关于环保节能型建筑的设计探讨

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　　摘要：文章简述了节能建筑的含义，及设计要点，并对新能源系统在建筑节能设计中的实践进行了探讨。
　　关键词：节能建筑设计
　　
　　随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，我国建筑能耗日益增长，己经成为我国国民经济的巨大负担，是制约我国可持续发展的突出问题，降低建筑能耗刻不容缓。建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施。建筑设计是其中一个很重要的环节，有利于从源头上杜绝能源的浪费。怎样在建筑设计过程中体现和落实全面的建筑节能观，是建筑师需要探讨的课题。
　　1节能建筑的概述
　　节能建筑指在保证建筑使用功能和满足室内热环境质量条件下，为了使建筑物的采暖与空调能耗降低到规定水平，通过提高建筑围护结构的隔热保温性能、采暖空调系统运行效率和自然能源利用等技术措施；而且还要求，在不采用采暖与空调措施等情况下，室内热环境也要达到一定标准的建筑物。总的来讲，节能建筑就是一种冬暖夏凉、能节约能源的房子。
　　节能建筑是按节能设计标准进行设计和建造，其目的就是使其在使用过程中降低能耗。从广义上来讲，节能建筑就是遵循气候设计和节能的基本方法，对建筑规划分区、群体和单体、太阳辐射、建筑朝向、间距、风向以及外部空间环境进行研究后设计出的低能耗建筑。
　　2节能建筑的设计
　　2.1建筑物的总体规划的节能设计
　　住宅的总体规划应与单体建筑相协调，充分考虑各种宏观因素(如地区、朝向、方位、建筑布局、地形地势等)对单体布局的影响，充分利用所在地区的天然热源、风源等来实现每一栋住宅建筑单体夏季都有充足的迎风面。单体之间的组合对气流的形成具有直接的影响，特别是高层建筑群内部易受到回旋涡流的作用，容易出现死角，不利于室内的自然通风，从而形成不利的小区微气候。因此，为了营造绿色舒适的小区微环境，应调整好单体之间的组合，使每栋建筑物处于周围建筑物的气流旋涡区之外，避免出现滞流区。
　　2.2建筑物平面的建筑节能设计
　　住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大火节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的消耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能建筑朝向，此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风，而又避开了冬季盛行的西北风，因此，将住户长时间活动的居住空间(如厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南风位置，利用自然环境使室内达到最大的舒适度，为住户节约采暖和空调的能耗。
　　2.3墙体节能设计
　　在建筑外围护结构中，墙体所占比重最大，因而外墙体的保温设计相当重要，必须改变以往的外墙设计，改为采用新的节能墙体材料。实施《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26―95)以来，外墙材料有了很大的变化。将承重粘土砖改为承重空心砖，增加了砖的孔空隙率，对保温起到了一定的作用，但由于施工砖墙体时，空隙易被砂浆堵住，难以保证保温效果。墙体改革，推动了新型墙体材料的发展，多种节能型墙体应运而生，主要有以下几种：
　　(1)承重空心砌块。它是由混凝土和多孔材料组成，具有高强、承重、保温、节能、导热系数低等特点。
　　(2)加气混凝土外墙。加气混凝土产品有粉煤灰加气和砂加气两种，有砌块、条板状，该类产品本身导热系数小，是建筑热工性能较好的一种新型墙体材料。
　　(3)内保温复合外墙。绝热材料复合在外墙内侧，构造特点与单一材料墙相比，构造组合合理，有较高的热绝缘系数，能较好地发挥保温材料的作用，在满足承重要求的前提下，砖墙可适当减薄。
　　(4)夹心复合外墙。将墙体分为承重和保护部分，中间留有20～50mm空隙，内填无机松散或块状保温材料如炉渣、膨胀珍珠岩等，也可以不填材料做空气层。
