摘要：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,建筑行業(yè)日趨增長,而建筑節(jié)能的現(xiàn)實狀態(tài)需要建筑設(shè)計的觀念和設(shè)計方法進行變革,從建筑功能和價值形成的初期保證建筑節(jié)能目標的實現(xiàn)。因此，筆者就建筑節(jié)能對建筑設(shè)計行業(yè)的深刻影響與促進進行了探討。
　　關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計；建筑節(jié)能；設(shè)計理念；設(shè)計方法
　　1．前言
　　隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,中國工業(yè)進入了工業(yè)化中期,即重工業(yè)階段,但是高消耗、高污染、低效率的粗放型擴張和外延為主的經(jīng)濟增長模式?jīng)]有改變,經(jīng)濟增長對能源需求明顯提高。經(jīng)濟的發(fā)展又大大促進了中國城市化的進程,居民收入的增加快速,居民消費結(jié)構(gòu)性升級,房屋和汽車消費高速增長,房地產(chǎn)和汽車工業(yè)空前繁榮。中國能源的短缺日益嚴重,能源已成為中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的命脈。因此,節(jié)能減排必將是中國可持續(xù)發(fā)展的工作重點,建筑節(jié)能又是重中之重。建筑是耗能大戶,全球有近30%的能源消耗在建筑物上。我國建筑能耗已超過全國能源消費總量的25%,且不斷增長的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。因此,從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和能源發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā),如何在滿足使用者舒適度的基礎(chǔ)上,提高建筑對能源的利用效率,更合理地利用自然能源,同時降低外界熱環(huán)境的影響,即建筑節(jié)能的問題,是當前建筑業(yè)發(fā)展面臨的一個重大挑戰(zhàn)和機遇。建筑節(jié)能的現(xiàn)實狀態(tài)需要建筑設(shè)計的觀念和設(shè)計方法進行變革,從建筑功能和價值形成的初期保證建筑節(jié)能目標的實現(xiàn)。
　　2．建筑節(jié)能設(shè)計的理念十分重要
　　建筑節(jié)能是長期的、持續(xù)的和發(fā)展的動態(tài)過程,又是一項系統(tǒng)工程,涉及建筑材料、建筑設(shè)計、建筑構(gòu)造、建筑物理、建筑施工、暖通空調(diào)、物業(yè)管理、政策法規(guī)等諸多方面的因素。針對我國建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀,重視建筑節(jié)能設(shè)計,在建筑設(shè)計中遵循節(jié)能設(shè)計理念對建筑節(jié)能的實施和發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
　　2.1．秉承“因地制宜”的節(jié)能設(shè)計理念。
　　重視當?shù)貧夂颦h(huán)境因素和資源條件,因地制宜、合理利用,建立壽命周期成本觀念,尋求最佳的合理方案,設(shè)計滿足人們對建筑室內(nèi)環(huán)境需求的綠色節(jié)能建筑。
　　2.2．建筑外圍護結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計應(yīng)適當超前。
　　現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計標準對建筑外圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的規(guī)定性指針實際水平較低,距離舒適性建筑的要求甚遠。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,建筑外圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能必然會逐步提高,因此建筑外圍護結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計適當超前是必要的。
　　2.3．建筑設(shè)計者要有社會責任感。
　　建筑節(jié)能是貫徹國家能源節(jié)約法和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的大事,由于建筑的使用年限較長,使用期內(nèi)耗能巨大,建筑設(shè)計者實際上承擔了一份涉及到國家發(fā)展戰(zhàn)略和后代人生存條件的社會責任。
　　2.4．重視建筑設(shè)計工作者的繼續(xù)教育,提高設(shè)計者的綜合素質(zhì)。
　　由于節(jié)能新技術(shù)發(fā)展很快,涉及許多技術(shù)領(lǐng)域,在設(shè)計實踐中,堅持節(jié)能新技術(shù)的學習,完善設(shè)計者的綜合素質(zhì)和節(jié)能設(shè)計水平是實現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計目標的基礎(chǔ)。
　　3．建筑節(jié)能設(shè)計方法需要不斷探索和改進
　　在建筑設(shè)計中,秉承節(jié)能設(shè)計的理念,應(yīng)用建筑節(jié)能設(shè)計的方法設(shè)計節(jié)能的建筑,是設(shè)計者必不可少的手段,其中建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計是重中之重。建筑圍護結(jié)構(gòu)由窗、墻、屋面和門等構(gòu)成,是控制建筑能耗的最重要因素。建筑節(jié)能設(shè)計一般可從以下幾方面考慮:
　　(1)建筑體形。在建筑設(shè)計中,應(yīng)對建筑的體形以及建筑群體組合進行合理地設(shè)計,以適應(yīng)不同的氣候環(huán)境。一般建筑物的外形越簡單,建筑物體形系數(shù)越小,熱量交換量亦越少,建筑節(jié)能的效果就更好。若建筑的體形系數(shù)不滿足規(guī)范要求,則應(yīng)對圍護結(jié)構(gòu)進行綜合判斷,提高圍護結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計標準。
