建筑设计中的建筑节能措施分析

来源 :昆明民族干部学院学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kbxbx
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  【摘要】我国经济的快速发展不断推进着建筑事业的发展,众所周知建筑行业是耗能非常巨大的,所以节能环保是我国建筑行业可持续发展的关键。在我国可用能源日益紧张的情况下,建筑设计节能已经成为整个建筑行业发展的重要环节。鉴于此,本文针对建筑设计中节能措施的意义及应采取的节能措施进行阐述,希望对建筑设计从业者有所帮助,为减少建筑资源浪费贡献一份力量。
  【关键词】建筑设计;节能措施;节能材料
  Abstract: the rapid development of China’s economy continues to promote the development of the construction industry, the construction industry is well-known energy consumption is very huge, so energy saving and environmental protection is the key to sustainable development of China’s construction industry. With the increasing shortage of available energy in our country, the energy-saving building design has become an important part of the whole construction industry. In view of this, this article in view of the significance of building design and energy saving measures should be taken to explain the energy-saving measures, hoping to help the construction design practitioners, in order to contribute to the construction of a waste of resources to contribute to a force.
  Key words: architectural design; energy-saving measures; energy-saving materials
  低碳、环保已经成为我国乃至全世界在未来的建筑行业上转型和发展的趋势,为了适应新的发展趋势,想新的时代进军,建筑行业的设计者必须要做好建筑设计节能工作,以充分提高能源利用效率,促进我国建筑行业的可持续发展。就此对如何实现新时代下的建筑节能设计提出见解。
  一、建筑设计中应用建筑节能措施的重要意义
  节能措施在建筑设计中的重要意义主要体现在以下几个方面:首先,我国虽然地大物博,从整体数量来说是一个能源大国。但是相对于我国的人口数量来说,这些能源是远远不够的,从人均能源占有率来说,我国就是一个能源小国了。据查阅资料显示,我国大部分建筑都属于高能耗建筑,在建筑资源上的能耗在全球占了相当大的比例,不仅有大量资源的浪费,还有环境有着不可恢复的破坏。在工程施工过程中的照明、取暖、热水等方面的能耗,建筑材料浪费等能耗,这些无一不是建筑设计需要考虑到节能措施的地方。建筑设计水平的高低不仅会对工程质量产生影响,还会对工程完成后的使用能耗有所影响。所以说针对我国目前能耗最多的一个行业,必须要在建筑设计中采取完善的节能措施,显然这样做不仅能够减少能耗,减轻环境污染的压力,更是能够从成本上带来一份巨大的利益。在当前情况下,在建筑设计中采用节能措施已经成为诸多建筑企业的共同发展方向,尤其在建筑企业不断增加的这个时代,竞争压力不断增加,想要从众多竞争对手中脱颖而出就需要在技术或者成本上有着突破。很显然,通过建筑设计中的节能措施不仅能在成本上有着很大的节省,还能减少建筑后期的使用能耗,降低对环境的污染,从而达到企业的完美转型和发展。
  二、节能措施在建筑设计中的应用
  1.建筑节能措施在屋面设计中的应用
