建築設計中建築節能措施探索論文

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我國建築的耗能量約佔全國耗能的30%以上,隨着建築行業的快速發展,這一比重還在不斷上升,加劇了日益緊張的能源危機。建築節能是當代建築發展方向,也是實現建築工程事業可持續發展的重要舉措,國家除了在政策領域給予建築節能以支持外,還需要普及社會公衆對於建築節能減排的認知度,通過不斷完善和優化建築節能設計,從規劃之處就要把節能減排理念融入到建築設計、建設和運營的全過程。因此,需要在建築設計中秉持擴散思維,充分將建築設計與能源資源高效利用有機結合起來,以降低能耗、經濟環保作爲建築節能設計的出發點和落腳點,積極探索建築節能設計新舉措、新路徑和新方法,推動建築設計在建築節能環保中發揮積極作用。節能建築還處於起步階段,尤其是節能設計還是一個比較薄弱的環節,要堅持“以人爲本”爲理念,在建築形體、採暖和資源的可再生等角度進行節能設計,既體現當代建築風格,又能體現建築節能特點,不斷提升節能建築的經濟效益、社會效益和環境效益。

建築設計中建築節能措施探索論文

1建築節能設計存在的問題

建築節能設計是實施能源、環境、社會可持續發展戰略的重要組成部分,也是國際社會建築走可持續發展之路的基本價值取向。但,我國的建築節能設計研究和實施起步較晚,在建築節能設計領域還存在諸多問題。

1.1建築節能規劃重要性認識不足

一直以來,建築領域注重結果,輕效果的現象普遍存在,我城市建築的規劃設計方面,建築設計人員更多關注的是建築物的容積率、空間佈局形態、建築物與環境之間是否協調,以及建築物的樓間距和日照情況等等,真正重視建築節能設計的較少,即便引入了節能設計理念,也大多是對建築物的單體方案中體現了一定程度的節能設計,沒有從整個規劃佈局中進行總體設計。

1.2建築單體通風設計不合理

隨着新一輪房市的火熱,越來越多的建築開發商尤其是商品房的建設者們爲了追求最大的經濟效益,往往會要求建築設計人員在容積率方面充分利用,按照最高容積率進行建築物的設計,有的還會超值設計,容易導致建築的單體面積的通風效果難以達到最佳狀態,後期建築物在使用過程中所產生的大量熱量難以在短時間內散失,一般採取人工通風或者人工智能進行降溫,增加了建築能耗。例如,窗戶的設計多選擇立面造型,雖然滿足了人們對於採光的需求,但隔熱效果差,也不利於通風效果。

1.3建築外遮陽設計不合理

當代,建築物除了滿足日常的功能需要外,對於建築物的外觀設計要求越來越高,建築美學被引入到了建築設計和建設中,越來越多的建築物體現了人與自然的和諧共處。但是,設計人員刻意追求建築立面的裝飾,忽略了建築外遮陽的設計,導致了建築物的能耗較大,甚至可以節約利用的資源沒有很好的得到充分的利用,與建築設計中的節能原則相違背。

1.4忽視了熱橋問題

現在的建築設計越來越講求其外在造型的.新穎、別緻,導致在後期建築施工中的建築物屋面和牆體的凹凸進退越來越多,在實際建設中會使用許多飄窗,增加了建築物的美觀性,但由此也增加了建築的熱橋產生,使得建築節能效果大打折扣。

2建築節能設計原則

2.1與氣候條件相適應

建築物建成後受到自然環境的影響較大,我國地域廣袤,南北地區氣候條件差異性巨大,在建築設計中的建築節能方面要堅持與氣候條件相適應原則,不同的地區,在建築設計要充分考慮其當地的氣候條件,最大限度的節能能源,充分利用好當地的自然資源條件,如對於風能和太陽能充沛的地區,在建築設計時可以在樓面安裝相應的太陽能面板,在建築材料的選擇方面要注重趨利避害,結合建築設計的總體結構,在建築內營造良好的室內環境,節省資源和能源。

