻體熱容量越高，室內(nèi)的溫度變化就越小，越能維持穩(wěn)定的熱環(huán)境?，F(xiàn)代建筑普遍采用熱惰性好的墻體材料并結(jié)合EPS、XPS、巖棉等保溫材料的使用，對(duì)維持室內(nèi)的熱環(huán)境非常有效，可減少空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的使用。②建筑門(mén)窗材料的合理選擇。對(duì)于建筑節(jié)能來(lái)說(shuō)，提升墻體的保溫隔熱性能是比較容易的，因?yàn)楸夭牧系膬r(jià)格并沒(méi)有那么昂貴。但窗戶作為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中除墻體外的非常重要的組成部分，造價(jià)較高。選用采用鋁包木窗框，結(jié)合雙層或三層中空、真空或鍍膜玻璃這類(lèi)傳熱系數(shù)低的門(mén)窗才能滿足規(guī)范和使用要求。窗墻比大的住宅，對(duì)窗戶玻璃、型材和遮陽(yáng)的要求都很高，因此在住宅設(shè)計(jì)過(guò)程中，在滿足使用和日照通風(fēng)要求的前提下，合理控制窗墻比至關(guān)重要。由于節(jié)能規(guī)范和綠色建筑的要求越來(lái)越高，在設(shè)計(jì)初始，在外立面和平面設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮窗戶比。

3.4 做好采光通風(fēng)設(shè)計(jì)

采光通風(fēng)設(shè)計(jì)是住宅建筑設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的部分，規(guī)范中對(duì)日照、采光和通風(fēng)都有明確的要求。首先在住宅總平面布置時(shí)，盡量爭(zhēng)取較大的日照間距，使每戶住宅的日照滿足規(guī)范要求；其次在平面設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要居住空間盡量避免凹凸設(shè)計(jì)，減少自遮擋等不利因素。在采光方面，尤其要重視在凹槽、連廊、天井等周邊次要空間的采光，滿足日常生活的需求。在通風(fēng)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)爻Ｄ曛鲗?dǎo)風(fēng)向，采用氣流模擬分析通風(fēng)情況。在住宅單體設(shè)計(jì)時(shí)，盡量南北通透，各居室保證一定的開(kāi)窗通風(fēng)面積，便于氣流組織和對(duì)流。

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

由于住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到建筑物的保溫效果，因此在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)需要關(guān)注圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)建筑物墻體的隔熱保溫效果起著決定性作用，直接關(guān)系到節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)施效果。因此，在開(kāi)展外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需要科學(xué)合理地選擇保溫技術(shù)以及所使用的節(jié)能材料。通常情況下，目前采取的墻體保溫節(jié)能技術(shù)多是外墻保溫技術(shù)，分為外墻外保溫、內(nèi)保溫和自保溫3類(lèi)技術(shù)類(lèi)型。根據(jù)不同的地區(qū)，不同的體形系數(shù)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)有不同的要求。建議結(jié)合裝配式建筑外墻等技術(shù)，合理采用綠色、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的材料，并滿足建筑防火規(guī)范的要求。

3.6 建筑空間布局的合理設(shè)計(jì)

在進(jìn)行現(xiàn)代化建筑工程設(shè)計(jì)中，為使其達(dá)到良好的節(jié)能效果，一項(xiàng)關(guān)鍵的內(nèi)容就是對(duì)其空間進(jìn)行合理的布局。如果建筑空間設(shè)計(jì)不夠合理，人們就需要通過(guò)安裝空調(diào)等的方法來(lái)進(jìn)行室內(nèi)降溫，這樣勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生很大的能源消耗。在北方傳統(tǒng)合院合院的設(shè)計(jì)中，對(duì)于西曬的房間會(huì)賦予次要功能、對(duì)室外庭院和建筑的回廊進(jìn)行科學(xué)組合，在整體建筑空間中增加了更多的陰影區(qū)域，這樣便可達(dá)到良好的遮陽(yáng)降溫效果；南方的吊腳樓，為避免潮濕以及有好的通風(fēng)，生活空間位于上層。所以我們可以對(duì)傳統(tǒng)建筑的設(shè)計(jì)加以科學(xué)借鑒，在現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)中采用把次要功能房間的布置在次要朝向、加設(shè)回廊和圍廊等手法來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑空間結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化，提升其遮陽(yáng)效果。

3.7 推行節(jié)能科技

隨著科技水平的不斷提高，越來(lái)越多新節(jié)能技術(shù)融入住宅建筑中，有效地提高了整體的節(jié)能效果，例如在建筑中利用新型的節(jié)能空調(diào)和節(jié)能熱水器，都可以降低不可再生能源消耗。新型技術(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)型住宅，利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)整體住宅內(nèi)部電力的供應(yīng)，同時(shí)也可以將能量?jī)?chǔ)存在其中，有效地提高整體的控制效果?，F(xiàn)住宅設(shè)計(jì)中采取裝配式技術(shù)，全面提高建筑的保溫效果，貫徹落實(shí)因地制宜原則，減少不可再生能源的排放。通過(guò)節(jié)能和環(huán)保的相互統(tǒng)一提高資源的利用率，滿足環(huán)境管理的要求，避免出現(xiàn)能源浪費(fèi)的問(wèn)題。在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要將設(shè)計(jì)理念融入計(jì)算機(jī)模型中進(jìn)行全方位模擬，考慮周邊的氣候條件，快速地發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)方案中所存在的偏差，逐漸完善整體的節(jié)能設(shè)計(jì)模式。