  作为整个建筑防雨、保温隔热的重要措施,建筑屋面对建筑的重要程度不言而喻,当然也是整个建筑中相对能耗较多的一个部分。所以想要在屋顶设计上应用节能措施,就要从屋顶的选材和设计上下功夫。在夏季,由于太阳辐射较大,屋顶的温度往往能打到70℃以上,如果保温层不能很好的隔热,想必这栋建筑设计的再好也没有人愿意去住居或者使用。而在冬季的时候,室内温度会比室外温度高上许多,为了防止室内热量过多的向室外流动,屋顶的保温功能也是设计时需要考虑的重要因素。所以,屋顶的设计要尽量利用冬夏两季的内外温差来进行节能措施的使用。具体来说,屋顶的实际设计过程中要注意一下几个方面的节能措施设计:一般来说,屋顶设计中最为重要的就是保温层的设计,保温材料要进行严格的筛选,以保证其密度和吸水性,从而达到控制屋顶质量的目的。其次,在选择屋顶保温材料时,要根据当地情况尽量选取新型的高效节能环保材料,禁止使用存在污染的材料。就以膨胀珍珠岩为例,这种材料不仅比传统的保温材料要便宜,而且没有任何污染,加上施工方便,其在各种建筑屋顶设计中得到了广泛运用。最后,绿色植物屋面和蓄水池建筑屋面也在各类建筑中应用甚多,利用绿色植被進行屋顶的覆盖,不仅可以起到一定的隔热作用,还能净化空气,起到美化建筑的作用,为城市填上些许绿色。而蓄水屋面则是在屋顶设计蓄水池,通过水吸热蒸发来降低屋面温度,从而达到隔热的目的,蓄水深度通常在20cm左右以免对屋面有着太大的压力从而带来各种问题。在一些住宅等建筑中,还可以让居民自由的在屋顶种植蔬菜等植物,这也是一种好的屋顶节能设计方法。
  2.建筑节能措施在墙体设计上的应用   在建筑的外围结构当中,墙体也是和屋面同样重要的一部分,墙体设计也面临着和屋面设计一样的问题,也就是保温和隔热的问题,所以墙体的技能措施设计也能在很大程度上节省成本和节约能源。
  一般建筑墙体的节能措施包括三种。第一种就是外墙外保温设计,外墙外保温就是在外墙的外表面建造保温层,就相当于给建筑穿上了一层“保温外套”,就像给建筑穿了一件衣服一样。外墙外保温技术具有许多突出的优点,比如说,外墙外保温的隔声、隔热功能非常强大,而且外保温层是在外墙的外表面,不会占用室内空间,还能起到保护建筑外墙体的作用,延长建筑使用寿命。这个技术的节能措施主要体现在其保温系统中新型建筑材料的研发和应用,聚苯板薄抹灰外墙就是一种全新的技术。以阻燃型膨胀聚苯板为保温层的核心材料,其整体保温效果好、导热系数小、耐久性好以及自重轻的特点,不仅能达到墙体保温的效果,还能有效减轻外承重墙的载荷和整体建筑载荷,给整个建筑的抗震能减少不少基础经费。
  第二种是外墙内保温设计,内保温设计是在外墙的内侧使用苯板或者保温砂浆等保温材料,然后再刷上涂料等。这种节能设计的优点是,其保温材料本身就是有效的防水层,墙体的内表面不用再加强防水层,構造简单,从一定程度上能够减少能源的消耗。近些年来,外墙内保温设计也在逐渐的进行新型材料的创新和应用,像拉法基复合保温石膏板就是最近研发出来的一种新型材料,它不仅能够满足墙体的隔热要求,而且墙体表面平整度极高,板材的线膨胀系数也很小。
  第三种是外墙自保温系统设计,这种设计是墙体自身的设计,整个墙体都是应用具有保温、隔热作用的材料设计而成的。整个墙体都是特殊材料,所以从墙体本身下手,不断的研发和改进新型的墙体材料就能从很大程度上节约能源和成本。目前研发出来的新型自保温墙体有粘土空心砖墙体、稻草板墙体等等。
  综合来看,外墙外保温设计是保温效果最佳的一种设计,而外墙自保温设计却是最节省资源的一种设计。各种设计各有优缺点,但所有的墙体设计中最有效的节能措施就是开发新型无污染而且易得的材料。
  3.建筑节能措施在门窗设计上的应用
  门窗是建筑中能耗损失较严重的一个部分,大概能达到整个建筑能耗的40%。门窗设计不仅对建筑的外观有着直接的影响,还会影响到建筑的保温、采光等性能。
  节能技术在门窗设计上的应用主要体现在以下几个方面。
  首先就是材料的选择。门窗的材料选择对门窗的设计性能有着很大的影响,比如门窗的采光性能就与其材料的透光性息息相关,门窗的材料还决定着其隔热性能。
  玻璃是构成门窗设计产品的重要材料之一,其隔热保温性能直接影响着产品的节能保温效果。在门窗设计中,通常用到的玻璃材料时中空玻璃和双层中空玻璃,中空玻璃的特点是它具有两个不同的K值,即中央K值和边缘K值。研究数据显示,同等配置下,low-e膜的隔热效果最好,采用暖边隔条则可以显著减小边缘K值,并防止边缘冷凝等问题。所以,在进行建筑的门窗节能设计时,要根据实际需求选择适当的材料,已达到节能减耗的作用。门窗的框体材料选择也十分重要,铝合金断热型材就是一种应用比较广泛的新型材料,其隔热原理是通过隔热条将整个型材分为两个部分,形成一块隔热区域。其物理性能并不比铝合金差,而且隔热效果好,是建筑设计中不可或缺的新型材料。
