建筑设计与节能环保

王珠

中天建设集团有限公司 浙江 杭州 310000

引言

绿色发展已经成为五大发展理念之一。在此背景下，建筑企业需要积极地打造绿色城市，提高建设水平。建筑行业的高耗能、高污染现状严重阻碍了绿色城市建设的快速推进。因此，设计人员需要坚持环保节能理念，优化建筑设计，以此来提高建筑的绿色性、节能性、环保性，从而满足人们对建筑性能的需求。

1 建筑设计中节能建筑设计的重要作用

近年来，我国社会高速发展，经济水平迅速提高，城市化进程也在不断加快。与此同时，过度开发能源的情况也不断加剧，我国乃至整个世界均发生了能源危机，能源大幅度减少的同时也严重污染了环境。我国虽然幅员辽阔，但人口基数同样很大，人均土地面积与资源较少。此外，受各种因素的影响，我国使用的能源主要为煤炭。对不可再生能源的过度依赖造成我国的能源结构过于单一，这也是造成能源短缺的主要因素。如今，我国开始加快城市化建设的脚步，其需要消耗大量的钢筋、电能、水泥、水等能源。因此，为了节约能源，实现可持续发展，加强节能建筑设计十分重要[1]。

2 为什么要增加建筑技术中节能环保的比重

在当前的大环境下，我国提倡建设资源节约型和环境友好型社会，国家和人民更加重视保护环境和节约资源。因此，消耗大量资源以及可能对环境产生严重污染的建筑行业，必须积极响应节能环保政策，在建筑设计方面采取节能环保措施是很有必要的。目前，我国节能环保的建筑设计成本可能比非节能环保的建筑设计成本要大，但随着科学技术的进一步发展，前者的成本必定会比后者成本更少。当下，许多城市在开展老旧城区改造工作，但是在改造的过程中，相关部门不了解当地的情况，忽视了居民对舒适性的要求；同时，改造部位多为门窗外栅栏等外部部位，可再生资源未得到充分利用。这些问题都说明了当前我国建筑设计需要节能环保。下面以北方寒冷地区的房屋建筑为例。在北方房屋采用外墙外保温技术、屋顶平改技术、门窗更换技术、遮阳技术之前，北方家庭每年冬季需要缴纳高额的暖气费，政府也需要提供大量的燃料，空气污染问题严重。最终，人民生活成本不断增加，居住环境变得越来越差。因此，增加建筑技术中节能环保的比重是有必要的[2]。

3 如何实现建筑设计中的节能环保

3.1 减少建筑内部设备能耗

当前时期，为了加强建筑节能措施的应用，相关单位及人员首先需要对建筑内部设备运转过程的能耗量进行充分了解，并对部分能耗过大或使用时间过长的老旧设备进行更换，同时，由于设备操作不当同样会引起能源消耗过大现象，因此，当建筑施工及后期运转时，相关单位需要安排专业人员对设备操作过程实施监督管控，确保设备操作过程严格按照操作规范与标准进行，避免能源浪费等现象的出现，促进建筑整体节能化水平的提高。

3.2 加强对新空调技术的使用

空调在人们的日常生活中发挥着重要作用，不管是夏天还是冬天，人们都需要使用空调。然而，空调运行需要大量能源，建筑设计人员必须将建筑物能源供应与新能源有关技术结合起来，引进新的、先进的空调技术，调整目前的空调使用方式，以减少不必要的能源浪费。不能直接使用特定的空调技术，而要将冷却系统改造成一个匹配的冷却塔，从而进一步减少空调操作所需的能量，同时还要调整空调的空气供应量，以控制室内温度并确保室内舒适。建筑公司必须充分考虑客户的需要，可设计安装变频空调或变风量系统，其主要通过改变频率或送风量，以控制建筑物内的温度和湿度，从而达到最低限度的能源消耗。使用变频空调或变风量系统，可大幅度降低供热和制冷成本，减少能源消耗，实现节能目标。可变空调系统由温度传感器、风速传感器、控制器和其他基本部件组成，根据室内温度传感器的指令实现温度控制。在变频空调系统的操作过程中，最大负荷的情况较为罕见，仅为总运行时间的1/10，消耗的资源较少，可实现节能减排。变风量空调系统属于全空气系统类别，系统中的冷冻和冷凝水管不会通过传统的建筑吊顶方式安装，使得霉变等问题出现的概率得到了明显降低。变风量空调系统能够使住户更便利、有效地实现节能和保护环境的目标。作为空调的使用者，应当充分了解空调的使用技巧，减少能源消耗，在满足温度需求的基础上，实现节能的目标。

