浅析建筑节能设计中注意的问题

【摘要】进入新世纪,我国社会发展迅速,随着全球气候变暖的日益加重,人们对生活环境的看法已经发生改变,其环保意识也逐渐增强。作为国民经济发展的重要组成部分,建筑行业进行节能设计显得尤为重要。本文笔者首先概述了节能建筑设计的相关概念,基于对目前节能设计存在问题的分析,探讨了如何加强建筑设计中节能建筑设计工作,以期为广大同行提供一些借鉴和参考。

【关键词】建筑设计；节能设计；问题

1　前言

近年来,在经济快速发展的大背景下,我国城市建设项目也越来越多,城市中高楼林立,大量的建筑物消耗能源总量也是惊人的,占到了社会总耗能的30%以上,这严重威胁到我国可持续发展战略的实施。面临这样的问题,全世界都将目光转移到建筑节能技术上。现阶段我国建筑项目中,很大一部分属于高耗能建筑,这给我国能源供应造成了很大压力,但从反面来看,我国建筑建设节能还有很大的改进余地。因此,建筑设计中进行节能建筑设计将是我们解决以上难题的必然选择。此外,对于建筑设计能耗标准还要加以提高,控制建筑能耗,优化能耗结构,进而改善居民生活环境,确保我国可持续发展战略的实施目标得以完成。

2　节能建筑设计概述

2.1　节能建筑概念

所谓节能建筑是指从将节能设计贯穿于建筑寿命周期的每一个环节,在建筑物的设计、规划、选址、施工以及实施运营的全过程中实施节能措施。建筑节能的设计理念包括三个方面：节约环保、自然和谐以及健康舒适。节能建筑是将节约资源、保护环境、减少环境污染贯穿于建筑项目建设的全过程中,尽可能提供和谐高效、健康舒适的生活空间,力求做到人与自然的和谐相处。只有在建筑设计中积极运用节能技术,才能使建筑项目获得良好的社会效益与经济效益,才能起到保护环境的效果,才能使我国经济可持续发展的目标得以实现,才能实现人类社会的共同进步。

2.2　节能建筑设计的重要作用

2.2.1　有助于社会主义的发展

现阶段以及以后的很长一段时期,中国仍将处于社会主义初级阶段,作为世界上人口第一大国,人口对我国环境的影响十分巨大,任何一个小的问题乘以十三亿,都将会变得很棘手,因此,节能建筑设计在我国建筑行业中将变得尤为重要。当前,环境与人类关系变得越来越差,在经济发展与环境问题之间难以取得平衡的情况下,怎样才能保证两者的均衡发展目前是全球各界共同关注的重点问题。怎样建立一个完善的建筑节约能源运营机制,推动经济建设其他方面的发展,是我们必须要解决的问题。

2.2.2　有助于时代的发展

在三次科技革命的带动下,科技得以进步,时代得以快速发展,对于人类的发展方式人们也有了更新更深刻的认识。现阶段全球各国的发展早已不是以往的那种一味索取、粗放经营的模式了,越来越多的人认识到对于目前的全球气候问题而言,必须要节约资源与能源。我国建筑行业发展的根本目的是使我国城市化进程得以不断向前推进,基于建筑基本要求得以满足,最大程度降低能源消耗,有效控制对环境的破坏,力求在资源消耗最少、环境污染最低的基础上,实现城市建筑建设的目标,促进和谐自然、和谐城市以及和谐社会的构建,也为子孙后代造福。

3　现阶段建筑设计中节能建筑设计存在的问题

3.1　没有很好的应用现代技术

尽管第三次科技革命的爆发对全球工业科技产生了极大的促进,但现阶段我国仍处于社会主义初级发展阶段,建筑行业部分技术必须要借助于其他国家的先进技术,这也就决定了中国建筑最主要的特点是掠夺资源严重,极大地影响了环境,所以,想要使这种现状得以改变,建筑行业必须积极创新,引进国外技术,改变以往的粗放式管理模式,积极转变为集约型管理模式,才能够有效改变我国建筑行业目前的问题,使得节约能源、保护环境的目标得以实现。