  其次,就是门窗设计的设计方案要合理,要根据当地的日出日落时间以及太阳光线的阴影变化来决定设计方案,不仅要考虑到门窗的保温隔热性能,还要考虑其采光通风,遮阳挡雨等功能,这需要设计人员有着相当扎实的基础。例如,使用双层中空玻璃这种应用较广泛的材料,它不仅能够满足人们日常生活中的通风、采光需求,对环境也没有任何污染,不会产生阳光折射所带来的光化学污染等问题。遮阳百叶窗的应用使得用户能自由调节采光通风的角度,使得室内的舒适度大大提高。
  而遮阳问题看似与采光有所矛盾,其实不然,运用好的设计方案能使得遮阳和采光相互协调,共同为建筑的节能提供帮助。通常情况下,东南西北各个方向的光线不一样,所以要尽可能的设计好各个方向的窗墙比,使得各个方向的采光尽可能一致。在设计时,还要按照小开启、大固定的原则,尽量减少框架的使用,这样既能达到采光、通风、遮阳的要求,也能提高整体的气密性,减少能源消耗。
  4.建筑设计中的其他节能措施
  除了在建筑的屋面、墙体以及门窗上要采用适当的建筑节能措施外,我们还应当在建筑的其他设计方面合理的应用一些建筑节能措施,以达到最大化的减少建筑施工中的能耗。比如,减少建筑施工过程中的能耗,就如施工过程中的水电、取暖等能耗,当然,目前还没有比较有效的节能措施能够达到这样的 目的,但相信随着新的技术不断地产生,在建筑施工过程中的能耗问题也能够得到很大的改善。
  总的来说,目前能够实现的一些其他方面的建筑节能措施有一下几种。第一个是从建筑内部的照明系统着手,虽然说照明系统的能耗不比屋面、墙体等的能耗,但也占了比较重要的比例。首先,可以采用一些节能效果很好的新型照明灯具来代替传统灯具。其次,还可以从照明灯具的数量方面来减少能耗,也就是减少照明灯具的数量,当然,要在不影响建筑内部的照明程度的情况下实施这一节能措施。比如可以稍微提升照明灯具的功率,使得灯具的照明范围变大,来减少灯具使用。在白天,建筑内部也需要照明,我们可以通过将钢筋水泥混合体的墙体替换成强度足够的玻璃墙体,利用阳光照明。第二是建筑在冬季的采暖节能措施,要对室内采暖管道网的分布进行科学的设计和规划,以求用最少的材料完成整个建筑内部的完善的采暖管道。第三,通过更多的利用可再生能源来减少电能的使用。
  随着新能源的不断开发,太阳能、风能、地热也成为比较常用的可再生能源,通过建筑顶部或者建筑外墙上增设太阳能电板来将太阳能转化为电能加以利用、利用地热来达到建筑内部少部分区域的取暖,这些方法或许也是不错的建筑节能措施。   5.如何做好现代建筑设计的节能措施
  随着能源匮乏和环境污染问题日益变的严重,对于建筑设计,建筑师不再像上世纪那样只是追求者建筑的功能性和其艺术性,而是更多的把降低建筑能耗作为整个建筑设计的主题。在建筑设计中加入节能措施,并且还要保证其功能性和艺术性,这无疑对设计师的知识掌握程度是一个重大的考验。设计师首先面临的就是建筑的选址问题,在设计阶段,必须要保证建筑选址的科学性与合理性,要根据建筑所处的地域来设计建筑的科学朝向,合理的内部道路布局和建筑整体的外部结构是基础,建筑物之间的间距也要合理,这样才能在后續的设计中在实现建筑整体质量合格的前提下加入最有效的建筑节能措施。
  在有了科学合理的建筑选址之后,才有了后续的建筑设计,当然建筑的屋面设计、墙体设计、门窗设计,这三个是最为重要的也是最需要科学的规划和准确的计算的部分。严格的控制选材是实现建筑节能措施的基础,所以,要把建筑设计的选材环节放在首位,根据各个部分的选材来设计结构,而不是先确定结构再来选材,然后在进行建筑设计中其他节能措施选材。毫无疑问,建筑中所用的材料是建筑节能措施最大的应用部分。这也是目前各个建筑单位不断的开发新型建筑材料的原因。最后要考虑的是能源的使用问题,建筑完工之后一切的运行都需要巨大的各种能源、资源的消耗。把可再生能源利用到建筑的这些能耗中,不仅保证了建筑的各项需求,更不会对环境造成污染,实现了降低建筑整体能耗的目的。
  这就是如何将建筑节能措施应用到建筑设计当中的整体思路,一切以降低能耗为核心,然后实现以新型材料的开发、可再生能源的利用为主题的建筑设计思路的创新。
  三、结束语
  在现代建筑行业飞速发展的今天,只有充分意识到建筑节能措施的重要性,才能有更加完美的建筑设计的出现。建筑节能措施是建筑行业发展的未来,它的作用不言而喻,它影响着能源安全,影响着长远建设,关系到经济全局,为当代建筑行业致力的人们要特别重视起来,以为加大资源利用程度、改善生态环境、促进人与自然和谐共处奉献力量,为国家的长久稳定发展创造条件。
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  作者简介:(1994-)男 陕西省西安市高陵区 延安大学西安创新学院 方向:建筑学。
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