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時(shí)間：2023-03-10 15:03:09
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2節(jié)能環(huán)保建筑設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的背景
2．1建筑產(chǎn)業(yè)能耗巨大，具有巨大節(jié)能空間
建筑工程是一個(gè)能耗非常大的產(chǎn)業(yè)，與交通運(yùn)輸業(yè)、工業(yè)并成為三大能耗巨頭。作為世界上最大的發(fā)展中國家，每年城鎮(zhèn)化建設(shè)都有大量的建筑項(xiàng)目拔地而起，據(jù)初步估計(jì)，我國每年新增20億㎡的建筑面積，同時(shí)也消耗了世界上約四成的鋼筋和水泥，這些能耗加起來是全國總能耗的35%左右。建筑能夠是一個(gè)關(guān)系國際民生的重要產(chǎn)業(yè)，而我國所有建筑項(xiàng)目中，約9成以上的項(xiàng)目都是高能耗建筑產(chǎn)業(yè)，只要將一些不必要的能耗降低，就能極大地釋放大量的建筑產(chǎn)業(yè)和能耗。
2．2我國的建筑產(chǎn)業(yè)化水平較低，節(jié)能水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界發(fā)達(dá)國家
據(jù)住建部的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，我國建筑節(jié)能系數(shù)在國際上僅僅處于中下游水平。通常來說，很多建筑保溫、散熱性能都普遍較差，外立面的隔熱保溫效果是同緯度發(fā)達(dá)國家的五分之一，屋頂保溫散熱為四分之一，門和窗戶的散熱率是發(fā)達(dá)國家的四到六倍。從這些數(shù)據(jù)看，我國建筑行業(yè)節(jié)能環(huán)保的需求和市場非常大。
2．3科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展的國策
中國建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是當(dāng)前中國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的真實(shí)寫照。雖然我國很多大城市高樓聳立，現(xiàn)代大都市寫字樓、商場無處不在，但是我國人均建筑空間卻極不均衡，人均資源分配不足，同時(shí)我國大部分地區(qū)又處于季風(fēng)氣候局，居民對(duì)于改變冬季寒冷、夏季炎熱的需求也較為迫切，使得建筑節(jié)能環(huán)保較為迫切。同時(shí)，為了有效貫徹和落實(shí)可持續(xù)發(fā)展和科學(xué)發(fā)展觀，全面實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能環(huán)保的要求，必需實(shí)施建筑工程的節(jié)能減排，以緩解當(dāng)前我國不斷加劇的因能源問題而引發(fā)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)矛盾。
3建筑項(xiàng)目節(jié)能環(huán)保建筑設(shè)計(jì)的實(shí)施策略
3．1選擇合理的項(xiàng)目地址
建筑項(xiàng)目是一個(gè)與人密切關(guān)聯(lián)的場所，因此首先要根據(jù)人們的喜好選擇合適的項(xiàng)目地址，不能簡單貪圖經(jīng)濟(jì)效益而忽視社會(huì)和環(huán)境效益。通常要根據(jù)備選地的自然環(huán)境、地形地貌、地質(zhì)條件、水文條件等綜合因素考量，經(jīng)過系統(tǒng)論證和評(píng)估之后，還要保證整個(gè)項(xiàng)目不破壞或微破壞原有自然環(huán)境，借助當(dāng)?shù)刭Y源，進(jìn)行土地開發(fā)。
3．2設(shè)計(jì)合理的朝向日照及朝向
選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向，夏季能利用自然通風(fēng)并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素，建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約，要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的，因此，只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失，找到一個(gè)平衡點(diǎn)，選擇出這一地區(qū)建筑的最佳朝向和較好朝向，盡量避免東西向日曬。
3．3建筑項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部分(屋頂、外墻、門和窗、遮陽等設(shè)施)的設(shè)計(jì)對(duì)建筑能耗與用戶所處熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達(dá)20%～40%。通過改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。
3．3．1建筑屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)屋頂是住宅第五立面，對(duì)建筑造型起著重要作用。住宅做斜坡頂屋面，可借助屋面坡度與日照斜率相接近的特點(diǎn)，可再降低住宅頂層的層高。在維持平屋面住宅日照間距的條件下，既取得了改變建筑輪廓、有效地解決了屋面防水和擴(kuò)大屋頂部位使用空間的效果;也減少了住宅之間的日照間距，節(jié)約了建設(shè)用地。平屋頂可采用北向的退臺(tái)，既獲得露天活動(dòng)空間，也可縮小日照間距。
3．3．2建筑墻體和外立面的節(jié)能設(shè)計(jì)建筑墻體作為整個(gè)項(xiàng)目的主要設(shè)計(jì)，它的基本性能決定著整個(gè)建筑物的節(jié)能減排效果，因此，它是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重中之重。一般來說，建筑墻體和外立面通常起到防潮、防水、隔熱、保溫等作用，建筑材料的選擇直接關(guān)系到它的基本作用。作為建筑墻體和外立面的基本作用，保溫性能直接關(guān)系著整個(gè)建筑節(jié)能減排的效果。實(shí)踐證明，通常單一的墻體難以完全做到隔熱、保溫作用，因此在設(shè)計(jì)中，盡量選擇空心磚或者復(fù)合墻體，實(shí)現(xiàn)多重防護(hù)。
3．4有關(guān)建筑材料的節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑材料的節(jié)能環(huán)保是建筑項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能減排的重要方面，它是整個(gè)建筑物的物理組成部分，也是建筑節(jié)能環(huán)保中的關(guān)鍵一環(huán)。在建材的選擇中，首先要選擇節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)型材料，積極應(yīng)用具有較高科技含量的新型建材。同時(shí)，在建筑過程中，也要注意節(jié)省材料，合理利用建材，提高建材的使用效率。
3．5積極使用新型能源
新型能源具有環(huán)保、低能耗的特性，通常情況下，風(fēng)能、地?zé)?、太陽能是新型綠色建筑中比較常見的能源。目前，人們對(duì)太陽能的利用隨著科技的進(jìn)步也在不斷提高。太陽能具有清潔、體量大、不會(huì)造成環(huán)境困擾等特點(diǎn)而被人們津津樂道。雖然現(xiàn)代科技取得了長足的進(jìn)步，但是人們所能利用的太陽能卻只占太陽能源的很少一部分。當(dāng)前，建筑項(xiàng)目中，主要利用太陽能采暖和制冷。太陽能取暖主要是利用太陽能加熱水，利用熱水的循環(huán)作用相建筑物供暖。而太陽能制冷則要利用太陽能制冷壓縮機(jī)進(jìn)行吸收或吸附制冷。壓縮機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，再用電能驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行壓縮制冷。風(fēng)能也是人們所喜聞樂見的新型能源之一。自然風(fēng)通過在建筑物內(nèi)的流通實(shí)現(xiàn)制冷。通常使用風(fēng)能供冷的季節(jié)是自然風(fēng)出現(xiàn)季節(jié)過度或黑白過度的時(shí)期，利用自然風(fēng)進(jìn)入壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)通風(fēng)蓄冷，這樣既節(jié)省了電能，也不會(huì)對(duì)自然環(huán)境帶來任何污染和破壞，同時(shí)還能有效改善建筑物內(nèi)空氣質(zhì)量。當(dāng)然，地下水也是暖通空調(diào)的重要環(huán)?；锇?。利用地?zé)崴臒崮芑蚶湓磳?duì)建筑物供暖或供冷，是當(dāng)前非常流行的供暖方式。
二、新型建筑設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
淺析新型建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能理念與技術(shù)應(yīng)用山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑與藝術(shù)系李峰摘要關(guān)鍵詞越來越多的建筑開發(fā)商注重對(duì)新型建筑節(jié)能材料和技術(shù)的應(yīng)用。本文首先闡述新型建筑節(jié)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的優(yōu)勢，然后再分析新型建筑節(jié)能理念應(yīng)用的原則，最后再提出新型建筑設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。節(jié)能理念；技術(shù)應(yīng)用；建筑設(shè)計(jì)
1、合理的建筑朝向在建筑設(shè)計(jì)節(jié)能中的應(yīng)用
通過合理設(shè)置房屋建筑的整體朝向，不但能夠保證房屋建筑內(nèi)始終保持充足的光照，而且還有利于充分利用自然風(fēng)進(jìn)行通風(fēng)，從而有效降低房屋建筑的能耗。其中，通過分析我國的整體情況，當(dāng)建筑面積相同時(shí)，南北朝向的建筑節(jié)能作用更為夢(mèng)想，所以大部分將房屋建筑設(shè)計(jì)成南北朝向。為了確保整個(gè)房屋建筑內(nèi)具備良好的通風(fēng)和光照條件，則可以在房屋的東西方面設(shè)置相應(yīng)的窗戶。同時(shí)，在設(shè)計(jì)房屋建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該將房屋建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成大小面積不同的形式，其主要是利用外表面積越小房間冷負(fù)荷越小的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)房屋建筑的節(jié)能降耗目標(biāo)。
