建筑節(jié)能設(shè)計(jì)體系革新

時(shí)間:2022-04-12 10:29:00

導(dǎo)語(yǔ):建筑節(jié)能設(shè)計(jì)體系革新一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)體系革新

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化建設(shè)進(jìn)程的迅速推進(jìn),人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求逐漸提高,同時(shí)對(duì)建筑節(jié)能的意識(shí)也隨之增強(qiáng)。建筑、能源和環(huán)境之間的矛盾越來(lái)越激烈,建筑節(jié)能與建筑設(shè)計(jì)之間關(guān)系也日益緊密。優(yōu)化建筑節(jié)能設(shè)計(jì)不但成為世界建筑行業(yè)改革的大趨勢(shì),同時(shí)也成為我國(guó)建筑行業(yè)獲得新發(fā)展的迫切需要。然而,我國(guó)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)研究與國(guó)外相比還存在很大的差距。建筑節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)的前進(jìn)道路阻力依然很大。作為能源消耗量極大的國(guó)家,節(jié)能降耗、優(yōu)化設(shè)計(jì)是我國(guó)的一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略決策。隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題、生存狀況問(wèn)題的進(jìn)一步思考,優(yōu)化建筑節(jié)能設(shè)計(jì)體系將會(huì)成為我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的一個(gè)新方向,它對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)資源環(huán)境與人民生活水平的健康協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1優(yōu)化與創(chuàng)新建筑節(jié)能設(shè)計(jì)體系的重要性

1.1建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的理念闡釋

建筑是一個(gè)復(fù)合體,它涉及許多專業(yè)和領(lǐng)域。完整的建筑應(yīng)當(dāng)包括從規(guī)劃方案到設(shè)計(jì)施工,包括運(yùn)營(yíng)使用的年份,直至最后不再使用的整個(gè)過(guò)程。建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)主要針對(duì)的是建筑結(jié)構(gòu)以及建筑性能的設(shè)計(jì)與規(guī)劃。在方案設(shè)計(jì)中,建筑師需要對(duì)建筑的方位、體型、朝向進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),同時(shí)必須對(duì)建筑材料也進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)建筑的外墻、戶墻、樓板、玻璃、屋面、窗框的設(shè)計(jì)等進(jìn)行嚴(yán)格的量化與優(yōu)化。從而實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備能效的提高,達(dá)到實(shí)現(xiàn)建筑材料的使用價(jià)值,盡可能地減少能源消耗的目標(biāo)。

1.2優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)建筑節(jié)能的重要性

隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程的迅速推進(jìn),我國(guó)的建筑能耗逐年上漲,建筑行業(yè)的能耗已占我國(guó)能耗總量的47%左右,我國(guó)節(jié)能減排任務(wù)日益艱巨,建筑節(jié)能現(xiàn)狀令人擔(dān)憂。在我國(guó),現(xiàn)有建筑面積為426億m2。每年新建的21億m2的建筑中,90%以上依舊是高能耗建筑。國(guó)家“發(fā)改委”2007年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,我國(guó)每年21億m2新建建筑中只有7%為節(jié)能建筑。而這些新建建筑中,有相當(dāng)一部分還在執(zhí)行原來(lái)的節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),從而遺留下很大的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難,給我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的負(fù)擔(dān)。因此,在我國(guó)建筑耗能居高不下、節(jié)能技術(shù)水平依然較低的情況下,我們必須用新的節(jié)能理念對(duì)建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)努力尋求能源保障與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最佳結(jié)合點(diǎn),從而使我國(guó)的建筑行業(yè)的能耗達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài),這是極為必要的,也是我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2建筑節(jié)能的優(yōu)化與創(chuàng)新思路的應(yīng)用體現(xiàn)

2.1建筑材料方面的設(shè)計(jì)體現(xiàn)

(1)新型玻璃保溫窗戶的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。隨著科技的進(jìn)步,設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑窗戶保溫設(shè)計(jì)時(shí),有了更多選擇。例如,使用防紫外線膠片制作的光學(xué)變色玻璃,可以阻擋98%以上的紫外線。電子玻璃則可以自動(dòng)改變照射到它表面的光的強(qiáng)度和透明度。

