浅谈建筑节能在建筑设计中的重要性
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摘要:随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升, 庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行,其中建筑设计是一个很重要的环节。本文主要对建筑节能在建筑设计中的重要性以及如何落实建筑节能措施进行了阐述,并提出了一些个人的建议供同行参考。
关键词:节能构造设计;建筑设计;
1、建筑节能的重要性
随着我国城市化建设进程的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。
2、真正贯彻落实全面的建筑节能设计
2.1 整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
2.1.1 合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
2.1.2 合理的外部环境设计
在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
2.1.3 合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。
日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。
2.2 单体的节能设计
单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
2.2.1 建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。
1)屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。
2)楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。
3)建筑外围墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennamUmno大厦外墙中,则外加了一种“铺风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风铺捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。
4)建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计应主要考虑:①控制建筑不同朝向的窗墙面积比;②设置遮阳措施,我国节能标准中规定,夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳;③根据需要合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风;④严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施;⑤选择高性能的建筑门窗和幕墙技术,建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。
5)建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取口可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
2.2.2 合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
2.2.3 选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
3、加强建筑节能设计方面的学习
3.1 学习现有的节能技术
当前,很多建筑师不太懂节能技术,以及如何把节能技术应用到建筑当中。建筑师不能只是设计时套用标准图,更重要的是要明白节能原理,才能在设计中按照不同的工程、不同的部位,采取相应的节能措施,所以必须加强建筑节能方面的学习。
3.2 学习建筑节能新“理念”
在推行节能理念同时,眼睛不仅要“向外看”,引进学习国外先进节能理念,而且要学会“向内看”,从传统建筑模式、风格中学习节能办法。强调中国节能建筑发展的民族性、地域性应该是设计师们的共同理念。
中国传统民居(如京津风格的四合院、桂北风格的吊脚楼、岭南风格的骑楼长街、陕北风格的窑洞、草原风格的蒙古包……)都蕴含了丰富的节能理念,它们的设计和用料都给建筑师以无穷的启示。
这种以房子包围院子的建筑方式,有效地减少了冷空气入侵,符合京津一带夏季炎热,冬季严寒的气候特点。吊脚楼为每扇四柱撑地,横梁对穿,上铺木板呈悬空阁楼,绕楼三面有悬空的走廊,廊沿装有木栏扶手,符合南方夏季炎热、湿度大、空气流通需求量高的特点。中国传统民居都是在与周边生态环境共存共生的条件下,各类功能利用与自然环境达到完备效果的典范,并且各自拥有独立的形态样式,可以成为当代建筑节能的借用范式,形成新的节能理念。
4、结束语
全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
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