2、綠色節(jié)能技術(shù)在建筑門窗幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
（1）綠色節(jié)能技術(shù)在門窗幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在現(xiàn)代人們生活水平不斷提高的背景下，越來越重視房屋建筑門窗幕墻的自然采光和通風(fēng)功能。其中呼吸式幕墻在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越多。同時(shí)，隨著門窗幕墻的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，滿足現(xiàn)代房屋建筑的采光和通風(fēng)要求的門窗幕墻逐漸增多。然而，在門窗幕墻的應(yīng)用過程中，還存在著一系列的問題。因此，為了讓更多的門窗幕墻滿足新型建筑設(shè)計(jì)節(jié)能的理念，則需要人們嚴(yán)格按照日出日落以及陰影和眼光的變化而變化進(jìn)行。為了能夠較好的解決房屋建設(shè)大面積玻璃造成較大的損失，便可以應(yīng)用高科技技術(shù)，將一半的玻璃制作成中空玻璃，以及鍍膜玻璃、防火玻璃等一些特別材質(zhì)的玻璃。
（2）保溫技術(shù)在門窗幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。隨著房屋建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，門窗幕墻的保溫功能也逐漸得到了完善。其中保溫技術(shù)在門窗幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要是通過合理設(shè)計(jì)窗框結(jié)構(gòu)和玻璃。一般情況下，房屋建筑窗框使用的材質(zhì)不同，玻璃組合設(shè)計(jì)不同，所達(dá)到的保溫效果也就不相同。當(dāng)前房屋建筑門窗框所使用的材料主要包括：鋼材、松木、鋁合金和PVC、以及玻璃鋼等。一般使用的玻璃類型主要為單層玻璃、雙層中空玻璃、三層中空玻璃和Low-E中空玻璃等。通過合理利用保溫技術(shù)，能夠更好的滿足新型房屋建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能理念要求。
3、節(jié)能技術(shù)在房屋建筑墻體中的設(shè)計(jì)應(yīng)用
為了促使房屋建筑墻體符合節(jié)能理念，首先則需要選擇新的節(jié)能環(huán)保材料作為房屋建筑墻體結(jié)構(gòu)的材料，以此來提高房屋建筑墻體的保溫隔熱性能；其次，還可以根據(jù)房屋建筑原有墻體結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，再使用不同的保溫隔熱技術(shù)，促使整個(gè)房屋建筑墻體形成保溫隔熱層。根據(jù)保溫材料所使用的位置，可以分為外保溫技術(shù)、內(nèi)保溫技術(shù)和夾心保溫技術(shù)。其中，外墻外保溫技術(shù)在當(dāng)前新型房屋建筑節(jié)能理念應(yīng)用中非常廣泛，其主要通過在外墻上設(shè)置導(dǎo)熱系統(tǒng)較低的材料，能夠有效降低房屋建筑的能耗。
4、節(jié)能技術(shù)在房屋屋頂設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
屋頂?shù)母魺?、保溫性能是圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的關(guān)鍵。在寒冷地帶屋頂設(shè)置保溫層，有效阻礙室內(nèi)熱量的泄露；在高溫地區(qū)屋頂設(shè)隔熱降溫阻礙太陽的輻射熱傳到室內(nèi)里；然而在冬冷夏涼的地區(qū)（黃河流域到長江流域），建筑節(jié)能必須充分考慮到冬天、夏天。保溫普遍采用的技術(shù)對(duì)策是在屋頂使用導(dǎo)熱系數(shù)較小的輕質(zhì)材料來起到保溫的作用，例如玻璃棉、膨脹珍珠巖等等，運(yùn)用正鋪法；也可以在屋頂防水層上面設(shè)定聚苯乙烯泡沫，運(yùn)用倒鋪）。在設(shè)計(jì)屋頂時(shí)，為了減少能源耗費(fèi)量、提高屋頂保溫隔熱效果，便需要在屋頂鋪設(shè)中設(shè)計(jì)符合要求的保溫隔熱層。按照建筑工程的現(xiàn)狀，增加架空通風(fēng)層，便能夠在屋頂種植有關(guān)植物、設(shè)置閣樓等等，達(dá)到節(jié)能降耗的作用。
5、外墻節(jié)能技術(shù)
針對(duì)房屋墻體節(jié)能的問題，傳統(tǒng)單一的采用建筑材料來增加房屋墻體的厚度已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代環(huán)境節(jié)能的要求，推動(dòng)了復(fù)合墻體的發(fā)展。一般情況下，復(fù)合墻體主要采用塊體材料和鋼筋混凝土作為房屋建筑的承重結(jié)構(gòu)，采取與保溫隔熱材料復(fù)合的原則，或者在原有房屋框架結(jié)構(gòu)建設(shè)中用薄壁材料加以保溫而作為房屋的墻體。當(dāng)前房屋建筑保溫主要采用巖棉、礦渣棉、加氣混凝土等。同時(shí)，這些材料在生產(chǎn)制作的過程中需要采用特殊的工藝技術(shù)，改變傳統(tǒng)的制作技術(shù)。其中，墻體復(fù)合技術(shù)主要包括內(nèi)保溫層、外保溫層和夾心保溫層三中。當(dāng)前，我國一些房屋建筑采用較多的是夾心保溫制作法；歐洲一些國家主要采用外附發(fā)泡聚苯板的作法。其中德國使用外保溫建筑占整個(gè)國家建筑總量的80%。
二、環(huán)保節(jié)能建筑設(shè)計(jì)原則
1要做到對(duì)環(huán)境的影響降低到最小化。具體如下：
（1）防止在建筑設(shè)計(jì)的過程中污染水、土壤和空氣；
（2）盡量的使用本地建材，這樣做不僅可以大大的減少在運(yùn)輸?shù)倪^程中對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還能在一定程度上促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展；
（3）注重建筑材料的循環(huán)利用。我們?cè)谶x擇材料時(shí)，一定要充分的考慮材料的可循環(huán)性，在建設(shè)過程中倡導(dǎo)材料循環(huán)再利用。
（4）盡量利用既有的建筑，從而能夠提高建筑物的使用壽命。
2要使資源的利用率達(dá)到最高。即要充分地利用在建設(shè)的過程中的能源、水、土地、以及各種建筑材料等，從而可以更好的節(jié)約能源。
3要做到能夠最好的對(duì)待生態(tài)環(huán)境。這里所說的對(duì)待生態(tài)環(huán)境好是指要做到對(duì)于人和其他自然中的生物的生存和健康要有利。眾所周知“以人為本”原則固然正確，然而人類亦是自然生物當(dāng)中的一份子。因此，在建筑設(shè)計(jì)中，不但要滿足“人”的物質(zhì)需求、精神需求，還要做到平衡人類與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，從而更好的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
三、如何實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能環(huán)保
1建筑的綠化覆蓋
綠化和自然環(huán)境不是孤立存在，他們之間相互依賴。要想實(shí)現(xiàn)建筑的綠化覆蓋，首先要使建筑空間與城市綠化能夠得到統(tǒng)一。其次，要將建筑與綠化復(fù)合，使雙方的效益達(dá)到最大化。再次，要以一種人性化的方式解決建筑與城市的生態(tài)問題。
2選用綠色環(huán)保節(jié)能型建筑材料
（1）裝飾材料。因?yàn)椴煌难b飾材料所消耗的能源都不盡相同。例如，如果一個(gè)房間貼著深色的壁紙，其所需要的照明用電是同樣大小貼淺色壁紙的房間的兩倍。另外，房間里面選擇合適的燈具可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。首先，像大面積的房間例如客廳，要選用那些多角度的裝飾燈具，這樣可以更好的使房間的每一個(gè)角落都可以得到照明；其次，應(yīng)大量使用一些節(jié)能的燈具，使燈的亮度根據(jù)自然光線的強(qiáng)弱來調(diào)節(jié)；再次，要鼓勵(lì)居民經(jīng)常使用不同規(guī)格的燈泡。因?yàn)椴煌牧蠈?duì)于能源的利用是不一樣的，所以要盡可能的選用那些綠色節(jié)能的材料來建造我們的家園。
（2）維護(hù)材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國的民用建筑外墻圍護(hù)熱能損耗量是發(fā)達(dá)國家的幾倍甚至十幾倍，因此，解決外墻周護(hù)熱能損耗的問題刻不容緩。市場上一些新型的節(jié)能環(huán)保材料如：外墻擠塑板、中空玻璃、倒置式隔熱保溫屋面等都可以更好的提高建筑的保溫性能，改善建筑熱工環(huán)境，因此，在今后的建筑設(shè)計(jì)中我們要積極的推廣使用。
（3）要開發(fā)一些新的節(jié)能能源代替電力。目前，節(jié)能燈的使用雖然在一定程度上緩解了部分用電緊張的局面，但是每逢夏季，用電不足的現(xiàn)象在我國南部仍然存在。因此，如果在建筑住宅設(shè)計(jì)的最初階段把燃?xì)庾鳛殡娏δ茉吹难a(bǔ)充考慮進(jìn)去的話，就能夠節(jié)省很大一部分的電力。因?yàn)橐夯烊粴饩哂邪踩?、價(jià)格低廉、清潔等優(yōu)點(diǎn)，所以成為燃?xì)饪照{(diào)的首選能源。此外，我們還要加大對(duì)新能源的開發(fā)，如地?zé)?、水熱、風(fēng)能等自然能源。
3屋面節(jié)能設(shè)計(jì)
住宅建筑護(hù)充分考慮節(jié)能設(shè)計(jì)以后，還應(yīng)對(duì)屋面隔熱保溫效果進(jìn)一步加強(qiáng)。首先，選擇保溫層的時(shí)候，要選擇那些導(dǎo)熱系數(shù)較低并且密度較小的材料，以防止屋面厚度和重量過于大；其次，要控制好保溫層的吸水率，防止由于保溫層吸水過量導(dǎo)致保溫效果降低。目前市場上，膨脹珍珠巖保溫層能夠很好地解決常規(guī)屋面保溫材料的一些缺點(diǎn)，而且它不污染環(huán)境、價(jià)格也比較低廉、施工操作還簡單。至于住宅建筑其他部位則應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行分析。
4太陽能的利用
在我國，大部分地區(qū)都有較好的太陽能資源，這樣就可以大大的減少建筑能耗。太陽能的主要利用方式有兩種：
（1）主動(dòng)式太陽能建筑。指那些需要借助其他資源配合的太陽能使用系統(tǒng)的建筑。在該系統(tǒng)里面，光電系統(tǒng)的研究最多，這是因?yàn)樗哪芰哭D(zhuǎn)換率低但是費(fèi)用卻很高。所以如果想要在今后能夠大批量使用的話，還需要進(jìn)一步來研究。
（2）被動(dòng)式太陽能建筑。主要是指在陽面通過使用儲(chǔ)蓄熱質(zhì)和陽光房來吸取儲(chǔ)備熱量進(jìn)而將其合理利用的這樣一種形式，這種方式在我國目前應(yīng)用比較廣泛。
1．1合理控制通風(fēng)量以保障空氣品質(zhì)
在建筑項(xiàng)目中對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要讓室內(nèi)的通風(fēng)量盡可能大，也需要對(duì)進(jìn)排風(fēng)進(jìn)行合理控制，對(duì)室內(nèi)氣流進(jìn)行合理組織，以達(dá)到消除室內(nèi)異味、浮塵與細(xì)菌的目的。通過合理的通風(fēng)控制，不僅可以并保障室內(nèi)空氣質(zhì)量，改善住宅的居住環(huán)境，也符合節(jié)能的要求。
