浅谈建筑节能与建筑规划设计

【摘要】随着我国建筑业的蓬勃发展,城市面貌不断更新,同时也带来了巨大的建筑能耗,为我国能源压力增加了负担,因此,加强对建筑节能的设计和规划具有一定的社会现实意义。

【关键词】建筑；节能；规划设计

1　前言

建筑节能就是要减少建筑物的能源损失,节约能源消耗,提高能源的利用效率。建筑能耗一直是整个能源消耗的重要组成部分,对我国的能源消耗形成了较大的压力,我国也从多方面进行了建筑能耗的控制,但是,依然存在着很多问题和不足,因此加强对建筑设计和规划的节能探讨已具有一定的迫切性。

2　建筑规划设计节能的意义

2.1　加强建筑节能技术应用是缓解能源压力,建设节约型社会客观要求

我国整体上而言,能源资源蕴藏量很大,能源资源的种类比较齐全,但是伴随着我国经济的高速发展和城市化进程的不断加快,对能源资源的开采力度不断加大,各种能源的消耗量日渐上升,使目前我国已经面临着严重的能源危机,在各种能源消耗中,建筑能源消耗占据着庞大的比例。加强新型建筑的节能设计,大幅度降低建筑的能耗,将会大幅度缓解我国的能源压力,为建设节约型社会注入新的活力。

2.2　建筑节能技术应用是提高居民生活品位的必然选择

经济的繁荣促进了人们生活水平不断提高,随着国民的素质提高,对生活有了新的品质要求,对办公、居住等环境条件要求越来越高,绿色环保、生态节能型住宅建筑已经日渐成为了一种新的住宅需求,通过加强对住宅的节能设计,可以大幅减少各种有害有毒建筑材料的使用。对住宅的温度、湿度、光线、外部景观和内部设施的设计完善,不仅仅降低住宅能耗,节约了住宅运营成本,还很大程度提高了住宅建筑的舒适度,提高了居民的生活品位。

3　使用绿色清洁能源

绿色建筑在概念上主要包含如下几点：（1）节能,在这里主要是强调我们要减少各种各样的资源浪费；（2）保护环境,在这里主要是强调减少环境污染以及减少二氧化碳的排放数量；（3）满足人们使用上的要求,为人们提供的使用空间要做到“适用”、“健康”、“高效”。绿色建筑从设计、建设、使用、维护到拆除每个环节都有各种各样的节能及环保要求。这意味着在设计阶段要重点考虑环境因素的利用,还要尽量降低建设过程对环境造成的不良影响,确保建筑在运行阶段能为人们提供低耗、舒适、健康的空间,并全力降低拆除时对环境所造成的危害。

太阳能具有清洁无污染可以再生等优势,是人类可以利用的最为环保,最为丰富的资源能源种类之一。随着我国建筑行业的发展,太阳能技术已经得到了广泛的运用。太阳能具有很多节能功能,主要表现在以下几个方面。其一,在建筑的楼顶可以设计安装太阳能电池发电系统,这种发电系统,可以将太阳能转化为电能,并将这些转化而来的电能通过专业的技术手段进行能量的存储,满足建筑物内部的动力和照明系统的各种能量需求。同时,充分利用太阳能作为采暖和供热功能,既可以减少日常的能源消耗,也使得建筑物的日常热能得到满足。另外,利用太阳能来控制建筑物的采光,使得整个建筑内部的环境更为舒适。

4　合理设计建筑布局

4.1　改善日照条件。

在采暖季节,建筑物要能争取获得最大的太阳辐射热量,增加建筑物外部温度,实现减少热暖供应的目的,达到节能的要求。要合理、科学安排建筑物间距,尽量使建筑物之间保持正常的采光,不因彼此遮挡使太阳的辐射量减少,这样不仅可以节能也可以最大限度的节约用地。设计人员在进行设计的时候,需综合考虑建筑所处纬度以及气候特点,从建筑造型以及遮阳部位、构造节点、平面功能等因素着手,因地制宜地有效运用太阳能,使得建筑在符合造型和功能需求的基础上,充分满足高质量的室内环境需求。在建筑布局为多排多列布置方式时,要采用错位进行布局,充分利用建筑之间的空隙,来争取更多的日照；采用点、条组合进行建筑布置时,要将点式建筑布置在较好朝向的位置上,将条状建筑布置在点式建筑之后,通过这种排列方式,增加空隙间日照的利用率；在严寒地区,对城市建筑布局设计时,要利用东西向住宅围合成封闭或者是半封闭式的周边住宅,来争取更多的日照。