3.3 外门窗节能设计

在建筑能耗耗损中，外门窗属于能耗损失最多的位置，在整体能耗散失中占据了很大的比例。因此，设计人员在进行该部位设计时，需要在确保外门窗的功能基础上，较大程度地降低外门窗的开口面积，以达到降低能耗的效果。由于目前并未设置统一的外门窗节能材料选择标准，所以设计人员需要结合建筑物当地气候情况确定适宜的建筑材料。例如，北方气候偏冷，外门窗材料选择时多采用塑钢材料门窗，这种材料能够规避金属窗的冷桥现象发生。如果建筑物位于四季气候较为显著的地区，那么在选择材料时，多推荐使用镀膜玻璃和中空玻璃，这两种材料能够适应四季冷热交替的气候条件。总体来说，设计人员在进行外门窗节能设计过程中，需要综合多种因素考虑，选择适宜的外门窗材料进行建筑设计，既能满足居住使用需求，也起到节能环保的目的。

3.4 空调环保节能设计

空调在运行的过程中会消耗大量的能源，这不利于提高能源利用率。在开展建筑设计工作时，设计人员需要针对空调的使用，制订科学的建筑环保节能方案，以促进社会健康发展。随着社会的发展，科学技术、智能技术的发展水平日益提高。设计人员应用先进的科学技术、智能技术来指导空调设计工作，可以实现自动调节空调功率的目标，从而在节约电能的同时，满足人们对温度的要求。因此，设计人员可以选择智能且节能的空调来避免能源的浪费[3]。

3.5 积极应用新材料

在进行节能建筑设计时，其节能不仅体现在技术层面，更关键的是创新材料。研究新型节能材料并应用，不但可以降低建筑造价成本，提高建筑企业的经济效益，同时还能提升其使用性能和保温效果，从而降低采暖环节的能源损耗，达到节能效果。目前，我国常用的节能材料主要有以下几种。①抑菌建筑材料。该材料能够有效抑制细菌生长，可保证建筑的卫生条件及使用者的安全。②碳素纤维建筑材料。该材料具有良好的力学性能，耐高温及腐蚀性强，同时能够自我清洁。③绿色植物建筑材料，环保性强且使用周期长。④可回收性建筑材料，如小型钢部件、玻璃、木头等材料，安装与组合更加方便且能够重复回收利用。建筑不同位置对建筑材料的要求不同，施工人员应根据实际情况选择合适的材料，例如外墙保温材料的厚度要足够薄，防火性能良好，适应性广。

3.6 减少建筑围护结构的能量损耗

对于建筑围栏结构的设计，在建筑设计中具有较高难度。建筑围栏是能源损耗较高的保温材料，要想更好地落实建筑节能效果，可以在墙体内部或外部使用保温材料，达到较好的保温效果，以此降低能源损耗。在气候较为严寒时，可以通过选择节能型的建筑围栏，降低建筑物内部的能量损失。当气候较为炎热时，可以通过增加建筑内部的通风，减少建筑物内部热量聚集度，最终使得建筑物内部温度维持在适宜状态，给居住者较为舒适的居住环境。我国建筑围栏结构可以更好地发挥节能环保效果，依靠太阳能以及对自然光照的控制，完成对墙体外部热量吸收的调节。

