基于建筑节能技术在建筑设计中的应用研究

基于建筑节能技术在建筑设计中的应用研究

深圳市清华苑建筑与规划设计研究有限公司518054

【摘要】本文对节能技术在建筑设计中的应用进行了探讨,提出了很多笔者自己的意见和想法,为我国节能技术在高层建筑设计中的应用和发展提供了一定的借鉴。笔者相信,在我们的共同努力下,不久的将来,我国节能技术在高层建筑设计中一定会取得更大的发展。

【关键词】建筑节能;节能措施;建筑设计;应用

近年来随着我国可持续性发展战略的实施,人们的环保理念不断提高。节能降耗一直就是

我们发展的重要课题。在建筑设计中完善相应的节能措施非常重要,这不仅能缓解我国的能源紧缺问题,还能进一步帮助建筑企业实现长久稳定发展。因此要求设计人员一定要重点关注这部分工作,同时在设计中采取合理的节能措施,不仅要从布局和体型、平面设计、照明设计等方面入手完善节能措施,还要做好其他细节性方面的节能处理,比如屋面、墙体及门窗方面,只有这样才能有效减少能源消耗,进而促进建筑行业的更好更快发展。

1我国当前能源消耗情况分析

自改革开放以来,我国工业化进程显著加快,在促进国民经济发展的同时,也大大增加了社会对各种能源的需求量。由于石油、煤炭、矿石等不可再生资源随着过度开采而日渐贫乏,因此,我们就需要在加大对清洁可再生资源研究及开发力度的同时,全面做好节能减排工作,将资源的浪费尽量降至最低[1]。通过分析我国的基本国情,发现尽管存在巨大的资源储备,但由于人口众多,人均资源占有量有限,对全面实施可持续发展战略造成了严重影响。此外,我国能源浪费现象十分严重,大大降低了能源的利用率。与此同时,我国建筑行业得到显著发展,每年竣工的建筑面积高达20亿m2左右,建筑能耗也呈现出加速增长的趋势。据调查统计,我国当前的建筑能耗已占据社会总能耗的30%左右,而每年建筑材料的生产能耗也占据了总能耗的13%左右,节能潜力巨大,因此,在建筑设计中应用节能理念是势在必行的一项举措[2]。

2在建筑设计中应用节能技术的重要意义

建筑节能措施在建筑设计中应用的意义主要体现在以下几方面:第一,针对目前我国能源非常紧张的形式而言做好建筑节能很有必要。众所周知,虽然整体上我国地大物博,能源数量比较多,但同时我国还是人口大国,这些能源平均之后人均能源占有率就比较少了,因此,必须强化对节能意识的培养,特别是在建筑行业的各个领域中都必须做好相应的节能措施,这也是建筑设计中的一项重要内容;第二,就现阶段而言,建筑行业是我国的最主要能源消耗行业,且能耗量很大,为此将节能措施应用在建筑设计中就显得尤为重要和必要,并且要保障整体建筑行业的节能措施应用效果,最先就应该从建筑设计入手,这样才能保障节能措施的最大应用价值;第三,节能措施应用在建筑设计中是现阶段建筑企业的共同目标。建筑行业的快速发展使得建筑企业不断成长,特别是当前我国的建筑企业数量还在一直上升,故而整个行业的竞争压力也不断加剧,对建筑企业而言,要提升行业竞争力就必须有一定的优势,比如说在保证质量的基础上降低成本,这一举措是非常重要的,而将节能措施应用在建筑设计中就能实现这一目标就能够在很,还能在后期投入使用后进一步减少能耗[3],因此完善节能措施对建筑企业提高竞争力而言是尤为重要的。

3建筑设计中节能设计的具体应用

3.1合理选择建筑的地址

当前,建筑选址为建筑设计首先涉及到的问题,建筑设计在最初的选址时,应展开科学合理的勘测,并以选址地的自然因素及其周边环境为依据,进行择优选择。建筑设计为达到节能的目的,需确保在整个使用周期内,使建筑物维持在相对适宜的环境及气候中,从而有效减少因环境问题而造成的能源消耗[4]。其中,为了给建筑节能打下良好的基础,并且不对生态环境造成破坏,就需要合理选择建筑的地址。例如在我国北方,冬季尤为寒冷,同时也是取暖的高峰期,而通过对建筑的地址展开合理选择,便可为人们保持适宜的环境,进而大大降低取暖高峰期能源的消耗,实现节能的建设目标。