1．2保障室內(nèi)的熱舒適度符合要求
室內(nèi)熱舒適度的影響因素包括溫度、風(fēng)速、濕度以及輻射溫度等。在對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就需要對(duì)這些影響因素進(jìn)行分析，通過巧妙組合保障它們的合適比例，進(jìn)而滿足室內(nèi)舒適度。例如，由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的熱傳導(dǎo)性，可以借助該部分降低室外溫度變化對(duì)室內(nèi)的影響，營造良好的室內(nèi)微氣候。
1．3保障局部與整體設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性
對(duì)于人口較為密集的建筑如寫字樓等，可以采用集中供暖的方式來減少能耗。但是在對(duì)建筑進(jìn)行整體暖通設(shè)計(jì)時(shí)，也需要滿足個(gè)體需求的差異性，保障節(jié)能控制有一定的彈性空間。在對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先保障每個(gè)房間能夠獨(dú)立進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，然后再對(duì)分戶熱量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。
2建筑設(shè)計(jì)中有效應(yīng)用暖通節(jié)能技術(shù)的措施
2．1明確暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)參數(shù)
建筑設(shè)計(jì)中暖通空調(diào)產(chǎn)生能耗的大小不僅與當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓嘘P(guān)，也取決于室內(nèi)溫濕度設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)。在保障夏季室內(nèi)住戶有較好舒適度的前提下，室內(nèi)溫度每升高1攝氏度，暖通空調(diào)相應(yīng)的計(jì)算能耗將降低5%至10%左右。而若室內(nèi)的濕度提升50%左右，則暖通空調(diào)的能耗將降低15%左右。在暖通空調(diào)總負(fù)荷中，新風(fēng)量所占的負(fù)荷約為25%至40%。適當(dāng)引入新風(fēng)不僅可以保障室內(nèi)空氣質(zhì)量，也可以維持室內(nèi)外適宜的壓力差。因此設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該明確新風(fēng)量的大小，以盡量降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。此外，在建筑設(shè)計(jì)中一些設(shè)計(jì)人員為提高速度，大多忽視了對(duì)圖紙的審核工作，很難解決暖通系統(tǒng)中的能耗問題。這就需要項(xiàng)目審核人員加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的審核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)審核過程中存在的問題，并采取必要的措施優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以有效降低系統(tǒng)能耗。
2．2合理選擇節(jié)能技術(shù)以提高質(zhì)量
當(dāng)前暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的節(jié)能新技術(shù)包括低溫送風(fēng)技術(shù)、可變流量技術(shù)以及熱泵技術(shù)等。在建筑暖通設(shè)計(jì)中應(yīng)該合理應(yīng)用這些技術(shù)，并對(duì)比不同的設(shè)計(jì)方案，可以提高整體的節(jié)能性。與常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)相比，低溫送風(fēng)技術(shù)由于送風(fēng)溫度較低，能夠有效降低輸送管道的能耗。也可以將低溫送風(fēng)系統(tǒng)與冰水結(jié)合起來，以增強(qiáng)系統(tǒng)的制冷效果，進(jìn)而節(jié)約能源。高層建筑中一般采用水－空氣空調(diào)運(yùn)行方式，進(jìn)而為室內(nèi)提供適宜的溫度。但是這樣的供暖方式較為復(fù)雜，且相應(yīng)管道與設(shè)備需要投入的大量資金，并且維護(hù)費(fèi)用較大。由于暖通系統(tǒng)在冬季的耗能占到總體能耗的25%至30%左右，而夏季的能耗僅為15%左右。這樣可以充分應(yīng)用可變流量技術(shù)，合理控制系統(tǒng)各級(jí)水泵的流量，并對(duì)低級(jí)流量進(jìn)行二次利用，進(jìn)而避免能量的浪費(fèi)。熱泵技術(shù)就是從地?zé)嶂蝎@取低品位熱能，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為人們可以利用熱能的一種新型技術(shù)。這些暖通節(jié)能新技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用，可以有效提高暖通系統(tǒng)的節(jié)能性。
2．3選擇節(jié)能性好的設(shè)備
在設(shè)計(jì)過程中也需要選擇節(jié)能性好的設(shè)備，進(jìn)而為暖通系統(tǒng)的節(jié)能性提供保障。對(duì)于冷源機(jī)主機(jī)設(shè)備的選擇，一般根據(jù)能效的高低來確定。與電力制冷劑相比，吸收式制冷劑的能效相對(duì)更低，這樣在供電充足的情況可以選擇電力制冷劑，并綜合分析電源、建筑物用途、投資量等因素。在冷卻塔運(yùn)行過程中，風(fēng)冷方式與水冷方式產(chǎn)生的能耗相差不大，兩者的應(yīng)用各有優(yōu)勢，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求合理選擇。暖通系統(tǒng)中鍋爐的節(jié)能也是十分重要的，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)鍋爐的運(yùn)行功率進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并在運(yùn)行中進(jìn)行合理調(diào)節(jié)與控制。暖通技術(shù)在近年來得到了迅速發(fā)展，但是其帶來的污染問題也日益凸顯，并且能耗越來越大?？梢栽谂ㄏ到y(tǒng)中加入可再生能源，進(jìn)而減少污染，提高暖通系統(tǒng)的使用壽命。
2．4做好運(yùn)行管理與維護(hù)工作
再好的設(shè)計(jì)都需要有效的管理提供保障，若管理不當(dāng)很容易導(dǎo)致浪費(fèi)。在暖通系統(tǒng)總能耗中主機(jī)所占能耗的比例超過60%，因此做好主機(jī)的能耗控制工作是節(jié)能設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。首先根據(jù)建筑中主機(jī)的數(shù)量與功率進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)，并且詳細(xì)分析建筑內(nèi)不同場所暖通系統(tǒng)的負(fù)荷，結(jié)合室內(nèi)的不同環(huán)境因素制定相應(yīng)的管理方案，進(jìn)而找到最佳的方案。這樣不僅可以保障室內(nèi)的舒適度，也可以有效減少系統(tǒng)能耗。在設(shè)計(jì)暖通系統(tǒng)水泵時(shí)一般留有富余，并且只啟用了側(cè)面水泵，這樣很容易導(dǎo)致水資源浪費(fèi)。系統(tǒng)主機(jī)的制冷效果與水量有一定的關(guān)系，但是在水量有限的情況下，多個(gè)系統(tǒng)同時(shí)工作將增加耗電量。這時(shí)候可以采用變頻技術(shù)控制水泵閥門，若運(yùn)行中的暖通系統(tǒng)較多則保障閥門全開，保障流量與能耗的一致性，以提高節(jié)能效果。此外，水泵中若存在腐蝕、水垢等也會(huì)影響系統(tǒng)的制冷效果，可以選擇合適的輸送設(shè)備并設(shè)置水處理裝置，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中輸送管網(wǎng)的維護(hù)與管理，進(jìn)而降低系統(tǒng)的能耗。
2節(jié)能在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的必要性
2．1國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，離不開能源的支持，可以說，能源是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的因素，這也就能理解為什么許多的戰(zhàn)爭都是為了獲取石油、煤炭等能源的原因。我國能源產(chǎn)值與國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長相比存在滯后性，這樣的國情現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重影響著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。國民經(jīng)濟(jì)要想進(jìn)一步地發(fā)展，必須依賴于能源，但是當(dāng)前能源的緊缺會(huì)導(dǎo)致我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展受阻，因此，這就需要在建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行節(jié)能的設(shè)計(jì)，降低對(duì)能源的消耗，避免因?yàn)楦呦牡慕ㄖ罅拷ㄔO(shè)，消耗大量能源，制約我國經(jīng)濟(jì)的健康、快速發(fā)展。
2．2環(huán)境保護(hù)的需要建筑業(yè)中大量使用的水泥、鋼筋等建筑材料，其生產(chǎn)過程除了消耗大量的能源，而且還會(huì)因?yàn)閺U氣、廢液、廢渣的大量產(chǎn)生，給我國水能源、空氣能源等帶來污染，這些污染給我國人民的健康帶來巨大的危害，近些年霧霾的產(chǎn)生就是例子。同時(shí)，后期建筑取暖也是消耗能源、污染環(huán)境的地方，隨著環(huán)保意識(shí)的不斷深入人心，進(jìn)行環(huán)境的保護(hù)成為當(dāng)前人們關(guān)心的問題，所以，加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)，是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的需要。