4.2　改善风环境

关于自然通风的引入,对建筑的空间形式进行组织,尽可能形成“穿堂风”,所谓“穿堂风”是指风从建筑迎风面的进风口吹入室内,穿过房间,从背风面的出风口流出。在建筑群布置时,按照建筑所处地理纬度,选择好建筑主体朝向,减少太阳辐射影响；利用建筑体形、高度、间距及建筑开口与夏季主导风的关系,组织小区气流；利用坡屋顶自身结构,在结构层中间设置通风隔热层,也可得到较好的隔热效果；对于点式建筑,应尽可能组织两垂直墙面窗户之间的通风；利用地势起伏、绿化植被,以及太阳辐射热昼夜被吸收反射的特性,形成有利的地方风等。这些措施对于改善小区微气候,降低室外气温,为单体建筑的自然通风创造条件等均能取得显著效果。

4.3　合理的建筑朝向

合理的建筑朝向是节能建筑设计和建筑群体布置时,需要考虑的首要问题。建筑物的朝向对空气渗透耗热和太阳辐射得热量有影响,首先,在建筑物的朝向上面,设计者应该充分考虑到冬季房屋是否有阳光的照射,冬季阳光照射可以增加温度,夏季时应该避免阳光直射房屋以及墙体,最好有较好的通风。从我国的地理位置上来考虑建筑的节能问题的话,应该把房屋设计呈南北方向,主要房间要避开冬季的主导风向,如果地理条件不允许是南北走向的,尽量把主要的使用房间设计在背风和有阳光照射的地方,这样可以减少散热量,从而达到节能的目的。

4.4　合理的规划绿化

设计人员要重视对于建筑物周围的绿化,因为适当地种植花草树木并且对其进行合理的规划,不仅能够美化环境,而且它也是建筑节能的一项有力的措施。那么在具体规划时对于所种植物的选择是有一定要求的,比如树要选择那种高大的落叶乔木,这样夏季的时候可以利用茂密宽大的叶子遮挡阳光照射,和利用爬藤等植物效果是一样的,可以降低房屋墙体的温度,节约夏季空调的耗能,到了冬天因为乔木落叶不会影响阳光的照射。

5　建筑节能设计的措施

5.1　墙体围护结构节能

5.1.1　外墙的保温

外墙是建筑立面上能量储存与传递的重要部位，是建筑节能中的关键部位,对墙体进行节能保温设计,是整个建筑节能设计中的重要环节,一般有三种设计方式。首先,进行外墙保温设计,在按照热工规范计算的基础上,采取隔热保温材料,使用一定的设备进行粉刷、喷涂、粘贴等多种方式施工,在外墙上形成保温层,减少热流在墙体内的交换保持室内温度的适宜。其次,进行内保温设计施工,将优质保温材料对内层墙壁施工形成保温层,使传热隔热能够符合国家节能标准。最后,是利用保温材料自身的特性进行墙体的设计,实现墙体自保温,满足围护结构节能要求,如YL组合砌块构造不仅设计合理,热工性能优良,还集保温、围护一体,施工简便、粘接性好、便于外饰面抹灰、镶嵌,具有极高的推广价值。我国若想达到节能65%的目标,除一部分可采用单一材料保温墙体外,使用复合墙体将是大势所趋。

5.1.2　外墙的隔热

通过在外墙中设置保温隔热材料来提高外墙的隔热能力,这种方法不经济,效果也不明显,不宜提倡。墙体采用加气混凝土轻质砌块,由于其具有轻质、耐久、隔热、保温、吸音、隔声、防水、防火、抗震、施工快捷（比黏土砖省工）、可加工性强等优点,尤其适用于多雨季节外墙砌筑。加气砌块对气候环境和施工作业环境比较敏感,吸湿就会膨胀,干燥易干缩,同时受温度的影响较大,易产生变形,虽然它具有很多优点,但却给施工带来很大的困难。在外墙的外表面做浅色饰面,如涂刷浅色涂料、镶贴面砖等,利用浅色饰面对阳光的反射来达到降温隔热的目的,或者在墙外栽种高大的乔木或攀援植物,利用绿色植物的吸热和遮挡功能达到降温隔热的目的。

5.2　门窗节能设计

建筑围护结构中外窗是耗能最大的一个方面,假如没有处理好,就会成为冬季热量损失和夏季冷量损失的因素。一般情况下,在观景、通风、采光、日照等要求得到保证的基础上,应尽可能将住宅门洞口面积减小,同时将门窗气密性提高,其具体措施包括：