3.7 争取使建筑向阳、避风建造

在建筑设计时，设计人员应该争取使建筑向阳避风建造，以保证建筑物的保暖节能性。特别是北方寒冷地区的建筑物更应该向阳、避风。建筑向阳方面：在开展建筑向阳设计工作时，设计人员需要根据建筑工程的区域、人们对温度的要求等，合理选择建筑物的朝向。在北方地区，设计人员需要考虑日照时间、太阳照射的方向、楼间距、建筑工程所在的纬度等因素，选择合适的朝向。建筑避风方面：在开展建筑避风设计工作时，设计人员需要了解与分析不同建筑部位的风压，合理地制订建筑设计方案，从而科学确定各类门窗洞口和通风口的位置。这既有利于通风，又可以减少风对建筑物的不利影响。因此，设计人员需要吸收与借鉴其他建筑物的设计理念、建设方式，提高建筑设计水平，争取使建筑向阳、避风建造。广州市气象监测预警中心地下车库采用下沉式庭院及天井，实现了自然采光和自然通风。由此可见，该地下车库设计符合节能环保理念，满足了人们对地下车库的采光与通风要求。设计人员需要认真研究该地下车库的设计经验，并且根据实际情况来完善与创新设计工作，从而保证建筑设计效果[4]。

3.8 合理使用水资源和冷暖资源

在人们日常生活中使用到的诸多资源里，水资源是十分关键的一项资源。因此，在进行民用建筑设计过程中，设计人员需用针对水资源进行科学合理的节能设计，尽可能减少水资源的浪费。例如，设计人员可以在进行节能设计时，将污水回收系统融入建筑设计里，将生活污水、废水统一收集起来，采取污水净化措施，从而实现污水废水再利用。除此之外，设计人员还可以考虑增加人工湿地的设计，将生活污水排放到人工湿地，不仅解决了污水处理问题，也为城市增加了一片绿植，保护了当地的生态环境。设计人员在充分利用水资源的同时，还需要综合考虑冷暖资源的科学合理使用。由于现在居民大多采取冷暖空调进行温度调节，通常是白天晚上都在使用空调，这在一定程度上造成了电能资源的耗费。所以，设计人员可以在进行节能设计时，将建筑智能化使用引入到设计方案中，实现智能化控制建筑内部问题，保持室温稳定在适宜温度状态。

3.9 符合国家相关标准

①在开展节能建筑工程时，其运行、设计、管理、验收及施工等所有环节均要符合《通用规范》的相关要求。②在进行节能建筑设计时，设计人员要结合建筑的整体设计，计算建筑的碳排放量并制作分析报告，保证碳排放量符合国家规定。③如果节能建筑设计应用了可再生能源系统，如地源热泵、空气源热泵、太阳能光伏等，则需要确保其达到《通用规范》中的要求与明确指标。以太阳能光伏为例，为了满足“双碳”目标与城市建设要求，节能建筑设计时必须进行太阳能系统安装。在设计时，设计人员应保证其年发电总量及系统装机容量满足相关标准。④在进行节能建筑设计时，设计人员需要保证其热工性能限值达到要求。《通用规范》对该限值进行了更改，其节能标准相比于现行行业及国家标准降低了20%与30%，公共建筑的平均节能率更改为72%，寒冷及严寒区域居住建筑的平均节能率更改为75%，而其他区域居住建筑的平均节能率更改为65%。⑤为了保证建筑耗能的进一步降低，《通用规范》对照明与暖通空调系统效率提出了更高要求，设计人员需要保证节能建筑设计符合目标值要求[5]。

4 结束语

综上所述，建筑行业作为现代社会建设运转的重要环节，对人们日常工作生活及社会发展有着极大的影响；而当建筑工程施工建设过程中会涉及大量施工材料及资源，且产生相应的建筑垃圾与废弃物，极易造成大量资源能源的消耗，影响着工程自身及施工单位经济效益与社会效益的提高；为了改变这一现状，施工单位及人员需要积极转变传统的思想理念，加强新能源在建筑设计施工中的应用，并结合现代化施工技术与设备设施，提高资源利用率，避免浪费现象的出现，强化提高建筑自身的节能化与环保性，进而推动现代建筑行业及社会整体的健康发展。