3.8 合理使用水資源和冷暖資源

在人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫降闹T多資源里，水資源是十分關(guān)鍵的一項(xiàng)資源。因此，在進(jìn)行民用建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需用針對(duì)水資源進(jìn)行科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計(jì)，盡可能減少水資源的浪費(fèi)。例如，設(shè)計(jì)人員可以在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，將污水回收系統(tǒng)融入建筑設(shè)計(jì)里，將生活污水、廢水統(tǒng)一收集起來(lái)，采取污水凈化措施，從而實(shí)現(xiàn)污水廢水再利用。除此之外，設(shè)計(jì)人員還可以考慮增加人工濕地的設(shè)計(jì)，將生活污水排放到人工濕地，不僅解決了污水處理問(wèn)題，也為城市增加了一片綠植，保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。在充分利用水資源的同時(shí)，還需要綜合考慮冷暖資源的使用。由于現(xiàn)代住宅大多采取冷暖空調(diào)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，通常是白天晚上都在使用空調(diào)，這在一定程度上造成了電能資源的消耗。所以，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，將建筑智能化使用引入到設(shè)計(jì)方案中，實(shí)現(xiàn)智能化控制建筑，保持室溫穩(wěn)定在適宜溫度狀態(tài)。

3.9 節(jié)能建筑技術(shù)設(shè)計(jì)

在開(kāi)展綠色建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要從各個(gè)角度上合理開(kāi)展設(shè)計(jì)，切實(shí)有效地保障建筑工程的生態(tài)降耗性能，滿足人們對(duì)美好生活的向往。當(dāng)前節(jié)能降耗、生態(tài)環(huán)保理念深入人心，并且成為我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展方向。節(jié)能減排的生活當(dāng)前不斷受到廣大群眾的追捧，所以在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該強(qiáng)化節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，系統(tǒng)性地開(kāi)展節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，保障整體建筑的綠色、生態(tài)化水平?？梢越Y(jié)合綠色建筑工程建設(shè)需求，科學(xué)合理應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架確保建筑工程框架施工的生態(tài)性與科學(xué)性。針對(duì)門(mén)窗節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該在確保整個(gè)建筑散熱、通風(fēng)性的同時(shí)，結(jié)合不同城市的特點(diǎn)，設(shè)置科學(xué)的門(mén)窗施工技術(shù)參數(shù)。對(duì)門(mén)窗開(kāi)設(shè)面積、門(mén)窗使用材料、門(mén)窗透光率等諸多因素進(jìn)行考量。結(jié)合四季變化趨勢(shì)，充分應(yīng)用自然光熱能源，減少人們對(duì)空調(diào)、地暖等諸多能源設(shè)備的依賴，實(shí)現(xiàn)節(jié)約降耗的目的。在開(kāi)展節(jié)能建筑外墻設(shè)計(jì)時(shí)，需要選擇新型節(jié)能外墻保溫材料，并對(duì)建筑外墻開(kāi)展高質(zhì)量處理，使用保溫涂料、輕保溫板材等材料，引入復(fù)合型外墻施工技術(shù)手段。例如，可以通過(guò)設(shè)置加氣混凝土材料貼附到建筑外墻外側(cè)，這樣不僅可以吸附外界的噪聲，而且還可以增加整個(gè)建筑物的隔音效果，在保持建筑余熱的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光紫外線的擴(kuò)散輻射，這樣切實(shí)有效地提高了自然能源的利用效率，降低了內(nèi)部能源的消耗。在綠色建筑設(shè)計(jì)的理念下進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，不僅可以滿足當(dāng)前人們對(duì)建筑的功能性要求，而且還潛移默化地促進(jìn)了我國(guó)建筑事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著現(xiàn)代節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入，節(jié)能環(huán)保也成為現(xiàn)代住宅建筑的必然發(fā)展方向。而在現(xiàn)代化建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)中，滿足建筑使用需求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其能源消耗與運(yùn)行成本的有效節(jié)約。因此，在住宅節(jié)能設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者可以對(duì)傳統(tǒng)的建筑工程技術(shù)加以合理應(yīng)用，根據(jù)實(shí)際情況，利用傳統(tǒng)建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)、遮陽(yáng)及太陽(yáng)能利用等可再生能源的技術(shù)，合理選用綠色節(jié)能環(huán)保材料，促進(jìn)現(xiàn)代住宅工程的建設(shè)與發(fā)展。