黄淑宇
【摘要】节能建筑设计是建筑业未来的发展趋势。一是要加强政策引导,使节能意识深入扎根全社会。二是,需要不断开发各种新型节能技术和材料,并在规划设计中积极贯彻,在建筑施工中广泛使用。
【关键词】建筑;节能;实现;设计
一.前言
随着能源损耗在建筑成本中占比的日益加重,建筑行业在规划设计时更加重视节能。在建筑实践中,用最新节能理念指导规划设计、用最新的节能技术提高能源利用效率,使建筑企业获得较高的经济效益的同时,还能释放更大的社会效益。本文重点对此进行研讨。
二.概念与发展
建筑节能是一个基于资源节约目标提出的全新概念,它提倡节约资源、降低能耗、减少排放,并强调能源的可再生和重复利用。从发展趋势上看,它在未来必然要融合其它现代建筑概念(绿色建筑、生态建筑、智能建筑等),从而更易为人们所接受。其中绿色建筑和生态建筑的特点是,建筑不能脱离而且必须立足当地实际环境条件,一是应当体现人文环境中的当地文化、地域特色,二是尽量采用当地可以提供的建筑材料,三是充分了解和顺应当地气候特点,保证部分能源能从气候要素(如日照、风能等)直接获得。在此基础上,把新能源概念引入建筑实践,扩大绿色能源和再生能源的使用占比,要在通风、换气等各施工环节,从技术上对其工艺和工序进行节能设计,提高工程建设中能源利用效率,减少建筑工程对生态环境造成的直接和间接的破坏。
三.实现原则
1.全寿命周期原则
周边环境和建筑资源,必然在工程建设中受到较大影响,节能建筑设计必须对此予以关照和规划,这就是全寿命周期。它从时间上涵盖了"规划设计"(开始)--"竣工验收"(完工)的全部建筑过程。如何在建筑全程减少资源消耗?如何在全寿命周期降低对环境的负面影响?如何提高当地环境条件在工程建筑中的利用占比?这些对工程造价形成制约,也都需要在规划和设计工程时予以完善。
2.环境友好和资源节约原则
推进生态保护,确保建筑资源有效利用值最大、损耗值最小,是节能建筑设计最直接的追求目标。从我国实际出发,由于人均资源占有率较低,资源损耗又逐年增加,已探明的可利用资源总量日益减少,因此在建筑过程中,对有限的资源既要节约使用,又要循环利用。
3.功能满足原则
绿色设计不能限制建筑对人们日常生活需要的满足功能,相反必须能使其性能得到最大程度的发挥。在节能建筑实践中,要确保人们的生活品质不因节能而降低,身体健康不因节能而受伤害。与智能施工技术相结合、提高节能工程质量,是落实节能设计目标的最佳手段。
4.自然和谐原则
在现代观念中,建筑已不仅仅是单纯的房子,而是融合了文化、生态、理念、追求等虚拟内容的物体。这一特点,已难以被传统的建筑模式所实现。"建筑、人、自然"是影响现代城市建设的三要素,推动其"三位一体、和谐统一"是节能建筑设计在城市生态建设中的核心追求。
四.实现方法
1.整体及外部环境
节能建筑设计的主要关照对象是建筑的整体及外部环境。为保证建筑人工环境得到良好的设计和创造,在设计实践中,要集中建筑、环境、能源方面的设计和分析专家,按照整体概念,立足环境条件(环境优势),并科学调控整体与外部环境两者之间的关系。比如:从气候条件看,对高温、高湿、高盐的环境,为使其建筑使用寿命得到最大程度延长,在施工时就必须选择耐热、耐湿、耐腐蚀的建筑材料。
妥善处理建筑和环境的关系,才能保证整体节能效果在规划设计上得到最佳呈现。
影响建筑节能的环境要素主要是太阳辐射和空气流动。小区和居室的气候环境、生活的舒适性都受到它们的直接影响。在节能设计时,通过调整建筑朝向、扩大或缩小建筑间距,以提高或降低太阳对小区建筑的直接辐射,增加或减小通风效果,是实现节能目标的主要手段。当地夏季空气流动方向是决定建筑朝向的主要因素,通过增加夏季时室内空气流动,营造良好的室内小气候,降低空调使用频率和使用强度,间接降低能源损耗。同时,到了冬季,室内可以有较为充足的阳光照射,可以改善室内小气候。对建筑物之间的间距进行设定时,空气流动性是其主要考虑要素,自然通风效果能否达到最好,取决空气流动性能否因建筑物的合理间距而得到加大。
2.单体的节能设计
对单体进行节能设计,既要考虑如上所述的建筑朝向因素,还要考虑建筑体型带来的空气流体特性,并考虑室内空间分布对热交换的影响。建筑朝向的正确节能效果是,能够降低制冷负荷(夏季)、制热负荷(冬季)。朝向不一定必须选择南北朝向,必须具体条件(位置、环境、气象、面积等)具体分析,因地制宜进行设计。
设计建筑单体内部空间布局时,必须根据功能要求,并考虑采光、通风等实际需要。基本流程是,第一,平面设计,设计空气流动路径,保证通风顺畅,空气交换效率较高;第二,剖面设计,设计一个空间,位置在建筑物中部,比建筑物屋面更高,对建筑形成垂直关系并贯穿,出风口设置在高出屋面的部分。
3.绿化布局
绿化工程是居住区建筑节能设计的重要实现手段。绿化工程的表面目标是,居住环境因绿化而更美,居民情操因绿化而得到熏陶。实际上,绿化工程也有很大的节能作用。根据实地测量,在夏季,地面(裸露)温度要较树荫下、绿地上分别高出3℃左右和2℃左右。改善居住区微气候,也可以对小区景观水系统进行合理布置。怎么样规划和设计居住区绿化工程呢?首先,空间绿化以地面为主,植物选择以灌木为主,引进景观水系统也是不错的选择,但要因地制宜。其次,高大的落叶乔木应该种植在住宅近处的适当位置,在夏季时用浓荫遮挡太阳辐射,在冬季时落叶后放进阳光,为夏冬两季居室节能提供外部条件。再次,建设多层次立体性的垂直绿化结构,扩大绿化工程对平屋面、墙面、阳台等的覆盖范围,增加绿化对阳光的隔绝效果,利用这种复合绿化结构,提高冬夏两季的节能效果。以本文所关照小区为例,该小区立足自身環境条件,其中央部分是一个较低的洼地,规划时把此地设计成了人工湖,从节能层面说,一是减少了施工中的填地所需的土石方工程量,减少了能源损耗;二是扩大了水资源利用效率,因为人工湖也是一个雨水收集器;三是整个小区的气候微环境,因人工湖的调节功能而得到较大改善,并使建筑物室内室外的空气流动和热量交换都向好发展。从生态景观说,小区中,中央湖面、各绿化组团单元、架空绿化等有机融合、浑然一体;而且,因为印证了中国传统的山水田园观念,使环境景观既在满足居民的基本生活需求之外,具有了更为高层次的生态和精神品位,为居民提供了良性循环的居住质量。
五.结束语
当前,我国人均资源占有率、社会能源有效利用率等都较低。改变这一现状,必须引进和广泛推广建筑节能设计。同时,降低工程造价,提高工程质量也离不开节能设计。节能建筑设计融合了能源节约、环境保护、资源循环利用等现代观念,有利于建筑工程中对有限资源的优化配置,并把建筑工程对环境和资源的影响降到最低。
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