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【摘要】目前节能建筑已经成为建筑行业的主流发展趋势,人们对节能建筑的设计方法和设计理念也越来越重视。现本文就从分析傳统建筑设计中存在的能源浪费问题入手,来简单谈谈建筑方案设计中的节能设计思想和设计方法,仅供参考交流。
【关键词】建筑设计;节能;保温;可再生能源
建筑是人类改造自然的一种重要形式,人们通过一定的建筑方案设计和施工,来建造满意的居住环境,从而提高自己的生活品质。然而在人类长期的自然改造过程中,使用了过多的自然资源和能源,使得现如今全球都面临着严重的资源危机。为了能够在满足人们居住需求的基础上实现环境资源保护,就必须要在建筑设计中全面贯彻节能设计理念,以节能为前提,进行建筑工程的规划和施工方案的设计。以下笔者就从节能设计的角度,来探讨建筑方案的设计。
1、传统建筑方案设计中存在的能源浪费问题
在传统的建筑方案设计中,设计师一般很少考虑到所设计的建筑结构是否节能环保,一般都是注重建筑空间的利用和功能的完善。这就使得一般的建筑方案在设计施工完成后,会形成一些不良的能源浪费现象,并且可能在一定程度上降低建筑居住的舒适程度。如在建筑方案设计中没有考虑到充分利用风能,就会使楼盘之间相距较小,从而使得该地区的小气候难以得到有效改善,极易形成穿堂风,不利于居民合理利用自然风能,只能利用空调来调节室内温度。这样不但降低了居住舒适度,也浪费了大量的能源。除此之外,建筑外墙结构设计不合理使得建筑外墙整体表面积增大,同时又没有进行外墙保温设计,也会造成大量的能源浪费。并且传统建筑方案设计很少考虑到充分利用地能、太阳能、风能等可再生能源,这也是能源浪费的一种形式。可以说,传统建筑方案具有很大的节能设计改进空间。
2、建筑方案设计中的节能设计思想和方法
2.1合理设计建筑外观和体形
建筑外观和体形的设计在很大程度上影响着建筑的节能效益,这是因为建筑内部能量的散失多是通过建筑外围护结构而进行的。因此在建筑方案设计中,我们可以通过合理的设计建筑体形来减少能量散失。如建筑外墙不使用凸凹或弯曲等结构形式,建筑高度控制在适当的范围内,尽量减少单独点式建筑的设计,尽量增大建筑的体量等等,这些都是较好的建筑节能设计方法。
2.2采用生态绿化设计手法
众所周知,要想改善建筑周边环境,减少环境污染,降低热岛效应,减少空气污染和噪音污染,采用生态绿化设计手法是最佳的解决对策。因此在现代建筑方案设计中,我们一定要充分体现环境绿化设计思想,因地制宜,结合建筑周边的实际情况合理栽种相应的树木、花草,设置一定的隔离带,以此来改善建筑周边的小气候,减少建筑使用空调的频率,实现节能环保效益。
2.3注重建筑单体的节能设计
建筑是由多个单体构成,若每个单体在设计时都采用节能设计,则建筑的节能效益会得到极大的提高。在建筑单体设计中,要注意房屋的进深,进深过大或过小都不利于建筑实现节能效益,一般应结合当地的通风条件和采光条件进行合理布置设计。尤其要注重单体的通风问题,因为建筑单体若能够实现南北通透的自然通风效果,则室内的空气质量和温度都能得到自然调节,这样就无需过多的使用空调,达到良好的节能效益。除此之外,建筑的格局设计、房屋的门窗设计等等,也都需要以增大采光面积,充分利用太阳能为设计思想基础,以最大程度的降低建筑单体的能耗。
2.4提高建筑外围护结构保温隔热性能
建筑外围护结构是反映建筑物各面的围护物,即跟外界空气环境直接接触的部分,如外围墙体、门窗、屋面等。建筑围护结构保温隔热性能是由组成围护结构的各种材料保温隔热性能所决定的。材料的保温隔热性能,通常用传热系数来衡量,传热系数越大,保温隔热的效果就越差。外墙外保温体系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,而建筑围护结构的外保温层的整体作用的使用周期小于50年,给将来的改造、城市管理都留下了一个沉重的包袱。因此,建筑设计应尽可能地使用轻质、高强度、保温隔热、节能、节地的新型墙体材料,发展新型墙体材料和研究新的墙体构造及砌筑方法,发展节地、节能、利费、环保的新型墙体材料。