　　(5)外保温复合外墙。绝热材料复合在外墙外侧，这种结构的热稳定性好，可有效地提高保温隔热性能，同时还可以解决外墙常见的开裂、渗水等现象，但外保温层要求经得起日晒雨淋和冷冻的侵袭。
　　由于建筑物的设计使用周期一般都在50年以上，而建筑围护结构的保温层的整体作用的使用周期小于50年，因此，建筑设计应尽可能地使用轻质、高强度、保温隔热、节能、节地新型墙体材料，研究新的墙体构造及砌筑方法，发展节地、节能、利废、环保的新型墙体材料。
　　2.4门、窗节能设计
　　建筑的门、窗是用来通行、通风和采光之用，在建筑节能设计中也是重点处理的位置。因为建筑的通风、采光好时其面积就要相应的增大，这样与外界的交换就会变多，特别是最近几年在居住建筑中比较流行的大落地窗和玻璃幕墙，这些对室内的保温和隔热都带来很大困难。该建筑手法可用于夏天不太热、冬季不冷的地区，假如在东北地区使用，则必然造成冬季供暖负荷加大。导致能源浪费；若用于两广地区，则制冷费用必然上升，相当浪费能源，不宜用于量大面广的居住建筑。我国相继出现了一些地方性强制规范。所以建筑门、窗中特别是户门、阳台门及外窗必须进行合理的节能设计，要在设计中提高门、窗的保温和隔热能力，增加门、窗的密封性，减少通风次数，同时要减少门、窗的面积及透明程度，以保证建筑能耗的降低。另外要合理地控制窗地比，合理地减少开窗面积是建筑节能设计的重要措施。
　　2.5屋顶节能设计
　　屋顶耗热量约占整个住宅建筑耗热量的7～8％，有数据表明：夏季项层室内的温度要比其他层高约3℃左右，因此，在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋顶保温隔热的研究。①平屋顶保温应优先采用倒置式屋顶，即保温层置于防水层之上。保温层兼对防水层起保护作用，倒置式屋顶较正置式保温屋顶耐久；②由于深色的屋顶仅反射近30％的目照，而非金属浅色的屋顶至少反射60％的日照，反射率高的屋顶可节省约30％的能源消耗。因此，应尽量采用节能浅色坡屋面，它既能有效排水，防止屋面渗漏，又能有效隔热保温，节约能源；③屋顶排水宜采用有组织排水，收集的雨水可以通过中水系统的处理进行冲刷、浇花，特别是在降雨量大的地区或水资源短缺地区更应如此。
　　3重视新能源系统在建筑节能设计中的实践
　　3.1太阳能热水系统
　　太阳能是一种能量密度较低的环保能源，其中热利用的太阳能热水器技术已趋成熟，我国目前是世界上太阳能热水器的最大生产国和使用国。但是目前太阳能热水器综合利用的技术水准较低．安装、使用和管理都处于一种无序状态，对建筑外观产生一定影响。为了更好地利用太阳能，必须综合考虑太阳能技术和经济、环境、人文等因素之间的合理关系，将太阳能设计成一个子系统融合在建筑之中，即实现太阳能与建筑的一体化是今后建筑设计需要考虑的一个问题。
　　3.2太阳能电池发电系统
　　太阳能电池发电系统是利用光伏效应原理将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。西方发达国家这方面的应用已有比较成功的经验。由于成本高，在国内的大面积推广应用还需要时间，可以优先考虑在公共建筑和较高档的住宅区中试用以积累设计和使用经验。预计21世纪中叶太阳能发电系统的成本会下降到一个较低水平，太阳能电池发电系统将是最重要的建筑辅助能源系统，在世界可持续发展的能源结构中占有一定的比例。
　　3.3地热资源利用
　　在新能源和可再生能源大家族中，地热是目前最现实和最具竞争力的天然能源之一。采用地源热泵技术利用地热资源可冬季采暖，夏季制冷，节能效果十分理想，且具有常规采暖系统不具备优点。目前国内利用地热资源的方面已经有很多成功的典型案例，比如国家大剧院等。
　　总之，建筑节能是国家发展的基本国策之一，我们应抓好房屋建筑的节能设计，合理地使用和有效地利用能源，提高能源的有效利用率，为住户打造真正的环保节能、舒适、健康、方便的高品质住宅，为国民经济可持续发展做出贡献。
　　
　　
　　参考文献：
　　[1]陈大昆，邹宁.基于现代住宅建筑设计中的节能处理分析探讨[J].中外建筑，2010（2）.
　　[2]刘树印.建筑节能设计势在必行[J].中国科技博览，2009（17）.
　　

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