5.2.1　窗墙比控制。所谓住宅建筑的窗墙比就是指住宅建筑中窗洞口的面积和住宅建筑立面的单元面积之比,严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准规定,严寒地区南向、东西向、北向的窗墙比分别应小于0.45、0.30、0.25。

5.2.2　外窗气密性提升。尽量使用密封性能良好、新型的门窗材料,如泡沫塑料密封材料等。墙与门窗框之间的缝隙则可利用松软弹性型材料、密封膏、密闭弹性型材料等进行封闭。扇与框之间可利用回风槽、高低缝、橡塑或泡沫密封条加以密封。扇与扇的密封则包括缝外压条、高低缝、密封条等材料。玻璃与扇间可利用各类弹性压条实现密封。

5.2.3　门窗保温性能的改善。在满足阳台门、户门的防盗、防火要求后,应将岩棉板或是聚苯乙烯板填充入门空腹部位,使其绝热性能得以增加。建议采用塑料窗钢塑复合窗、断桥铝框、铝木复合等窗,防止金属窗的冷桥现象,可设置二层或三层中空玻璃。将窗扇缝隙长度尽量缩短,多用大窗扇,使单块玻璃面积得以扩大。

5.3　屋顶的保温隔热设计

5.3.1　屋顶的保温

屋顶的保温材料根据其表观特征分为：松散材料、整浇材料和板块材料三类。用松散材料和整浇材料作保温层时，屋顶构造复杂、材料繁多、施工工艺复杂、自重大、施工速度慢、能耗大、资源浪费较为突出，显然不是节能的理想材料。所以，应优先选用轻质、高效、方便施工的保温材料，聚苯乙烯泡沫板由于价格低廉、绝热性能好而成为屋顶保温的首选材料。

5.3.2　屋顶的隔热

屋顶的隔热层有架空隔热层、蓄水隔热层、反射隔热层等多种做法。蓄水隔热层屋顶在太阳的辐射下,内表面出现的高温比外表面延迟3h～5h,到了晚上，蓄水隔热层蓄存的热量开始向室内散发，使室内过热,所以,蓄水隔热层不宜用于住宅屋顶。其他的像架空隔热层、反射隔热层等均适用于住宅屋顶的隔热。

5.3.3　种植屋顶

种植屋顶不仅是保温隔热的理想方案,而且可以阻挡热源,减少温室气体的排放,降低噪声,达到保温隔热效果,又可美化环境,改善城市气候,是一项值得推广应用的建筑节能措施。该绿色屋顶是由防水薄膜层及以上的土壤层组成,所以成本很低、技术简单,可以大力推广。

5.4　建筑设计规划中给排水设计节能

5.4.1　雨水在住宅建筑给排水系统中的应用主要是在雨水来临之时,采取一定的装置系统,采用合理科学的方式,将雨水收集起来,集中净化处理,并采取科学手段进行雨水的存贮,通过一定的方法进行处理后,根据净化后不同的水质,做出不同的应用选择。比如可以将雨水收集处理后,当天气干旱时候进行绿化浇灌,城市水池、喷泉的补水,进行洗车、清洗路面等多种用途,还可以通过各种方式将雨水收集净化,可以用于洗浴,冲洗卫生间等。

5.4.2　住宅建筑给排水设计中,可以采用小容积的水箱大便器。在建筑用水中,大便器冲洗的水量占据着着很大的比例,因此,要推进节水措施,必须加强节水型大便器的研究和推广。给排水设计中,在满足居民生活需求,提高生活质量的基础上,推广安装小容积大便器,推进节水进程。比如可以推进两档水箱的应用,与节水型便器相比,两档水箱的便器冲洗也更干净、更卫生、更合理。

5.4.3　调节冲洗水量的功能,对节约用水的效用显著。研制不同出水量的水龙头来适应不同需求从而达到节水目的。洗涤和盥洗用水量是很大的,洗手、洗碗的时候,需要小水流,如果采用节水龙头,能够大量节水。如充气水龙头,往水中加空气,达到节水的目的,延时自闭式冲洗阀具有延时自闭功能。要制定—个合理的水龙头额定流量使用标准,根据需求不同,安装不同流量的水龙头,达到不同的节水效果。

6　结束语

当前,我国经济发展面临的巨大的能源压力和环境危机,建设节能型建筑,已经是我国可持续发展的必然要求。要全面贯彻落实科学发展观,贯彻落实建设生态文明的发展理念,全面促进我国社会经济生态的和谐发展,就必须加强我国建筑的节能设计,减少我国住宅建筑能耗,提高能源利用效率,缓解我国的能源压力,加快整个资源节约型、环境友好型社会的建设进程。

注：原文发表在2013年第六期《天津勘察设计》