　　(2)建筑物的朝向。建筑物的朝向和間距會對建筑物內(nèi)部采光、得熱產(chǎn)生很大影響,因此建筑布局應(yīng)考慮朝向與節(jié)能的因素。坐北朝南的建筑物能夠避免太陽的東照西曬,降低日射影響,若同時配合以遮陽隔熱,效果將更加顯著。因此,在設(shè)計中根據(jù)日照和太陽入射角確定建筑朝向范圍后,可進一步根據(jù)季風主導方向進行調(diào)節(jié),選取合理的朝向,以獲得良好的夏季穿堂風,并盡量利用建筑的體形變化做到多利用天然能源。
　　(3)建筑物的平面布置。建筑平面的巧妙布局常能獲得較好的節(jié)能效果。在住宅平面設(shè)計中,夏季穿堂風和全明房是建筑物節(jié)能的關(guān)鍵因素。恰當?shù)钠矫娌贾糜兄�于形成理想的通風作用。通過建筑物門窗的合理設(shè)置,形成通風口,組織并誘導自然通風,既起到節(jié)能作用又克服了空調(diào)室內(nèi)空氣質(zhì)量差的缺點。
　　(4)建筑物的門窗。建筑物的外門和外窗是冬季冷風侵入、夏季陽光入射的主要通道,其能耗占建筑物總能耗的比例較大。因此,在保證日照、采光、通風、觀景等要求的條件下,盡量減小建筑物外門窗洞口的面積,是節(jié)能設(shè)計中應(yīng)遵循的原則,采用目前流行的大型落地窗的設(shè)計應(yīng)慎重。選擇節(jié)能型門窗也是建筑節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵。所選擇的節(jié)能型門窗在抗風壓性、氣密性、水密性、保溫性上必須有嚴格保證。目前,國內(nèi)節(jié)能型門窗主要以斷橋型鋁合金隔熱門窗和多腔室的PVC塑鋼門窗為主,采用雙層玻璃、鍍膜玻璃、三層玻璃,而以高水密性、氣密性的中空玻璃最為節(jié)能。
　　(5)建筑物的墻體。墻體是外圍護結(jié)構(gòu)的主體,可以采用保溫性能好、蓄熱能力及強度較低的砌塊墻體,也可以采用復合墻體的形式,如內(nèi)保溫復合墻體、外保溫復合墻體,夾芯復合墻體等。隨著建筑節(jié)能技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,外墻外保溫技術(shù)逐漸成為建筑墻體保溫的主流,目前主要有聚苯板薄抹灰外墻保溫,聚苯板現(xiàn)澆混凝土外墻保溫、聚苯顆粒漿料外墻保溫等幾種墻體外保溫技術(shù)。
　　(6)建筑物的屋頂。受陽光照射的建筑物屋頂,表面溫度比其它圍護結(jié)構(gòu)高得多。對此,除必須采用高效保溫材料作為屋面保溫層的措施以外,還可從建筑設(shè)計角度考慮,在頂屋設(shè)置通風隔熱層或?qū)㈨攲幼鳛樵O(shè)備間等,形成二次隔熱,減少屋面溫度的影響;在炎熱地區(qū)的屋面還可以采用倒置式、綠化、蓄水、淺色坡屋面等方法進行節(jié)能。
　　4．重視新能源系統(tǒng)在建筑節(jié)能設(shè)計中的實踐
　　人類社會目前消費的能源,包括建筑使用消費的能源,主要是煤炭、石油和天然氣等石化能源。這些能源資源有限,不可再生,終究要枯竭。利用太陽能、地熱以及其它非常規(guī)能源給建筑物采暖、制冷、供熱水甚至供電,可減少對常規(guī)能源的需求,具有非常重要的意義。
　　(1)太陽能熱水系統(tǒng)。太陽能是一種能量密度較低的環(huán)保能源,其中熱利用的太陽能熱水器技術(shù)已趨成熟,我國目前是世界上太陽能熱水器的最大生產(chǎn)國和使用國,但是目前太陽能熱水器綜合利用的技術(shù)水準低,安裝、使用和管理都處于一種無序狀態(tài),對建筑外觀產(chǎn)生一定影響。為了更好地利用太陽能,必須綜合考慮太陽能技術(shù)和經(jīng)濟、環(huán)境、人文等因素之間的合理關(guān)系,將太陽能設(shè)計成一個子系統(tǒng)融合在建筑之中,即實現(xiàn)太陽能與建筑的一體化是今后建筑設(shè)計需要考慮的一個問題。
　　(2)太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)是利用光伏效應(yīng)原理將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。西方發(fā)達國家應(yīng)用已有比較成功的經(jīng)驗。由于成本高,在國內(nèi)的大面積推廣應(yīng)用還需要時間,可以優(yōu)先考慮在公共建筑和較高檔的住宅區(qū)中試用,以積累設(shè)計和使用經(jīng)驗。預(yù)計21世紀中葉太陽能發(fā)電系統(tǒng)的成本會下降到一個較低水平,太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)將是最重要的建筑輔助能源系統(tǒng),在世界可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)中占有一定的比例。
　　(3)地熱資源利用。在新能源和可再生能源大家族中,地熱是目前最現(xiàn)實和最具競爭力的天然能源之一,采用地源熱泵技術(shù)利用地熱資源可冬季采暖,夏季制冷,節(jié)能效果十分理想,且具有常規(guī)采暖系統(tǒng)不具備優(yōu)點。目前正在建設(shè)的國家大劇院就是國內(nèi)利用地熱資源的典型案例。因此,新能源系統(tǒng)應(yīng)用將是建筑節(jié)能的重要方向,其廣泛應(yīng)用必定會促進建筑設(shè)計的理念產(chǎn)生相應(yīng)變化。
　　5．結(jié)束語
　　總之,建筑節(jié)能作為國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的一項長期目標,其影響是深遠的,建筑設(shè)計由于對建筑功能和價值形成具有決定性作用,建筑節(jié)能設(shè)計必定是建筑節(jié)能實施的首要目標,因此,建筑設(shè)計行業(yè)相關(guān)規(guī)則也需要變革以適應(yīng)新的挑戰(zhàn)和機遇。相信中國未來的建筑節(jié)能技術(shù)必將迅速發(fā)展,帶動建筑相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展到一個新的水平,建筑設(shè)計行業(yè)和設(shè)計者必將迎來新的春天。
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