2．3我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要在我國，環(huán)境問題、能源問題成為當(dāng)前熱門的話題，因此，國家提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，目的就是節(jié)約能源，促進(jìn)能源的長效利用。而在建筑設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)工作的落實(shí)變得十分重要?，F(xiàn)如今，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施是國家的頭等大事，這就要求我們與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，付諸行動(dòng)，遏制建筑能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，做好建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作，把節(jié)能設(shè)計(jì)工作落到實(shí)處，這是國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。
3當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能的設(shè)計(jì)
3．1設(shè)計(jì)之合理選址目前，在建筑設(shè)計(jì)中，首先涉及到的是建筑的選址，而建筑的選址很重要，建筑的選址要進(jìn)行科學(xué)的勘測，根據(jù)選址地的自然因素以及周邊的環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，最后擇優(yōu)確定。建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要想在設(shè)計(jì)中達(dá)到節(jié)能，就需要讓建筑在整個(gè)使用周期內(nèi)保持適宜的氣候環(huán)境，這樣才能避免因?yàn)闅夂颦h(huán)境導(dǎo)致大量能源的消耗。建筑的選址合理與否直接影響到是否為建筑節(jié)能打好基礎(chǔ)，同時(shí)又要以不破壞生態(tài)環(huán)境為前提條件。例如在北方地區(qū)，嚴(yán)寒的冬季是取暖的高峰，而選擇合適的地址，避免在風(fēng)口處建設(shè)，就能保持較為適宜的生活環(huán)境，自然能在取暖期降低能源的消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。
3．2設(shè)計(jì)之建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)在進(jìn)行建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要遵循當(dāng)?shù)氐臍v史文化、風(fēng)俗習(xí)慣和城市總體規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑整體規(guī)劃中包含建筑物的布局、建筑物的整體形態(tài)、各部分的組合、風(fēng)吹、日照以及風(fēng)向的轉(zhuǎn)換問題等因素。在這些因素中日照和風(fēng)向是針對(duì)冬季建筑物能否從自然環(huán)境中獲取足夠的日照并比開風(fēng)向這些問題而考慮的，在夏季的考慮因素中，要考慮到風(fēng)向是否符合建筑物的門窗設(shè)計(jì)保持自然通風(fēng)，在日照方面要防止陽光的輻射。這些規(guī)劃和設(shè)計(jì)目的就是在滿足人們居住要求的時(shí)候，盡可能利用自然環(huán)境，降低建筑在后期使用中的能源消耗，因此，節(jié)能的建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)是必須的。
3．3選用性價(jià)比高的節(jié)能技術(shù)雖然節(jié)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中發(fā)展了一段時(shí)間，而且有許多成功的技術(shù)可以應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)上，但是一些節(jié)能技術(shù)成本較高，因此，需要在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，選用性價(jià)比較高的節(jié)能技術(shù)。例如，可以廣泛應(yīng)用成熟的太陽能儲(chǔ)熱設(shè)備，太陽能發(fā)電設(shè)備，可以在窗戶的設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行隔熱膜的使用，可以使用保溫性高的保溫材料等，應(yīng)用適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的節(jié)能技術(shù)，達(dá)到節(jié)能效果。
3．4建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)時(shí)，建筑外部的環(huán)境設(shè)計(jì)至關(guān)重要，因?yàn)閱渭兊慕ㄖM(jìn)行節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，要是外部的環(huán)境影響較大，也會(huì)直接導(dǎo)致節(jié)能效果的下降。因此，根據(jù)每一個(gè)建筑功能的需要，通過合理的外部環(huán)境的布局設(shè)計(jì)來完善現(xiàn)有的微氣候環(huán)境，為建筑節(jié)能創(chuàng)造有力的環(huán)境。最基本的設(shè)計(jì)就是在建筑周圍進(jìn)行相關(guān)的綠化，改變周圍的微環(huán)境，以降低噪音，阻擋風(fēng)沙，凈化空氣，降低溫度。同時(shí)可以在不破壞周邊整體環(huán)境的情況下，人為進(jìn)行仿自然環(huán)境的打造，例如建造人工湖等，目的也是通過改變建筑周邊的微環(huán)境，降低建筑對(duì)能源的消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。
2節(jié)能建筑設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
我國是建筑大國，同時(shí)建筑行業(yè)儼然已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一。然而現(xiàn)階段，我國建筑行業(yè)中，對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用還存在一定的問題，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)建筑企業(yè)實(shí)施工程設(shè)計(jì)施工過程中，對(duì)節(jié)能理念沒有足夠的重視，這也是導(dǎo)致我國節(jié)能技術(shù)低的主要原因。
(2)現(xiàn)階段我國建筑節(jié)能技術(shù)與國外先進(jìn)國家相比還存在較大的差距，一些節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品等都需要從外國進(jìn)口，由于先進(jìn)技術(shù)缺乏，導(dǎo)師節(jié)能技術(shù)成本高，企業(yè)為了確保自身的利益，所以很少在建筑設(shè)計(jì)中引進(jìn)節(jié)能設(shè)計(jì)。這些因素的影響，是我國建筑節(jié)能形勢嚴(yán)峻。為了能夠促進(jìn)我國建筑節(jié)能設(shè)計(jì)理念的推廣與應(yīng)用，現(xiàn)從不同方面分析節(jié)能建筑設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。
2．1建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)
建筑設(shè)計(jì)前，需要對(duì)建筑場地及其周圍的環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的了解，然后根據(jù)實(shí)際建設(shè)要求對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。首先，進(jìn)行節(jié)能型建筑選址，根據(jù)地質(zhì)條件、水文、天氣、地形的環(huán)境情況，選擇合理的建筑場地;其次，在建筑定址后，根據(jù)周圍環(huán)境氣候特征，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，發(fā)揮節(jié)能效果?？梢栽诮ㄖ車m當(dāng)?shù)姆N植一些植被，不僅能對(duì)建筑起到一定的保護(hù)作用，還能調(diào)節(jié)小氣候，增強(qiáng)建筑環(huán)保節(jié)能效果;還可以在建筑小區(qū)設(shè)計(jì)人工湖，調(diào)節(jié)建筑物周圍氣候，提升空氣中的水分，為人們創(chuàng)造一個(gè)舒適的居住環(huán)境。
2．2建筑立面設(shè)計(jì)中的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)
根據(jù)建筑朝向以及周圍景觀資源情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以豐富空間組織為主要設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)建筑戶型，充分發(fā)揮節(jié)能設(shè)計(jì)作用，為每一個(gè)功能區(qū)間提供足夠的采光，提升建筑空間的品質(zhì)。建筑造型設(shè)計(jì)中也應(yīng)該加入節(jié)能理念，以簡單的設(shè)計(jì)手法，為建筑造型設(shè)計(jì)增添一些天然石材、木材、玻璃等元素，形成一個(gè)簡約的建筑立面形象。在建筑立面設(shè)計(jì)方面，需要充分利用模數(shù)理念，注重建筑結(jié)構(gòu)比例協(xié)調(diào)，同時(shí)不僅需要能夠使建筑立面對(duì)住宅起到遮擋的作用，還應(yīng)該能夠展現(xiàn)多樣化豐富的立面形象，體現(xiàn)現(xiàn)代建筑理念。均勻是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要元素，對(duì)于建筑設(shè)計(jì)中的均勻，首先需要保證建筑各個(gè)方面投資的均衡性，不能投入大量的資金用于建筑保溫，而忽視了外窗設(shè)計(jì);其次，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也應(yīng)該保證建筑結(jié)構(gòu)平均，體現(xiàn)建筑協(xié)調(diào)美。
2．3建筑內(nèi)部單體設(shè)計(jì)中的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)