在单体建筑中,屋顶在整个建筑围墙结构面积中所占的比例虽然远低于外墙,但对顶层房间而言,在保温隔热上却是至关重要外围护结构,其保温性能的优劣对顶层房间的室内热环境影响是十分大的。屋面节能的原理和墙体节能一样,主要通过改善屋面层的热工性能,阻止热量的传递。目前,屋面的保温隔热在构造层次上基本延用传统做法,没有什么变化,只是在保温层材料、品种的选择和尺寸上作了一些调整。在屋面形式的选择上,节能屋面主要形式有坡屋面和覆土种植屋面等形式,坡屋面是在砼斜屋面现浇板与屋面瓦之间增设防水层及保温隔热层,利用坡屋面下三角形空间作通风,所以一般坡屋面的保温隔热性能比平屋面要好些。覆土种植屋面是利用植物的光合作用、叶面的蒸腾作用及对太阳辐射的遮挡作用来减少太阳辐射热对屋面的影响。种植屋面不仅是保温隔热的理想方案,而且在城市绿化、净化空气、降低噪音、美化环境都有一定的调节作用。
2.5充分利用可再生自然能源
太阳能是绿色能源中最重要的能源。太阳能建筑是典型的节能建筑,特别是在我国北方,有很高的节能效果。通常是在建筑的外围镶嵌太阳能光电板,将太阳能转化为生活中需要的热能,实现能源的自给自足。阳能建筑基本上有以下三种形式:
一是被动式,一般构造简单,通过建筑方位的合理布置和建筑构件的恰当处理,以自然热交换方式来获得利用太阳能。
二是主动式,构造复杂,造价高,需用电作为辅助能源。
三是“零能建筑”,这种建筑由太阳屋顶提供全部建筑所需的能量,在屋顶安装太阳电池,与电网并网,清洁无污染。但由于太阳能电池价格较高,普遍推广尚存在困难。
2.6其他节能设计方法
除了上述几种,节约原材料,采用新型节能建材,节能灯具等,通过建筑设计和构造的一些处理手法实现高效的自然通风、采光、遮阳等以减少设备的配置与能耗,这是最常用的也是最有效的节能办法。利用植物的自调节与自控制,将植物作为建筑外围护体系的有机部分,也是一种有效的节能措施。
3、结语
总之,在建筑方案设计中充分考虑到建筑节能和环保是非常有必要的,传统的建筑方案设计思想已经不符合现代建筑行业的发展需要。本文中笔者提出的几种建筑节能设计方案和方法都是目前较为常见的建筑节能设计方法,并且在实践中已经得到证实,确实能够比一般建筑更加节能,非常值得大力推广和应用。
参考文献
[1]张竹慧.如何在建筑设计中节约能耗[J].科技信息,2009(05)
[2]王云武.对建筑节能设计的思考[J].中国科技财富,2009(06)
[3]郭俊明,伍国正,余翰武.浅析建筑方案设计方法[J].高等建筑教育,2008(05)
【关键词】建筑设计;节能;保温;可再生能源
建筑是人类改造自然的一种重要形式,人们通过一定的建筑方案设计和施工,来建造满意的居住环境,从而提高自己的生活品质。然而在人类长期的自然改造过程中,使用了过多的自然资源和能源,使得现如今全球都面临着严重的资源危机。为了能够在满足人们居住需求的基础上实现环境资源保护,就必须要在建筑设计中全面贯彻节能设计理念,以节能为前提,进行建筑工程的规划和施工方案的设计。以下笔者就从节能设计的角度,来探讨建筑方案的设计。
1、传统建筑方案设计中存在的能源浪费问题
在传统的建筑方案设计中,设计师一般很少考虑到所设计的建筑结构是否节能环保,一般都是注重建筑空间的利用和功能的完善。这就使得一般的建筑方案在设计施工完成后,会形成一些不良的能源浪费现象,并且可能在一定程度上降低建筑居住的舒适程度。如在建筑方案设计中没有考虑到充分利用风能,就会使楼盘之间相距较小,从而使得该地区的小气候难以得到有效改善,极易形成穿堂风,不利于居民合理利用自然风能,只能利用空调来调节室内温度。这样不但降低了居住舒适度,也浪费了大量的能源。除此之外,建筑外墙结构设计不合理使得建筑外墙整体表面积增大,同时又没有进行外墙保温设计,也会造成大量的能源浪费。并且传统建筑方案设计很少考虑到充分利用地能、太阳能、风能等可再生能源,这也是能源浪费的一种形式。可以说,传统建筑方案具有很大的节能设计改进空间。
2、建筑方案设计中的节能设计思想和方法
2.1合理设计建筑外观和体形
建筑外观和体形的设计在很大程度上影响着建筑的节能效益,这是因为建筑内部能量的散失多是通过建筑外围护结构而进行的。因此在建筑方案设计中,我们可以通过合理的设计建筑体形来减少能量散失。如建筑外墙不使用凸凹或弯曲等结构形式,建筑高度控制在适当的范围内,尽量减少单独点式建筑的设计,尽量增大建筑的体量等等,这些都是较好的建筑节能设计方法。
2.2采用生态绿化设计手法