3.2　管理人员意识有待加强

市场经济高速发展推动了中国社会主义现代化建设的进步,作为国民经济的支柱产业之一,建筑行业中应用建筑节能技术还存在或多或少的问题,较为明显的就是现阶段管理人员的节能设计意识有待加强。只有不断创新,一个民族才能不断向前发展,只有坚持可持续发展,一个国家才会有源源不竭的发展动力。但是现阶段,国内建筑行业中管理人员普遍存在节能创新意识不强的状况,大多遵循于以往的粗放型模式,无法将建筑节能技术在建筑设计中的贯彻应用,使得现阶段我国建筑行业建筑节能技术应用难以普及。

3.3　开发商和设计者之间存在矛盾

作为房地产企业,房地产开发商最本质的目标就是获取利润。现阶段国内建筑师在进行建筑设计过程中,其构思的基础和必备条件大多是高投入、高价格、高成本,站在节能建筑角度来讲,其所考虑的最终是实现建筑设计最大化的建筑节能效果。而与之相对应的投资者和房产开发商所考虑的,最基本也是最主要的问题是投入与产出的关系,也就是以尽可能低的投入获得最大的收益,因此投资者和设计者在投入产出问题上产生了很大矛盾,利益缺乏共赢使得两者需求不同,进而导致失衡局面的产生。开发商和设计者之间存在矛盾往往是节能建筑难以顺利开展的主要原因。

4　加强建筑设计中节能建筑设计工作的探讨

4.1　选址要合理

在建筑工程中,首要的就是建筑选址问题。建筑整体寿命周期很大程度上取决于周围环境因素,建筑选址遵循的是“争取日照,避风建宅”的原则。选址要结合建设地段的地形、地物、地貌、主导风向,合理布局建筑物。建筑基地应选在向阳的地段上,为争取日照创造先决条件,而不宜选择在山谷、洼地及凹地等处,要基于保护生态环境的目的,制定并实施行之有效的建筑节能设计方案,以满足建筑节能的需要。

4.2　规划要科学

建筑师应充分考虑建筑的总体布局,不同体量、不同角度、不同间距、不同走向的建筑物的合理组合,充分利用自然通风和日照,以产生不同的热量需要（冬季）和热量盈余（夏季）；特别是建筑间道路的不同走向对风向和风速有明显的影响,因为建筑群和道路之间多为速度较小、方向竖直的管状气流,很难穿越建筑物,所以必须考虑建筑群体的形状与体量的组合和布局,使高层、低层错落排列,并利用道路和植被,形成空气流动和自然通风,使建筑冬天可保持室内热量,避免冷风渗透；而夏季则形成穿堂风,达到自然通风和降温效果。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。

4.3　外部环境设计问题

建筑节能设计包括外部环境设计和内部环境设计两个方面,除了要注重建筑本身节能外,还要重视外部节能设计问题。建筑物周边环境一定程度上可以影响建筑的使用,因此要基于建筑周边现有环境,人工进行创造有利因素,实现节能目标。一般来讲,在建筑周围种植植被、修建人工湖不仅能够挡风挡沙、遮阴避阳,还可以达到较好的净化空气、消减噪音效果。

4.4　绿化环境设计问题

在节能建筑设计中绿化环境具有十分明显的作用,绿化环境设计除了可以改善气温、调节碳氧平衡,还能够减轻城市的大气污染,减少温室效应,消减噪音,遮阳隔热。在绿化过程中应根据已有设计成果,进行墙体绿化、屋顶绿化、楼间、楼旁、临街绿化外,绿化时还应该注意的是从生态环保的角度来改善环境,如可以种植灌木和乔木等。这种合理的绿化设计不仅能使居住在这里的人感到身心舒畅,也能降低能耗和减少环境污染。