所謂的建筑內(nèi)部單體設(shè)計(jì)，指的是建筑內(nèi)部各個(gè)組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括墻體設(shè)計(jì)、屋面設(shè)計(jì)、門窗設(shè)計(jì)等，在這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也必須體現(xiàn)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)理念，具體設(shè)計(jì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:門窗設(shè)計(jì):門窗屬薄壁結(jié)構(gòu)，且是熱能消耗比薄弱環(huán)節(jié)，尤其是普通單層門窗，是造成熱能損失的主要部分，通常會(huì)占到建筑物能耗總量的一半以上，因此在對(duì)門窗進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)與施工時(shí)，需要有效的改進(jìn)門窗的絕熱性能，這也是建筑節(jié)能的重要內(nèi)容之一。同時(shí)門窗的比例與朝向等都會(huì)影響到門窗的節(jié)能效果。此外，設(shè)計(jì)與施工人員還需要掌握門窗的氣密性，氣密性較高能夠提升門窗的保溫性能。在加強(qiáng)門窗氣密性時(shí)還需要考慮室內(nèi)空氣環(huán)境，使其符合居住的高質(zhì)量要求。僅有高性能的門窗是不夠的，還需要提升其安裝技術(shù)，因此在安裝中還需要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)方案與是施工規(guī)范操作進(jìn)行門窗的安裝施工，保障門窗安裝的質(zhì)量與水平符合工程建設(shè)的節(jié)能效果。房頂設(shè)計(jì):房頂位于建筑頂端，長期與外界環(huán)境接觸，所以很容易受到外界環(huán)境的影響。在房頂設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)該增強(qiáng)房頂?shù)谋卦O(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際需要假設(shè)隔熱層，如隔空散熱層、蓄水層，還可以在建筑頂部適當(dāng)?shù)姆N植植物，起到良好的節(jié)能效果。樓板設(shè)計(jì):在建筑樓板設(shè)計(jì)中，為了充分體現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)理念，除了精心設(shè)計(jì)樓板造型外，還需要考慮建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間。在造型設(shè)計(jì)方面，可以將建筑循環(huán)水管而定假設(shè)到吊頂中，利用水循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。這一設(shè)計(jì)對(duì)能源要求較低，同時(shí)還能夠起到很好的氣溫調(diào)節(jié)效果，在現(xiàn)階段建筑設(shè)計(jì)中，是一種常見的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)方法。
一、引言
建筑節(jié)能是整個(gè)建筑全壽命過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)能的總和。是指建筑在選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和使用過程中,通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì),采用節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備,執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)建筑物節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行管理,合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風(fēng)、給排水和管道系統(tǒng)的運(yùn)行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。
如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。
二、建筑節(jié)能的重要性
目前世界范圍內(nèi)石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源日趨枯竭,人類將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能、水利、地?zé)?、風(fēng)力、太陽能、核能,而我國的能源問題更加嚴(yán)重。
我國能源發(fā)展主要存在四大問題:①人均能源擁有量低、儲(chǔ)備量低;②能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主,約占75%,全國年耗煤量已超過13億t;③能源資源分布不均,主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足,造成北煤南運(yùn)、西氣東送、西電東送;④能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發(fā)達(dá)國家低10%。
隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,已達(dá)全社會(huì)能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%,建筑總能耗已達(dá)全國能源總消耗量的45%。我國現(xiàn)有建筑面積為400多億m2,絕大部分為高能耗建筑,且每年新建建筑近20億m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。龐大的建筑能耗,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。
三、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是全面的建筑節(jié)能中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié),有利于從源頭上杜絕能源的浪費(fèi)。
(一)整體及外部環(huán)境的節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑整體及外部環(huán)境設(shè)計(jì)是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設(shè)計(jì),使建筑獲得一個(gè)良好的外部微氣候環(huán)境,達(dá)到節(jié)能的目的。
1合理選址
建筑選址主要是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑼临|(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設(shè)計(jì)中,既要使建筑在其整個(gè)生命周期中保持適宜的微氣候環(huán)境,為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件,同時(shí)又要不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡。
2合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)
在建筑位址確定之后,應(yīng)研究其微氣候特征。根據(jù)建筑功能的需求,應(yīng)通過合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)來改善既有的微氣候環(huán)境,創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境,主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風(fēng)沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創(chuàng)造人工自然環(huán)境,如在建筑附近設(shè)置水面,利用水來平衡環(huán)境溫度、降風(fēng)沙及收集雨水等。
3合理的規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)
合理的建筑規(guī)劃和體型設(shè)計(jì)能有效地適應(yīng)惡劣的微氣候環(huán)境。它包括對(duì)建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面,圓錐形屋頂能有效地適應(yīng)草原的惡劣氣候,起到減少建筑的散熱面積、抵抗風(fēng)沙的效果;對(duì)于沿海濕熱地區(qū),引入自然通風(fēng)對(duì)節(jié)能非常重要,在規(guī)劃布局上,可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓,即使在無風(fēng)時(shí)也能形成通風(fēng),在建筑體型設(shè)計(jì)上形成風(fēng)洞,使自然風(fēng)在其中回旋,得到良好的通風(fēng)效果,從而達(dá)到節(jié)能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并盡量減少太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素,建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,要想使建筑物的朝向同時(shí)滿足夏季防熱和冬季保溫通常是困難的,因此,只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失,找到一個(gè)平衡點(diǎn),選擇出適合這一地區(qū)氣候環(huán)境的最佳朝向和較好朝向。超級(jí)秘書網(wǎng)
(二)單體的節(jié)能設(shè)計(jì)
單體的節(jié)能設(shè)計(jì),主要是通過對(duì)建筑各部分的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)、建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計(jì),以及一些新型建筑節(jié)能材料和設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件,以達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。
1建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)
建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì),主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分功能的同時(shí),通過對(duì)各部位(屋頂、樓板、墻體、門窗等)的造型、結(jié)構(gòu)、材料等方面加以進(jìn)一步設(shè)計(jì),充分利用建筑外部氣候環(huán)境條件,達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。
屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個(gè)重要部分,主要節(jié)能措施為:①采用坡屋頂;②加強(qiáng)屋面保溫措施;③根據(jù)需要,設(shè)置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。