(2)陽(yáng)光照明技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。建筑在設(shè)計(jì)時(shí)必須引入足夠量的天然光,這是考慮人體健康等原因的需要。當(dāng)建筑物進(jìn)深較大時(shí),僅靠建筑側(cè)窗的采光量不能很好地滿足內(nèi)部采光要求,這就要通過(guò)一定的技術(shù)手段把太陽(yáng)光引入到建筑內(nèi)部。采光擱板主要是為解決大進(jìn)深建筑內(nèi)部的采光而設(shè)計(jì)的,它從某種意義上滿足了建筑需要引入足夠量的天然光的這一需求。如圖1,采光擱板一般由棱鏡或反射板組成,它的入射口起聚光的作用。采光擱板一般設(shè)在窗的頂部,與它相連的傳輸管道截面為矩形或梯形,內(nèi)表面具有高反射性的反射膜,這一部分一般情況下設(shè)置在房間吊頂?shù)膬?nèi)部,尺寸大小可與管線、結(jié)構(gòu)等相配合。采光擱板使建筑窗體附近的照度進(jìn)一步增加,從而有效地提高了建筑內(nèi)部的照明度以及光線的均勻度,是建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)中的典例。

2.2建筑構(gòu)造方面的設(shè)計(jì)體現(xiàn)

(1)熱環(huán)境的合理分區(qū)。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)考慮建筑熱環(huán)境的不同,根據(jù)熱環(huán)境質(zhì)量要求相似或類同的建筑相對(duì)集中布置的情況進(jìn)行合理的建筑分區(qū)。這樣,對(duì)熱環(huán)境質(zhì)量要求較高的建筑,我們可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要,將它們?cè)O(shè)置在溫度較高的區(qū)域;而那些對(duì)熱環(huán)境質(zhì)量要求較低的建筑,就可以集中設(shè)置于平面中溫度相對(duì)較低的區(qū)域,從而最大限度利用太陽(yáng)輻射,達(dá)到保持建筑內(nèi)部溫度的要求,同時(shí)又降低了建筑的供熱能耗,節(jié)約了能源。

(2)工程構(gòu)造流程的設(shè)計(jì)。建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì),主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分功能的同時(shí),通過(guò)對(duì)建筑各部位(樓板、屋頂、門窗、墻體等)的結(jié)構(gòu)、造型等方面進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中,當(dāng)建筑模型設(shè)計(jì)好之后。我們首先要進(jìn)行建筑功能、建筑類型和建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)定,以及其他一些必需的設(shè)置,然后進(jìn)行建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)造。如圖2,當(dāng)完成建筑物的以上構(gòu)造設(shè)定和能耗計(jì)算后,就可以進(jìn)行節(jié)能檢查并得出數(shù)據(jù)檢查的結(jié)論,從而對(duì)建筑物相應(yīng)規(guī)定性指標(biāo)的檢查和設(shè)施性能的權(quán)衡評(píng)估。

3現(xiàn)階段阻礙建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)因素

3.1主管部門對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)監(jiān)控不當(dāng)

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)問(wèn)題,它不是簡(jiǎn)單地用幾項(xiàng)節(jié)能設(shè)備或節(jié)能技術(shù)進(jìn)行一次累加,要從真正意義上實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)就必須定量化和準(zhǔn)確化。然而在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,主管建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)部門對(duì)設(shè)計(jì)節(jié)能成果缺乏必要的考核與評(píng)價(jià),同時(shí)也缺乏對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案節(jié)能方面的系統(tǒng)的審查要求。例如,有的主管部門僅憑圖紙會(huì)審然后發(fā)現(xiàn)一些表層的問(wèn)題,或者對(duì)一些新材料、新設(shè)備或建筑空間的布置等并非實(shí)質(zhì)的條款做一些規(guī)定。這明顯是對(duì)建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)監(jiān)控方面的不夠盡職。

3.2建筑內(nèi)部設(shè)備的用能設(shè)計(jì)不合理

建筑設(shè)計(jì)所營(yíng)造的環(huán)境應(yīng)該盡量地體現(xiàn)人性化的設(shè)計(jì)理念。然而,許多現(xiàn)行諸多建筑內(nèi)部環(huán)境的設(shè)計(jì)卻沒(méi)有很好地顧及人的感受以及與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)。例如,辦公、家用、工業(yè)和商業(yè)等建筑內(nèi)不切實(shí)際地使用過(guò)高的裝飾標(biāo)準(zhǔn),忽視了建筑設(shè)計(jì)時(shí)所指定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。濫用材料和設(shè)備,在針對(duì)建筑周邊的環(huán)境變化和設(shè)施使用要求的可調(diào)節(jié)性與適應(yīng)性等方面缺乏普遍的認(rèn)識(shí),造成耗能量多、能效低、舒適感差。這些情況,完全與當(dāng)初的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相悖,成為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新過(guò)程中不可避免的障礙。

4優(yōu)化與創(chuàng)新建筑節(jié)能設(shè)計(jì)體系的措施

4.1提高建筑師的節(jié)能設(shè)計(jì)意識(shí)