3.2在建筑规划中应用节能设计

建筑人员在开展设计与规划过程中,应当严格遵循城市总体规划原则,以及当地的风俗习惯等,并在这一基础上开展节能设计。其中,建筑总体规划需涉及到建筑物的整体形态与布局,各部分的组合,风向转换以及日照等众多因素。而在这些因素中,风向及日照是针对建筑物能否在冬季从环境中获得足够的日照而设计的;在夏季,需要考虑到的因素包括日照方面应当避免受到阳光辐射,并确保建筑物的门窗自然通风。通过开展这些设计及规划,在对自然环境进行充分利用的基础上,全面满足人们的居住需求,从而将后期使用过程中建筑消耗的能源降至最低。因此,在建筑总体规划中应用节能技术是尤为重要的。

3.3.建筑布局和体型设计中的应用

在建筑设计中,应该要考虑建筑和其周围环境比如人文民俗风情和生活习惯融合在一起,主要应该从布局和体型设计中入手,具体如下:第一,在建筑布局上应该使用整体布局的思想,注意相邻建筑之间的间距,然后再把关注重点放在每栋建筑上,具体细节上应该要做好建筑物的朝向设计和功能设计,进而保证每户通风和采光都良好。第二,体型设计中,处理好住户需求和节能设计间的平衡,一般建筑体型应该使用简单的结构设计,凸凹形体很少见。通常将节能体型系数控制在0.3之内,建筑进深要适当扩大,通常是10-14m,长度应该在55m左右。

3.4在建筑平面设计中的应用

建筑平面设计的目的是满足用户家庭构成、生活习惯等方面的要求,建筑平面设计包含的内容比较多,比如有功能多样性设计、采光通风设计、舒适度设计及功能布局设计等,其中平面设计时一定要遵守整布局原则,在保障建筑安全性的基础上尽量减少外围护栏面积,确保夏季热辐射能适度减少,冬季则能增加光照面积,这样用户就能减少空调使用率,进而降低建筑能源。而在进行热环境设计时,应根据不同热环境的需求而合理分区,对热环境质量要求较高(或较低)的房间集中设置于平面中温度相对较高(或较低)的区域,从而最大限度的利用太阳热辐射,保持室内具有较高温度,同时减少供热能耗的效果,以此替代其他能源消耗。例如:通常情况下,应该把电梯、楼梯、管道井、机房等设计在建筑北面,对于日照、通风要求较低的卫生间、厨房等用房可以沿东西向或北向布置,尽量不要将主要卧室、客厅设置在正西、西北方向,不要在建筑的正东、正西和西偏北、东偏北方向设置大面积的门窗或玻璃幕墙,应根据建筑具体所处的气候区,适当。据调研,在其他条件相同的情况下,南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。

3.5在建筑立面设计中的应用

现代节能建筑的立面设计首先要考虑的是该建筑所处的地理环境,气候因素和基地环境的影响。在应对节约能源,降低能耗的基础上综合考虑建筑的性质来确定该建筑的立面设计。当今建筑立面设计的重点不应仅放在建筑风格的表达和个人的偏好上,应更多的是应对建筑所处的地区气候环境去考虑。比如夏热冬暖等地区在建筑外墙设计时需更多地去考虑建筑的隔热设计,此时建筑立面设计应有利于建筑的通风,通常可以通过选用浅色的外墙饰面材料,及利用阳台、外廊等建筑构件作为水平遮阳构件,再通过遮阳构件有组织的变化、有规律的重复,形成节奏感,可以取得多样统一的效果,呈现出渐变的韵律美。建筑遮阳构件自身亦可用色彩、材质、构图规律等形成的节奏感,在视觉上产生了物象的内聚扩散、移动诱导和强化反复等韵律,使建筑产生动中有静、静中有动的节奏韵律感,成为视觉环境中最易被感知的物象。对于没有明显的遮阳构件的建筑,可以通过建筑形体自身的凹凸变化形成阴影区,将门窗洞口置于阴影之内达到遮阳效果,从而创造一个较为舒适的室内环境。而外窗部分缩进、局部的厚墙体、檐口、阳台或建筑本身的凹凸变化,亦使建筑的立面形态呈现出强烈的雕塑感。建筑节能构件的有机统一可以尽可能的减少能源消耗和浪费,同时令建筑外观给人以耳目一新的感受,具备现代化的建筑美感。