樓板層的節(jié)能設(shè)計(jì)。主要是利用其結(jié)構(gòu)中空空間,以及對(duì)樓板吊頂造型加以設(shè)計(jì)。如將循環(huán)水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環(huán)降低室內(nèi)溫度,冬季利用熱水循環(huán)取暖。
建筑護(hù)墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)。墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)除了適應(yīng)氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應(yīng)體現(xiàn)在能夠改善微氣候環(huán)境條件的特殊構(gòu)造上,如寒冷地區(qū)的夾心墻體設(shè)計(jì)、被動(dòng)式太陽房中各種蓄熱墻體(如水墻)設(shè)計(jì)、巴格達(dá)地區(qū)為了適應(yīng)當(dāng)?shù)馗蔁釟夂驐l件在墻體中的風(fēng)口設(shè)計(jì)等;而在馬來西亞,楊經(jīng)文設(shè)計(jì)的檳榔嶼州MennaruUmno大廈外墻中,則外加了一種“捕風(fēng)墻”的特殊構(gòu)造設(shè)計(jì),在建筑兩側(cè)設(shè)陽臺(tái)開口,開口兩側(cè)外墻上布置兩片擋風(fēng)墻,使兩通風(fēng)墻形成喇叭狀的口袋,將風(fēng)捕捉到陽臺(tái)內(nèi),然后通過陽臺(tái)門的開口大小控制進(jìn)風(fēng)量,形成“空氣鎖”,可以有效地控制室內(nèi)通風(fēng)。
建筑門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此,解決好門窗節(jié)能的問題相當(dāng)重要。
建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)部的節(jié)能設(shè)計(jì)。細(xì)部的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于建筑物的整體節(jié)能也非常重要,應(yīng)從以下各部位著手:①熱橋部位應(yīng)采取可靠的保溫與“斷橋”措施;②外墻出挑構(gòu)件及附墻部件,如陽臺(tái)、雨罩、靠外墻陽臺(tái)欄板、空調(diào)室外機(jī)擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應(yīng)采取隔斷熱橋和保溫措施;③窗口外側(cè)四周墻面,應(yīng)進(jìn)行保溫處理;④門、窗框與墻體之間的縫隙,應(yīng)采用高效保溫材料填堵;⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開裂,影響門、窗的熱工性能;⑥采用全玻璃幕墻時(shí),隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應(yīng)填充保溫材料。
2合理的建筑空間設(shè)計(jì)
合理的空間設(shè)計(jì)是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對(duì)建筑空間進(jìn)行合理分隔(平面分隔和豎向分隔),以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件,達(dá)到節(jié)能目的。
3選用建筑節(jié)能材料
復(fù)合墻體節(jié)能是我國的國策,建筑節(jié)能是節(jié)能中的重中之重,應(yīng)該列為我國建設(shè)工作中的重要位置。建筑能論文耗在我國整個(gè)能耗中的地位也越來越重要。1996年中國建筑年消耗3·3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占能源消耗總量的24%,到2001年已達(dá)到3·76億噸,占總量消耗的27·6%,年增長比例千分之五;隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的改善,建筑能耗占全社會(huì)總能耗的比例還會(huì)繼續(xù)增長。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國當(dāng)前的房屋建設(shè)規(guī)模堪稱世界第一。目前全國房屋數(shù)量有400億m2左右,房屋建筑規(guī)?？磥硪殉^所有發(fā)達(dá)國家,僅去年一年房屋竣工面積是19·7億m2,這幾年差不多都是接近這個(gè)數(shù)字。而據(jù)預(yù)測,到2010年,我國房屋總建筑面積將達(dá)到519億m2,其中城市171億m2。然而,截至到去年,我國節(jié)能建筑的總面積還只有2·3億m2,在每年近20億m2的竣工面積當(dāng)中,只有五六千萬平方米是節(jié)能建筑,只占3%左右,也就是說有97%屬于高耗能建筑。我國的高層建筑有近七十年的歷史,然而城市中任何建筑都是城市設(shè)計(jì)、規(guī)劃的一部分,城市設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作,我國在這方面的經(jīng)驗(yàn)不多,而且管理機(jī)制尚不健全,往往受一些因素的影響,工作不甚周密和協(xié)調(diào),甚至失去控制,有許多的問題等待我們?nèi)ソ鉀Q,有待于探索和改進(jìn),所以說,今天的高層建筑設(shè)計(jì)仍處在一個(gè)不太成熟的階段。
高層建筑體形龐大,如容積率過高,相鄰建筑互相遮擋、不通透,形成大面積陰影區(qū),城市人居環(huán)境質(zhì)量下降,市中心人口膨脹、交通擁擠。除此之外,近些年在某些城市建高層建筑已成風(fēng)氣,設(shè)計(jì)者往往貪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、建筑設(shè)計(jì)節(jié)能意識(shí)淡薄,造成高能耗、低效益,影響常年使用,浪費(fèi)巨大。
建筑節(jié)能包含兩部分內(nèi)容,一部分是加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱能力,另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實(shí)現(xiàn)方式來節(jié)約能源。一般的房子里,30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃,中間再充上惰性氣體,就可在一定程度上阻斷熱量散發(fā)。35%熱量從墻體散發(fā),如采用隔熱材料,增加保溫層,節(jié)能效果就很明顯。智能化建筑首先要達(dá)到節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)和良好的居住舒適度,其次才是家具的智能化和安全保衛(wèi)的智能化。實(shí)際上,智能化建筑不一定就是豪華的,但它必須是低能耗的。美國有些智能化建筑造價(jià)比普通建筑還低15%,因?yàn)樗鼈冏非蠛侠淼慕Y(jié)構(gòu),講究實(shí)用功能和外觀的簡潔,利用了可回收材料,而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地?zé)岜眉夹g(shù),如冰島等國家,建筑房子時(shí)先在地上打兩個(gè)洞,通過電泵將地下水循環(huán)起來,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風(fēng)能的利用條件得天獨(dú)厚,使用熱泵技術(shù)時(shí)結(jié)合風(fēng)能與太陽能,用風(fēng)能與太陽能來帶動(dòng)電泵就可以做到“零能耗”。所以建筑節(jié)能不僅是建筑本身的節(jié)能,且由城市的綜合環(huán)境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、隔熱的性能;門窗質(zhì)量等許多綜合性因素構(gòu)成,因此,高層建筑的節(jié)能首先應(yīng)為設(shè)計(jì)者重視。
1優(yōu)化建筑位置及朝向設(shè)計(jì)高層建筑的定位首先應(yīng)考慮對(duì)城市環(huán)境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量。據(jù)有關(guān)資料分析,地球每年接收的能量有60億億千瓦,這么大能量棄之可惜,從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器,陽光不僅對(duì)人的身體健康有著很大影響,對(duì)建筑的節(jié)能也有著十分重要意義。城市規(guī)劃應(yīng)注重應(yīng)用日照原理,合理的確定建筑位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能,因此,建筑的方位與節(jié)能有著直接關(guān)系。如,在北緯40°~45°度地區(qū),冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多兩倍,而在夏天東、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季節(jié),建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同,熱損失也不同,尤其是在冬至前后,由于太陽高度角低,房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多。在確定建筑的方位時(shí)首先應(yīng)考慮環(huán)境情況,按其太陽高度角做出日影響圖,以確定冬季每天的日照時(shí)間,建筑南向開窗面積盡可能大些,在滿足采光條件下,北向、東向窗盡可能小些,從而獲得更多的太陽光線,減少熱損失,保持室內(nèi)舒適的溫度環(huán)境。
2優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)(1)外墻是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體部分,高層建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同于磚石結(jié)構(gòu)房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結(jié)構(gòu)承重,因此,圍護(hù)結(jié)構(gòu)屬于填充材料,為了減輕荷載,達(dá)到保溫、隔熱要求,采用輕質(zhì)高效保溫材料,目前在寒冷地區(qū)常用的墻體做法有:頁巖陶?；炷量招钠鰤K;粘土空心磚與實(shí)心磚復(fù)合墻體;粘土實(shí)心磚或空心磚巖棉夾心復(fù)合墻體等。但存在問題較多,節(jié)能的效果仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料布置分外側(cè)和內(nèi)側(cè),在寒冷地區(qū)的同一氣候條件下,由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止墻體內(nèi)產(chǎn)生冷凝水,保溫層設(shè)在外側(cè)更為妥些。