4.5　建筑围护结构的节能设计

对建筑围护结构进行节能设计,要在确保围护结构保温隔热性能良好的基础上,最大程度做到密闭性良好,以有效控制室内外热量损失,降低室内采暖制冷能耗,实现节能减排的目标。

4.5.1　墙体节能设计

外墙是建筑立面上能量储存与传递的重要部位，是建筑节能的关键部位,它的节能体现在保温隔热性能方面。良好的外墙设计能够使热损耗大大降低,从而减少建筑中制冷、制热和通风的设备能耗。外墙的节能设计应从其材料选择、内外保温构造和隔热构造等方面进行细致考虑。就目前来讲,建筑保温应用较多的是外保温技术,相较于内保温,外保温技术更为合理,优越性明显,在采用同样规格以及性能的保温材料的情况下,外保温技术效果更好。此外,保温技术有着更为广泛的适用范围,除了能够应用于新建建筑上外,还可以应用于旧楼改造工程中。

4.5.2　外窗节能设计

门窗作为建筑围护的一部分，是热损失较明显的部位。门窗部位是最易于导致能耗的部位之一,一般情况下,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,同时提高门窗保温性能、气密性,控制窗墙比等。窗户保温隔热效果很大程度上取决于窗框和玻璃的材料、构造,在选择窗框材料时要优先使用传热系数小的材料,例如断桥铝、铝木复合、塑料等,为提高保温节能效果,尽量选用中空玻璃以及对辐射有选择性穿透的低辐射玻璃。此外,应用窗帘、遮阳棚、百页、窗盖板、热反射帘以及自动卷帘等进行遮阳,也能够使窗户的隔热性能得到很大提高。

4.5.3　屋顶节能设计问题

屋顶节能的原理是阻挡太阳辐射热量的传导,进而改善环境。一般屋顶节能的实现可以通过多种方式,主要有设架空通风层、加设隔热保温层、采用隔热屋顶、坡屋顶、阁楼等方式。此外,在屋顶上种植植物来转化太阳辐射热能,也能够降低屋面温度。

5　节能建筑设计中绿色环保能源的利用

5.1　建筑节能设计中风能的利用

我国具有十分丰富的风力资源。现阶段,国内风力资源开发利用已获得了长足进步,在工业生产及区域供电中风力资源发挥了重要的作用。所以在进行节能建筑设计时,对于一些具备风能利用条件但是电力供应紧张的地区,在建筑设计中合理利用风能,降低建筑能消,将显得十分必要。

5.2　建筑节能设计中水资源的利用

目前我国面临着淡水资源短缺的问题,形势迫切。因此,在进行节能建筑设计时,合理利用水资源必须要加以考虑,以改善我国目前的水资源短缺问题。此外,在进行节能建筑设计时,对于雨水回收处理要加以重视,一般可以在建筑底层设置蓄水池,回收利用。对雨水进行处理,通过管道连接到住户的供水系统,还能够冲洗居民建筑卫生间,节约自来水。

5.3　建筑节能设计中太阳能的利用

太阳能在我国已得到了普遍应用,在建筑节能设计中太阳能技术的应用也取得了很好的效果。国内很多地区太阳能比较丰富,可以将太阳能技术应用到节能建筑设计中,降低建筑能耗。比如,建筑屋面安装太阳能热水器,不仅能够达到用户使用热水的要求,还节省了电能或者煤气。

5.4　建筑节能设计中地热资源的利用

地热资源由于处于地层深处,所以能够免受外界扰动,具有较为恒定的温度；此外,地热资源具有无污染、储量多的优点。因此,在进行节能建筑设计中可以应用地热资源,利用建筑与地热交换的原理,夏天降温、冬天取暖。

6　结语

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,各种能源的消耗量日渐上升,能源消耗量巨大,且人均能源占有量远远落后于世界平均水平,所以,在建筑设计中进行节能建筑设计是十分重要也是十分必要的。

注：原文发表在2014年12月下《城市建筑》