3.6在建筑照明设计中的应用

第一,有效利用自然光。在所有的照明方式中自然光是最环保的方式,其还具备取之不尽、用之不竭的特点。所以,在建筑设计中应该尽量保障建筑的采光性,然后将自然采光和人工照明结合在一起使用,以此减少能耗[5]。第二,选择节能光源。照明节能是建筑电气节能设计中的主要内容,因为建筑整体照明用量大,而且照明范围比较广,所以在设计中应该综合考虑各项因素,比如技术、自然等因素。一般应该按建筑使用功能和特点选择适合的照明光源。第三,选择照明工具。光源合适后还应该做好照明工具的选择。照明工具按照高光源利用效率进行选择。同样应该按建筑用途选择照明工具,比如公共场所可选择智能控制等工具。

3.7注重高性价比节能技术的选用

尽管建筑节能技术已经历过一定的发展时间,并且也有许多应用成功的案例,但是,一些节能技术依然存在比较高的成本。在开展建筑设计过程中,工作人员应当合理选用高性价比的节能技术。例如,可以在建筑设计中应用技术较为成熟的太阳能发电设备以及储热设备等,并将隔热膜以及保温性能良好的材料应用在窗户的设计中。

3.8节能在保温墙体保持室内温度平稳的应用

在一定程度上保持室温的稳定,对于家里有老人或者孩子的家庭来说非常重要,如果室内的温差过大,就会导致老人和孩子生病。利用保温墙体,因为其蓄热能量较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用的时候,其室内温度会上升或者出现下降的现象,墙体的结构层能够在一定程度上吸收热量或者是释放热量,很好地控制了室内温度的变化,所以才会出现有利于保持室内恒温的现象。

另外一点就是这种节能技术有利于对旧建筑物进行改造,在一定程度上会满足节能的需求,所以对旧房进行节能改造,已经是政府计划之内的事情了,但是和室内的保温相比较来说,采用外保温的方式对旧建筑物进行改造,能够节约成本,而且可以避免拆迁的现象,不影响居民的正常生活。

3.9节能在屋面保温隔热设计的应用

从屋面角度进行分析,其保温节能设计也是非常重要的。屋面是外围结构中的一个重要组成部分,对于这方面的设计也是非常必要的。据材料统计,目前大多数采用的都是倒置式的屋面,将传统的屋面构造中的防水层和保温层进行颠倒,并且将防水层放置到了保温层的下面从而来提高屋面保温隔热的性能。这对于提高抵抗夏季外热作用的能力显得特别重要,在一定程度上减少了空调耗能问题,而且近年来南方的一些城市也采用了城市建筑实行屋面绿化,从而降低建筑消耗。

3.10节能在采暖系统设计的应用

对于城市采暖系统的节能设计可以从几个方面说起,首先其有一定的优势,就是因为城市

供暖事项、城市集中供暖制度和区域供暖制度,在一定程度上能够提高其热效率。其次在管网系统当中,要设立相对应的平衡阀,这样能够使得管网系统起到一个平衡的作用,和没有安装平衡阀的不平衡系统比较来说,在这种情况下,降低室内供暖区域的平均温度,可以从一定程度上节约能源。

4结语

综上所述,建筑设计涉及到较多方面的内容,其设计过程比较复杂,该工作存在一定的难度,再加上我国能源消耗及环境污染问题愈发严重,因此,建筑设计人员需要在设计时候,高度重视节能理念,并充分了解施工现象与要求的实际情况,通过对自身专业知识的充分运用,借助各种手段与途径,制定出高效的节能建筑设计方案,在减轻能源紧缺问题,实现环境保护方面的基础上,充分改善人们的生活环境与生活质量,进而促进当前社会朝着积极健康的方向发展。

参考文献:

[1]岳林成.探析建筑节能设计在建筑设计中的应用[J].中国新技术新产品,2015,7(04):168.

[2]林少锡.建筑设计中建筑节能的应用探析[J].中国高新技术企业,2015,12(27):104~105.

[3]郭学民.建筑设计中的建筑节能措施分析[J].中国新技术新产品,2013,11(09):54~55.

[4]刘元春.对建筑设计中节能建筑设计的分析[J].黑龙江科技信息,2013,5(22):147~148.

[5]黄松松.探析节能建筑设计在建筑设计中的应用[J].江西建材,2015,15(02):34.

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