(2)高層建筑的圍護(hù)墻體不宜采用外側(cè)保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板),巖棉板等輕質(zhì)保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年,多則上百年,材料的應(yīng)用與建筑整體的壽命應(yīng)同步。對(duì)于輕質(zhì)的外保溫復(fù)合墻體,筆者認(rèn)為存在以下不足之處:1)抗震能力差,易松散,與結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)合不好,整體性能差。2)不能承受外部裝修貼、掛荷載,如:貼石材,安裝裝飾構(gòu)件等。3)不能承受有振動(dòng)的鑿、刨的裝修,如:剁斧石面層、予留洞、槽易出現(xiàn)冷橋。4)墻表面易出現(xiàn)裂紋。除此之外,復(fù)合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內(nèi)容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)測定,高層建筑所出現(xiàn)的冷橋約占整個(gè)熱損失的5%~13%,因此應(yīng)引起設(shè)計(jì)者重視,采取有效構(gòu)造措施盡可能避免產(chǎn)生冷橋。(3)國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫,歐、美各國取得不少先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。如:美國研制的TB型保溫隔熱復(fù)合砌塊;波蘭的咬合式保溫砌塊,兩塊組合成320厚墻體,在空心砌塊內(nèi)填入高效保溫材料,墻體傳熱系數(shù)K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬蘭研制的一種空心砌塊,空隙之間填入聚胺脂保溫材料,300厚,傳熱系數(shù)K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些歐美國家50%左右的建筑已應(yīng)用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強(qiáng)度,避免了輕質(zhì)復(fù)合材料墻體的一些弊端。
隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，我國農(nóng)民的生活水平不斷的提高，他們對(duì)自己的居住條件的要求也越來越高。長期以來，我國北方農(nóng)村地區(qū)建筑特點(diǎn)是占地多，建造技術(shù)水平低，缺乏科學(xué)性，甚至是忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求，特別是缺乏統(tǒng)一的建筑規(guī)劃，能源利用率低，導(dǎo)致其建筑土地利用率低，保溫隔熱性能差，能耗大，舒適度低。因此，為了提高農(nóng)民生活質(zhì)量，應(yīng)以改善居住條件為重點(diǎn)，科學(xué)制定農(nóng)村建筑規(guī)劃體系，因地制宜地在廣大北方農(nóng)村地區(qū)推廣建筑節(jié)能技術(shù)，發(fā)展節(jié)能建筑。
1農(nóng)村建筑節(jié)能設(shè)計(jì)
1.1北方農(nóng)村建筑現(xiàn)狀分析
我國北方地區(qū)農(nóng)村建筑要適應(yīng)日常居住生活和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)的雙重需要，居民建筑類型大多為單戶、雙戶以及多戶并聯(lián)的建筑類型。長期以來，我國農(nóng)村建筑大多為個(gè)人建造，農(nóng)民隨意建設(shè)，農(nóng)村建筑缺乏規(guī)劃和設(shè)計(jì)，造成建筑的功能劃分不合理，用地浪費(fèi)。在房屋建設(shè)的過程中，由于技術(shù)和施工條件的限制以及經(jīng)濟(jì)條件的制約，農(nóng)民建房時(shí)多選用一些落后的建材，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍采用傳統(tǒng)的做法，致使其建筑能耗大，不利于節(jié)能。
1.2建筑規(guī)劃布局
我國北方農(nóng)村大多地區(qū)冬季寒冷，夏季炎熱。建筑規(guī)劃選址中應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩韮?yōu)勢，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，合理地安排建筑與周圍環(huán)境因素之間的關(guān)系。在建筑平面的布局時(shí)，要充分考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活習(xí)慣，合理地安排建筑物功能分區(qū)。
1.2.1建筑選址應(yīng)避免在山谷、溝底等區(qū)域，這主要考慮冬季氣流在這些區(qū)域里形成對(duì)建筑物的“霜洞”效應(yīng)，會(huì)使其能耗增加。建筑朝向應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件和氣候條件，選擇最有利的自然采光和通風(fēng)的區(qū)域，注意冬季防風(fēng)和夏季有效利用自然通風(fēng)，減少能耗。
1.2.2建筑類型上應(yīng)多采用兩戶或多戶并聯(lián)的布置形式，減少建筑體系系數(shù)，有利于降低建筑能耗。
1.2.3根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生活習(xí)慣，將居住建筑和農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)用房進(jìn)行合理的劃分。例如將臥室、大堂宜布置在南向，飼養(yǎng)室、農(nóng)副產(chǎn)品加工室宜布置在北向。
1.2.4規(guī)劃中應(yīng)注重綠化環(huán)境。綠化可以改善建筑群體的氣候條件，可以調(diào)節(jié)氣溫、降低溫室效應(yīng)、隔熱遮陽、減少噪聲，是優(yōu)化建筑室內(nèi)環(huán)境、減少建筑能耗的有效措施。
1.3建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)
1.3.1外墻
外墻散失的熱量約占整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)總能耗的25～28%，因此應(yīng)在寒冷地區(qū)的北方農(nóng)村建筑外墻設(shè)計(jì)中應(yīng)采用外墻外保溫。依據(jù)當(dāng)?shù)匾延械脑牧?，合理選擇建筑外墻材料，推廣使用空心磚或混凝土空心小砌塊等節(jié)能磚。同時(shí)在建造時(shí)靈活選取構(gòu)造措施，利用農(nóng)村地區(qū)容易獲得的材料（稻殼，麥秸等）作為外墻保溫材料，使外墻獲得良好的隔熱效果。
1.3.2屋面與地面
北方地區(qū)農(nóng)村建筑屋面散熱量占總散熱量的15%左右，地面約為6%。在屋面建造時(shí)應(yīng)采用坡屋頂，設(shè)置架空層或平屋頂，設(shè)置吊頂層。選用導(dǎo)熱系數(shù)小，吸水率低，易于就地取材的保溫材料。重視地面保溫，在地面墊層下鋪設(shè)廉價(jià)的爐渣等其他保溫材料，并注意地面防潮設(shè)計(jì)，減少地面散熱量。
1.3.3門與外窗
長期以來，北方農(nóng)村建筑的門窗建造較為簡陋，大部分為單層，而且密封性較差。外窗的熱損失量，約占整個(gè)房屋的30%。為了減少外窗的熱損失，在滿足自然通風(fēng)和采光的要求下，減少窗墻比，應(yīng)采用雙層窗或單框雙玻璃窗，增強(qiáng)其密封性，以此來提高窗的總熱阻。外門應(yīng)采用雙層，若采用單層應(yīng)作保溫處理，提高外門的隔熱性能。尺寸較大的門窗應(yīng)在室內(nèi)加裝門窗簾，也有利于減少門窗的熱損失。
2能源的綜合開發(fā)與應(yīng)用
2.1太陽能開發(fā)與應(yīng)用
北方農(nóng)村地區(qū)有著豐富的太陽能資源，建造太陽能綜合利用建筑，在屋頂放置太陽能利用設(shè)備可提供生活熱水、采暖系統(tǒng)以及照明等綜合應(yīng)用。特別是近年來太陽能低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的應(yīng)用，適合應(yīng)用在無集中供暖的農(nóng)村建筑。在過渡季節(jié)，利用太陽能熱水還可以強(qiáng)化自然通風(fēng)。
2.2沼氣開發(fā)與應(yīng)用
沼氣是一種清潔的可再生能源。在北方廣大農(nóng)村地區(qū)各種農(nóng)作物的秸稈，牲畜的糞便等都可以作為產(chǎn)生沼氣的原料。沼氣不僅用來解決農(nóng)村燃料缺乏問題，也可以應(yīng)用沼氣進(jìn)行采暖和照明等綜合利用。另外沼液和沼渣可以作為有機(jī)肥料，施在農(nóng)田和果園里。沼氣建設(shè)與種養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合，通過資源的優(yōu)化配置，延伸了經(jīng)濟(jì)鏈，使能源得到有效的循環(huán)利用。目前我國農(nóng)村大多采用單戶的沼氣建設(shè)，受技術(shù)條件的限制經(jīng)常沼氣產(chǎn)量不足，而且安全性較差。建議采用多戶集中建造高效的沼氣設(shè)施，集中管理，有效利用資源，這樣能使沼氣設(shè)施能源利用率高，便于為廣大農(nóng)民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。2.3其他能源的開發(fā)與應(yīng)用
我國有著豐富的淺層地?zé)崮茉矗诒狈睫r(nóng)村地區(qū)可以開發(fā)利用當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源，為集中規(guī)劃建造的村鎮(zhèn)建筑群提供熱源，宜于集中熱水供應(yīng)和采暖設(shè)施建造，從而節(jié)約燃料的使用。在北方農(nóng)村的一些地區(qū)風(fēng)能資源也較為豐富，利用其建造風(fēng)力發(fā)電，供應(yīng)日常的生活和照明用電，既方便又廉價(jià)，節(jié)約用電。
3農(nóng)村建筑節(jié)能管理
農(nóng)村建筑的節(jié)能不僅僅是在體現(xiàn)在節(jié)能設(shè)計(jì)，節(jié)能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑節(jié)能管理機(jī)制，是落實(shí)建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)的前提。首先，在新建農(nóng)村建筑時(shí)應(yīng)注重改變觀念，統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，進(jìn)行初期的建筑項(xiàng)目可行性論證報(bào)告以及綜合利用能源的可行性方案設(shè)計(jì)。要按照節(jié)能設(shè)計(jì)和規(guī)范進(jìn)行建造，加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)，充分利用當(dāng)?shù)匾子谌〉玫牧畠r(jià)又節(jié)能的建筑材料。其次，在建筑建成后注重農(nóng)民節(jié)能意識(shí)培養(yǎng)，統(tǒng)一管理一些集中的公用能源設(shè)施，例如集中的沼氣設(shè)施或采暖系統(tǒng)。
4結(jié)束語