2.2整體規劃的原則

建築節能的實現,要從建築設計、建築實踐整個環節,因此,首先從設計理念方面要把節能思想融入到節能實現的每個步驟;從建築的整體出發,宏觀層面做好節能規劃和實踐,注重從建築設計整體結構做好節能設計的規劃和實施。

2.3多措並舉的原則

建築節能除了要從宏觀做好設計之外,還需要結合建築的實際,從建築的選址、規劃、佈局以及後期的建造等每個環節中都要把節能理念融入進來,例如,設計時要充分考慮建築的照明、通風、採暖等方面的節能,還需要從建築材料的選型、設備和產品的採購等都需要嚴格按照建築節能的標準,並做好建築節能設計管理和監督。

2.4把握好與建築節能關係

建築平面設計包括形狀、建築長度、寬度、幢深與平面佈局等方面的設計[1]。例如,在從節能角度考慮建築設計時,原則上儘量減小維護結構總面積;增加住宅建築的長度、寬度以及幢深,可以有效實現節能效果。此外,根據建築平面佈局結構,合理做好熱環境、溫度阻尼的分區等等。

3建築設計中建築節能措施的運用

3.1建築整體節能設計

3.1.1做好設計規劃根據建築物的整體情況,充分考慮建築物所在區域的氣候條件,從建築物的形狀等方面進行合理的規劃設計,以保證設計後的建築物能夠有效的應對惡劣的自然環境。規劃設計通常需要從建築物體型、整體的體量設計、建築物的日照和方向,與城市的整體發展規劃、道路、歷史文化等綜合因素結合起來,充分考慮多方因素的平衡,設計出理想的節能建築風格。

3.1.2合理建築選址建築物的選址對周邊的環境因素考慮較多,同時,這也與建築節能密切相關,因此,從建築設計前的選址方面,要結合氣候、地形、水質、土質、周邊環境等因素綜合考量,要把建築物建成後的運行與所在地的環境結合起來,在保護好生態環境的基礎上,把握建築物所在區域的自然條件,使建築設計更具節能環保。

3.1.3外部環境設計

當建築物選址確定和設計規劃完成後,需要充分把握建築的外部環境設計,根據建築的功能要求,從建築物的外部環境進行優化和設計,如建築物外部的綠化植被、人工湖、隔音設計,以及建築物周邊的溫度和溼度的平衡設計等等。

3.2建築單體節能設計

3.2.1窗戶節能設計

窗的使用,可以有效阻擋外界環境變化對建築室內的侵襲,也可以使人在室內很好的與外界自然溝通。窗的有效節能設計能夠減少窗戶耗熱、提高窗戶得熱效果。影響窗戶熱損失的因素主要是窗戶的面積、材質熱傳係數以及朝向、遮擋等情況。因此,窗戶的節能設計首先是設計好窗牆比、窗戶玻璃層數以及窗戶的朝向設計。由於南向雙層窗輻射得熱量大於窗戶熱耗值,南向窗爲得熱構件,因此,在設計雙層鋼窗的窗戶時,要增加南向窗牆比;此外,窗戶層數的設計也要考慮不同氣候地區的自然條件,例如南向窗戶在選擇合適層數並採取有效措施減少熱耗的前提下,適當增加窗戶面積,將太陽輻射產生的熱能充分利用起來;而對於其他朝向的窗戶,在滿足採光需求的條件下適當減少開創面積,以減少熱耗。加強窗戶的氣密性、改善窗戶鑲嵌部分的保溫能力、選擇熱導係數較小的設備選型(如塑料窗框),以改進窗戶熱工性能。