众所周知,要想改善建筑周边环境,减少环境污染,降低热岛效应,减少空气污染和噪音污染,采用生态绿化设计手法是最佳的解决对策。因此在现代建筑方案设计中,我们一定要充分体现环境绿化设计思想,因地制宜,结合建筑周边的实际情况合理栽种相应的树木、花草,设置一定的隔离带,以此来改善建筑周边的小气候,减少建筑使用空调的频率,实现节能环保效益。
2.3注重建筑单体的节能设计
建筑是由多个单体构成,若每个单体在设计时都采用节能设计,则建筑的节能效益会得到极大的提高。在建筑单体设计中,要注意房屋的进深,进深过大或过小都不利于建筑实现节能效益,一般应结合当地的通风条件和采光条件进行合理布置设计。尤其要注重单体的通风问题,因为建筑单体若能够实现南北通透的自然通风效果,则室内的空气质量和温度都能得到自然调节,这样就无需过多的使用空调,达到良好的节能效益。除此之外,建筑的格局设计、房屋的门窗设计等等,也都需要以增大采光面积,充分利用太阳能为设计思想基础,以最大程度的降低建筑单体的能耗。
2.4提高建筑外围护结构保温隔热性能
建筑外围护结构是反映建筑物各面的围护物,即跟外界空气环境直接接触的部分,如外围墙体、门窗、屋面等。建筑围护结构保温隔热性能是由组成围护结构的各种材料保温隔热性能所决定的。材料的保温隔热性能,通常用传热系数来衡量,传热系数越大,保温隔热的效果就越差。外墙外保温体系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,而建筑围护结构的外保温层的整体作用的使用周期小于50年,给将来的改造、城市管理都留下了一个沉重的包袱。因此,建筑设计应尽可能地使用轻质、高强度、保温隔热、节能、节地的新型墙体材料,发展新型墙体材料和研究新的墙体构造及砌筑方法,发展节地、节能、利费、环保的新型墙体材料。
在单体建筑中,屋顶在整个建筑围墙结构面积中所占的比例虽然远低于外墙,但对顶层房间而言,在保温隔热上却是至关重要外围护结构,其保温性能的优劣对顶层房间的室内热环境影响是十分大的。屋面节能的原理和墙体节能一样,主要通过改善屋面层的热工性能,阻止热量的传递。目前,屋面的保温隔热在构造层次上基本延用传统做法,没有什么变化,只是在保温层材料、品种的选择和尺寸上作了一些调整。在屋面形式的选择上,节能屋面主要形式有坡屋面和覆土种植屋面等形式,坡屋面是在砼斜屋面现浇板与屋面瓦之间增设防水层及保温隔热层,利用坡屋面下三角形空间作通风,所以一般坡屋面的保温隔热性能比平屋面要好些。覆土种植屋面是利用植物的光合作用、叶面的蒸腾作用及对太阳辐射的遮挡作用来减少太阳辐射热对屋面的影响。种植屋面不仅是保温隔热的理想方案,而且在城市绿化、净化空气、降低噪音、美化环境都有一定的调节作用。
2.5充分利用可再生自然能源
太阳能是绿色能源中最重要的能源。太阳能建筑是典型的节能建筑,特别是在我国北方,有很高的节能效果。通常是在建筑的外围镶嵌太阳能光电板,将太阳能转化为生活中需要的热能,实现能源的自给自足。阳能建筑基本上有以下三种形式:
一是被动式,一般构造简单,通过建筑方位的合理布置和建筑构件的恰当处理,以自然热交换方式来获得利用太阳能。
二是主动式,构造复杂,造价高,需用电作为辅助能源。
三是“零能建筑”,这种建筑由太阳屋顶提供全部建筑所需的能量,在屋顶安装太阳电池,与电网并网,清洁无污染。但由于太阳能电池价格较高,普遍推广尚存在困难。
2.6其他节能设计方法
除了上述几种,节约原材料,采用新型节能建材,节能灯具等,通过建筑设计和构造的一些处理手法实现高效的自然通风、采光、遮阳等以减少设备的配置与能耗,这是最常用的也是最有效的节能办法。利用植物的自调节与自控制,将植物作为建筑外围护体系的有机部分,也是一种有效的节能措施。
3、结语
总之,在建筑方案设计中充分考虑到建筑节能和环保是非常有必要的,传统的建筑方案设计思想已经不符合现代建筑行业的发展需要。本文中笔者提出的几种建筑节能设计方案和方法都是目前较为常见的建筑节能设计方法,并且在实践中已经得到证实,确实能够比一般建筑更加节能,非常值得大力推广和应用。
参考文献
[1]张竹慧.如何在建筑设计中节约能耗[J].科技信息,2009(05)
[2]王云武.对建筑节能设计的思考[J].中国科技财富,2009(06)
[3]郭俊明,伍国正,余翰武.浅析建筑方案设计方法[J].高等建筑教育,2008(05)