简析建筑设计中的节能措施

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　　【摘要】建筑节能贯彻国家节约能源、保护环境的政策和法规，改善居住建筑和公共建筑室内热环境，提高采暖用能的效率、降低建筑能耗。随着节能措施加强、技术和设备的应用，建筑运行能耗会逐步减少。建筑节能涉建筑设计、能源、人居环境等问题，还考虑了整个建筑对经济、能源、气象等方面的影响。
　　【关键词】建筑设计节能措施
　　
　　 建筑节能是指通过采取合理的建筑设计和选用符合节能要求的墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调等措施，在选址、规划、设计、建造和使用过程中，通过合理的规划设计，采用节能型的建筑材料、产品和设备，执行建筑节能标准，加强建筑物节能设备的运行管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率以及利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源。以下简要分析几种建筑节能的新技术和有效措施。
　　 1．合理的规划和体型设计
　　 合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的小气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面，圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候，起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果；对于沿海湿热地区，引入自然通风对节能非常重要。在规划布局上，可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压，即使在无风时也能形成通风，在建筑体型设计上形成风洞，使自然风在其中回旋，得到良好的通风效果．从而达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素，建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的，因此，只能权衡各个因素之间的得失，找到一个平衡点，选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。
　　 2.新型结构形式的应用
　　 20世纪90年代，美国的民用住宅采用钢结构的约为5％，目前已经超过35％。现在我国的钢结构技术大多应用于高层公共建筑和商用建筑上，在住宅建筑应用不够广泛。钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。最近在我国建筑工程领域中已经出现了产品结构调整，长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化，钢结构以其自身的优越性引起业内关注，已经在工程中得到合理的、迅速的应用。轻钢结构是近十年来发展最快的领域，在美国采用轻钢结构占非住宅建筑投资的50％以上。这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是轻钢发展的一个重要方向，目前已经有多种的低层、多层和高层的设计方案和实例。因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。
　　 3. 生态建筑材料的使用
　　 生态建筑材料的科学和权威的定义目前仍在研究确定阶段。生态建筑材料的概念来自于生态环境材料。生态环境材料的定义也仍在研究确定之中。其主要特征：首先是节约资源和能源；其次是减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏；第三是容易回收和循环利用。按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中以与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗，最小或无环境污染，最佳使用性能，最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。目前在社会上出现的新型建筑材料有加气混凝土砌块、陶粒砌块、小型混凝土空心砌块、纤维石膏板、新型隔墙板等，这些新型建筑材料以煤灰、煤矸石、石粉等废料为主要原料，具有质轻、隔容重轻、导热系数低、材质稳定；且阻燃、吸声、抗震动、不易开裂、不空鼓、综合造价低等特点，可以配合其他新型建筑材料使用。
　　 4. 利用可再生能源节能
　　 太阳能是常被建筑利用的可再生能源，它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。太阳能与建筑结合为人们有效利用可再生能源提供了一个理想途径。主动式太阳能建筑通过高效集热装置来收集获取太阳能，然后由热媒将热量送人建筑物内的建筑形式。而太阳能热水系统的应用越来越普遍，由于将太阳能转化为温度不太高的热水，只要用简单的装置即可实现，因而被广泛采用。太阳能热泵采暖系统是利用集热器进行太阳能低温集热，然后通过热泵，将热量传递到温度为35℃～5O℃的采暖热媒中去。被动式太阳能建筑指太阳能向室内的传递不借助于机械动力，而完全由自然的方式传递。
　　 5. 浅层地热泵技术的应用
　　 地源水源热泵作为一种优化的空调能源方式，能大幅提高建筑物内部的能源利用系数，节能且环保。地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。采用热泵技术为建筑物供热或制冷可大大降低燃料消耗，不仅节能，还可减少燃烧矿物燃料而引起的二氧化碳和其他污染物的排放。
　　 6. 利用地热资源
　　 由于较深的地层在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，因此可以利用地内的能量来为人类服务。目前应用最多的是地源热泵。它可克服空气源热泵的技术障碍，且效率更高。此外，冬季通过热泵把大地中的热量升温后对建筑供热，同时使大地中的温度降低，即蓄存了冷量，又可供夏季使用；夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。大地起到一个蓄能器的作用，进一步提高空调系统全年的能源利用效率。
　　 7. 利用风能资源节能
　　 利用风能可以发电，同时实现被动式降温。建筑上一般采用小型或微型风力发电机，只要有能使树叶摇动的微风就能使发电机工作。它非常适合夜间建筑亮化照明等用途。建筑的自然通风可以改善室内热舒适和空气质量。夏季，利用自然通风进行被动式降温可减少空调能耗，防止“建筑综合症”的发生，而冬天则可以驱除室内多余潮气和污染物，以减少采暖能耗。
　　 8. 有效的遮阳设施
　　 遮阳设施是窗、玻璃幕墙的配套设施，这对于调节日照、节省能源具有十分重要的作用，开窗面积越大，遮阳要求越高。遮阳方式分玻璃外遮阳和自遮阳两种。外遮阳包括遮阳百页窗、遮阳构件(挑板)等。与窗配套的百页窗技术简单，在欧洲被广泛使用。玻璃自遮阳就是降低玻璃的透射率，例如镀膜玻璃、着色玻璃等。
　　 9. 运用玻璃幕墙
　　 玻璃幕墙是建筑外观设计重要的创作手段。它有高耗能的缺点。节能设计规范对玻璃幕墙高隔热节能性能有严格规定，会大大增加玻璃幕墙的造价，应淘汰低档产品，避免玻璃幕墙的滥用。玻璃幕墙分为不透明和透明两种，对不透明部分，可以在幕墙和建筑构件之间设保温材料，类似于外保温。对透明部分，节能措施可以采用Low―E玻璃、中空玻璃、断热金属型材等。
　　 10.绿化节能
　　 近年来由于城市绿地不断减少，加之空调的大量使用，导致“热岛效应”，空气环境习益恶化，给建筑节能带来负效应。因此，在城市规划和建设的同时，应大力发展绿化建设。绿地的配置，可以通过植被的光合作用及蒸腾作用使太阳辐射热能转化，降低环境温度。根据不同地区的地形及小气候情况，在规划中注意合理布置不同高度和种类的树木植被，可以在夏季使建筑群内产生有阴影遮蔽的效果，并疏导通风气流，冬季有防寒风和最大限度的减少遮阳效果。并能缓解曝晒及骤雨造成建筑物表面的温差变化，使绝大部分辐射热不致于进入围护结构向室内传递，从而改善了生态环境和室内环境。
　　
　　 总之，在倡导节约减排的大环境中，建筑节能的研究是可持续发展的一个重要研究课题，涉及社会各个方面的问题。在我国现阶段，主要提倡运用与经济发展水平相适应的节能技术措施，同时注重二次能源的利用与开发如：太阳能、风能、地能等，降低可再生能源的利用成本，一步一步逐渐实现我国建筑节能既定目标。在建筑设计中运用先进的建筑材料、科技技术，在创造美的艺术视觉艺术的同时最小较少建筑的能耗，创造绿色建筑。

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