建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)體系是由多個(gè)環(huán)節(jié)組成的。這其中就包括暖通空調(diào)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、水電設(shè)計(jì)等方面。在整個(gè)建筑行業(yè)中,建筑設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能的關(guān)鍵所在,而建筑師則處于統(tǒng)籌整個(gè)建筑前期規(guī)劃的重要地位,是協(xié)調(diào)各專業(yè)工種之間的配合能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。建筑師的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)意識(shí)必然會(huì)影響到其他工種的工作狀態(tài)?;谝陨险J(rèn)識(shí),在建筑設(shè)計(jì)中優(yōu)化和創(chuàng)新節(jié)能設(shè)計(jì)理所當(dāng)然地成為建筑設(shè)計(jì)師的職業(yè)責(zé)任。因此,應(yīng)當(dāng)要求建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑進(jìn)行建筑能耗分析,以評(píng)價(jià)建筑設(shè)計(jì)方案是否合乎節(jié)能環(huán)保的要求。必須考慮建筑設(shè)計(jì)方案是否滿足節(jié)能設(shè)計(jì)的要求在很大程度上決定了建筑是否達(dá)到了節(jié)能、環(huán)保、低碳的目標(biāo)。

4.2提高建筑空間設(shè)計(jì)的合理性

在充分滿足建筑使用功能需求的情況下,對(duì)建筑空間進(jìn)行合理地分隔的做法被稱為合理的空間設(shè)計(jì)。合理的空間設(shè)計(jì)能夠改善建筑內(nèi)部保溫、采光、通風(fēng)等微氣候條件,從而達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。例如,建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求窗戶面積不宜過(guò)大,窗墻面積比的確定要綜合考慮多方面的因素,其中就包括不同的地區(qū)四季的日照情況、建筑內(nèi)外空氣溫度、建筑內(nèi)部采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及外窗開(kāi)窗面積與建筑能耗等相關(guān)因素。新的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求:北朝向的窗墻面積比不應(yīng)超過(guò)0.24,南朝向的窗墻面積比不應(yīng)超過(guò)0.34,東、西朝向的窗墻面積比不應(yīng)超過(guò)0.31。一般來(lái)說(shuō),普通窗戶的保溫隔熱性能要比外墻差許多,窗墻面積比越大采暖和空調(diào)能耗也越大。這就造成已經(jīng)建好的或者正在建設(shè)的建筑的窗墻面積比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此,從提高建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的角度出發(fā),我們必須進(jìn)行合理的建筑空間設(shè)計(jì)。事實(shí)也證明,這種需求已逐漸形成一種建筑設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。

4.3在設(shè)計(jì)中擴(kuò)大新能源的應(yīng)用范圍

可再生能源包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能、地?zé)崮芎秃Q竽艿?,?duì)環(huán)境無(wú)害或有很小的危害。且這種資源分布范圍很廣,利用方便。因此,可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用成為近幾年各領(lǐng)域中的熱點(diǎn)研究項(xiàng)目。如何在建筑行業(yè)中適宜地開(kāi)發(fā)和利用可再生能源也成為時(shí)展的一種客觀要求。例如,太陽(yáng)能作為一種天然的潔凈能源,我們完全可以把它在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)上進(jìn)行廣泛地推廣。我們可以通過(guò)建筑設(shè)計(jì)手段和技術(shù)手段,加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)能資源的采集與應(yīng)用??梢栽O(shè)計(jì)出較好的裝置,利用太陽(yáng)能為建筑提供自然照明,使建筑接受較多的陽(yáng)光照射。這樣就可以做到:在冬天,為建筑采暖提供熱能補(bǔ)充;在夏天,為建筑起到除濕的作用。太陽(yáng)能的推廣與應(yīng)用,也必然會(huì)成為建筑節(jié)能新的發(fā)展方向。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述,節(jié)能設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中起著非常重要的作用。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是否合理直接影響建筑能耗的多少,節(jié)能設(shè)計(jì)方案的好壞也直接關(guān)系到整個(gè)建筑施工計(jì)劃的進(jìn)行。因此,我們必須綜合考慮建筑物體形、朝向、平面布局以及門窗等因素對(duì)建筑能耗造成的影響。通過(guò)技術(shù)和材料等方面的節(jié)能設(shè)計(jì)等綜合措施,優(yōu)化與創(chuàng)新建筑節(jié)能設(shè)計(jì)體系。逐漸將建筑的高耗能狀況改變?yōu)榈湍芎牡慕ㄖl(fā)展模式。最終實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)體系的優(yōu)化與創(chuàng)新,創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的人居環(huán)境。