3.2.2屋頂節能設計

建築屋頂與自然環境直接接觸,容易受到外界氣溫、日光的輻射等因素影響,屋頂所造成的室內耗能大於外牆和地面的耗能量。屋頂外形通常分爲平屋頂、曲面屋頂和坡屋頂三中類型[2],不論是哪一種屋頂在設計時都應滿足防水、隔熱保溫、結構安全以及建築藝術等基本要求。具體來說,屋頂的節能設計方法可以從以下這些方面來實現:(1)選擇隔熱保溫的平屋頂構造,在傳統的保溫屋頂構造上面選擇“憎水性”保溫材料架設架空隔熱板,這種構造符合了夏熱冬冷地區的建築屋頂使用,節能效果十分明顯;(2)設計綠化屋頂:根據屋頂的結構特點、荷載以及生態環境條件,在屋頂設計選擇生長習性與之相適應的植物,將屋頂空間充分利用,營造綠色景觀形態,既能夠起到很好的隔熱效果,又能通過植物的光合作用,釋放氧氣,改善建築空氣環境質量,降低溫度,還能夠美化城市環境。(3)屋頂結構改造。例如通過“平改坡”設計,將屋頂的建築結構在許可條件下,將多層住宅平屋面改造成坡屋頂,並對外立面進行整修粉飾,坡屋頂得熱量相對平屋頂較小,緩解建築物內的溫度,提升居住舒適度;(4)太陽能屋頂設計:屋頂具有較好的採光條件,將屋頂設計爲太陽能屋頂,能夠吸收太陽輻射能,降低室內溫度,可以給建築物內的用電設備提供源源不斷地清潔能源,但太陽能屋頂成本較高,普及率較低。

3.2.3外牆節能設計

外牆是建築的主體部分,做好節能設計尤爲重要。針對外牆節能設計要秉持生態節能環保理念,提高資源的利用效率。(1)外牆構造節能設計。外保溫方面,選擇絕熱效果好的材料(如水泥聚苯板、纖維增強聚苯乙烯保溫板等等)複合在牆體,維護結構靠室外一面;內保溫方面,將絕熱材料複合在牆體維護結構靠室內一側,滿足承重及節點不結露基礎上適當減薄牆體,設置相應的覆蓋層防護;中間保溫設計主要是要填充密實,防止內部空氣對流。(2)細部熱橋與結露設計。在建築設計時要注意做好牆角、牆面出挑件(如雨罩、空調室外機隔板)等部位做好隔熱斷橋和相應的保溫措施,一般將面接觸改爲點接觸,減少熱橋面積。(3)現有牆體改造:針對已建成的防污,在充分利用現有資源的基礎上合理使用資源的角度做好牆面的改造設計,例如通過在牆體外種植爬山虎植物,降低外牆的溫度,減少噪音污染。

3.3建築節能技術的應用

建築節能設計除了整體設計和單體設計外,還要充分利用各種節能技術,將其應用到具體的設計中。

3.3.1遮陽節能技術

遮陽節能技術有水平式、垂直式和複合式,其中,水平式是針對陽光從建築窗戶上訪直射下來的遮陽效果,這種技術遮擋的高度角比較大,主要應用於坐北朝南的窗戶上;垂直式遮陽遮擋的是從窗戶側面斜射來的陽光,遮擋的高度相對較小,一般應用於西北或東北方向窗戶的遮陽;複合式遮陽則是在針對窗戶上方和兩側斜射進來的陽光的遮擋,適用於東南和西南方向的窗口陽光的照射。此外,還有遮陽窗簾、調節葉片角度的百葉窗等,可以根據季節的變化,調整使用的角度,起到遮陽效果。

3.3.2自然通風技術

建築節能設計要充分考慮自然通風條件,綜合建築物各方面的因素對建築物室內外環境進行設計。建築物選址時,建築主立面儘量朝向夏季主導風向,而次要的立面朝向冬季主導風向。組團式住宅開口以面向夏季主導風向爲主,對於多排佈置的住宅,合理確定開口率,並將其佈置成與夏季主導風向呈50度角設計。

參考文獻:

[1]黃曉鶯.試論建築設計與建築節能[J]工業建築,2003,33(10):1-4.

[2]姚偉.淺談建築屋頂節能方法[J]河南建材,2008(5):95-96.