目前，在我國北方農(nóng)村地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)條件的制約，多數(shù)農(nóng)村建筑未能使用節(jié)能設(shè)計(jì)，這就需要國家和當(dāng)?shù)卣峁┱吆徒?jīng)濟(jì)支持，開發(fā)出適合在農(nóng)村地區(qū)的廉價(jià)節(jié)能的建筑材料和能源利用設(shè)備，樹立可持續(xù)發(fā)展觀念，建立農(nóng)村建筑規(guī)劃管理體系，在農(nóng)村地區(qū)大力推廣節(jié)能建筑，為廣大農(nóng)民創(chuàng)造一個(gè)健康、舒適的居住環(huán)境。
參考文獻(xiàn)：
其實(shí)建筑節(jié)能并不是一個(gè)新的課題，而是建筑基礎(chǔ)學(xué)科—建筑熱工學(xué)的一個(gè)部分，我國也早在1993年頒布了相應(yīng)的規(guī)范《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》，1996年頒布了《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)注(采暖居住建筑部分)》,2001年頒布了《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，這些規(guī)范的頒布，也反應(yīng)了我國建筑節(jié)能的發(fā)展軌跡：由北向南，由居住建筑到公共建筑。但由于種種原因，這些規(guī)范的條款未列入國家強(qiáng)制性條文范圍內(nèi)，各地也未政府令加以強(qiáng)調(diào)，所以執(zhí)行力度也未達(dá)到應(yīng)有的效果。但2005年7月1日頒布實(shí)施的《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中有許多條款被列入國家的強(qiáng)制性條文內(nèi),相應(yīng)的各地政府了具有地方法律效力的法令,上海市在2005年6月13日的政府令第50號(hào)：《上海市建筑節(jié)能管理辦法》強(qiáng)制規(guī)定：自2005年7月15日起新建住宅與政府投資的公共建筑必須進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)?！掇k法》的第九條與第十條分別對(duì)設(shè)計(jì)單位與圖紙審查機(jī)構(gòu)提出具體的要求。所以，對(duì)于建筑設(shè)計(jì)單位,建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)期！
以下著重介紹《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)有關(guān)建筑部分的要求?！稑?biāo)準(zhǔn)》比剛才提到以往的有關(guān)規(guī)范要嚴(yán)格些,按照本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),與未采取節(jié)能措施前相比，全年能耗應(yīng)減少50%?！稑?biāo)準(zhǔn)》的章節(jié)不多,共7頁17條,但簡明扼要,省去了復(fù)雜的熱工公式,歸納總結(jié)出來幾點(diǎn)要點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)了規(guī)范的實(shí)用性。涉及到的基礎(chǔ)知識(shí)及術(shù)語結(jié)合規(guī)范本身展開敘述：
一,熱工設(shè)計(jì)的分區(qū)：按照我國的氣候條件,劃分為五個(gè)分區(qū):嚴(yán)寒地區(qū),寒冷地區(qū),夏熱冬冷地區(qū),夏熱冬暖地區(qū)以及溫和地區(qū)。
熱工分區(qū)的基本規(guī)律是：嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)基本是我國的三北地區(qū)：東北,華北,西北。這些地區(qū)的地域遼闊，面積大，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)起步也比較早，經(jīng)驗(yàn)相對(duì)來說比較豐富，主要考慮的是冬季保溫。夏熱冬冷地區(qū)大體上是長江中下游地區(qū)，如：成都、武漢、南京、上海等，這些地區(qū)的建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)由于歷史原因起步較晚，面積雖然不是最大，但人口密度高，也是我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地區(qū)，可以說這一地區(qū)的節(jié)能潛力最大，效果也會(huì)最明顯。設(shè)計(jì)考慮的是冬季保溫與夏季防熱兼顧。夏熱冬暖地區(qū)大體上是華南地區(qū)：福州、廣州、南寧、臺(tái)北等。這些地區(qū)的建筑設(shè)計(jì)主要考慮的是夏季防熱。溫和地區(qū)，冬暖夏涼，四季如春，如：昆明、西昌、元江等。一般可不考慮夏季防熱，部分地區(qū)注意冬季保溫?！豆步ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》在這五個(gè)分區(qū)的基礎(chǔ)上根據(jù)公共建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)特點(diǎn)作了些調(diào)整：把嚴(yán)寒地區(qū)細(xì)分為嚴(yán)寒A區(qū)與嚴(yán)寒B區(qū),而溫和地區(qū)不強(qiáng)制執(zhí)行節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
二,體形系數(shù):即建筑的外表面積與體積之間的比值.體形系數(shù)越小就越有利于節(jié)能,減少外表面與室外空氣的接觸,就能減少散熱。與以往的規(guī)范不同，新的《標(biāo)準(zhǔn)》中弱化了體形系數(shù)的概念，只在4.1.2條規(guī)定嚴(yán)寒地區(qū)與寒冷地區(qū)對(duì)體形系數(shù)的限制是≤0.4，其他地區(qū)該系數(shù)對(duì)建筑的節(jié)能體現(xiàn)不明顯,所以不作限定。
三,熱傳導(dǎo)系數(shù)：這個(gè)概念是本標(biāo)準(zhǔn)的核心名詞.所有的圍護(hù)結(jié)構(gòu)：門、窗、外墻、屋頂以及地面都圍繞這個(gè)概念展開的。圖紙審查或政府檢查部門的抽查也是這個(gè)數(shù)據(jù)。她的名詞解釋為：圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m2.k。簡單的說便是熱量在某種材料里傳遞的速度,速度越小,那么這種材料的隔熱性能也就越好。怎樣求得這個(gè)數(shù)據(jù)呢？傳熱系數(shù)K0＝1/R0。
R0，傳熱阻：R0＝Ri+∑R+Re單位：m2/K.W
Ri與Re分別是材料內(nèi)外表面的換熱阻。他們是固定數(shù)據(jù)，可由表差得：0.11m2/K.W0.04m2/K.W。
∑R是各層材料的熱阻之和。某單層材料的熱阻R=δ／λ，δ為該材料的厚度，單位是m，λ為該材料的導(dǎo)熱系數(shù)，單位是W/m.K。λ為此公式求值過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，也是每種材料的固有的屬性。她的名詞解釋為：1m厚的物體，兩側(cè)空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m.k。通常把導(dǎo)熱系數(shù)λ小于0.3W/m.K并能用于絕熱工程的材料，叫做絕熱材料。導(dǎo)熱系數(shù)是絕熱材料的最重要最基本的熱物理指標(biāo)。例如：普通混凝土λ＝1.74W/m.K，鋼筋混凝土λ＝1.51W/m.K，多孔磚λ＝0.58W/m.K，聚乙烯泡沫塑料λ＝0.047W/m.K，聚氨酯硬泡沫塑料λ＝0.0216W/m.K，（這種材料在全球范圍內(nèi)尤其在歐美等發(fā)達(dá)國家作為建筑絕熱工程中最普遍使用的材料），而鑄鐵λ＝49.9W/m.K。實(shí)際的工程應(yīng)用中，卡特比勒辦公樓的外墻部分設(shè)計(jì)采用聚異氰脲酸酯（PIR），這種更新型的材料λ＝0.020W/m.K，屬絕熱材料。這便是維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K值的求解過程。
下面結(jié)合《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)上海地區(qū)的各部分圍護(hù)結(jié)的隔熱要求構(gòu)逐一探討：
1.屋面：K≤0.70W/m2.k
我們的習(xí)慣做法一般可以滿足這個(gè)要求。例如：120厚現(xiàn)澆混凝土樓板＋20厚水泥砂漿找平層＋泡沫混凝土找坡層最薄30厚＋40厚的λ＝0.03W/m.K擠塑板（XPS）＋防水層＋20厚水泥砂漿保護(hù)層，這樣的做法就可以達(dá)到K≤0.60W/m2.k。須注意關(guān)鍵的保溫層一般應(yīng)選用40厚擠塑板，若選用聚苯板，厚度應(yīng)增加至60。
2.外墻：K≤1.0W/m2.k
不作外墻保溫的習(xí)慣做法是絕對(duì)達(dá)不到這個(gè)新規(guī)范要求的。例如：20厚水泥砂漿＋240厚多孔磚＋20厚水泥砂漿的無外墻外保溫的傳統(tǒng)構(gòu)造傳熱系數(shù)K＝1.66W/m2.k，即便在前段時(shí)間簡易的外墻保溫做法－保溫砂漿，也達(dá)不到規(guī)范的新要求。經(jīng)計(jì)算得知：在墻體與外墻砂漿之間增加20厚的λ＝0.03W/m.K擠塑板，這樣的構(gòu)造使得外墻整體的傳熱系數(shù)K＝0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。這叫做外墻外保溫技術(shù)，是業(yè)界內(nèi)公認(rèn)的一種效果很好的做法。他的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，產(chǎn)品壽命較長，也可使外墻的主要部分受到保護(hù)，大大降低溫度應(yīng)力的起伏，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。但他的缺點(diǎn)是在高層建筑中有安全隱患，外墻面磚的做法受到限制。外墻內(nèi)保溫的做法不能很好的解決建筑熱橋的問題，同時(shí)房間內(nèi)部使用和改造都受到很大的限制，所以現(xiàn)在工程上已很少用這種做法了。還有一種做法叫做中間保溫，做兩層墻，中間夾保溫材料，這種做法效果好，是建筑保溫的發(fā)展趨勢，國外的工程中這種做法早已普及，在我國的發(fā)展受到限制主要是因?yàn)橐辉靸r(jià)高，二構(gòu)造做法與現(xiàn)行的做法差別太大，影響面廣，難以一時(shí)普及。
3.外窗部分
2）建筑選址與朝向設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)首先要考慮選址的問題，要注意考慮當(dāng)?shù)氐母鞣N環(huán)境因素，包括氣候、地形、土質(zhì)、地下水等。一般要選取空氣污染輕、噪音低，夏季通風(fēng)陰涼，冬季避風(fēng)朝陽的地方。選址的朝向，應(yīng)選擇夏季的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)閷?dǎo)風(fēng)口，排列建筑物應(yīng)遵循南小北大、南低北高的原則，使住宅區(qū)內(nèi)風(fēng)速流暢。這樣可以有效進(jìn)行空氣與建筑的熱交換，提高居住的舒適度，確保居住區(qū)內(nèi)建筑對(duì)自然風(fēng)的共享性。我國大多數(shù)地方的建筑以南北向或接近南北向?yàn)橐?，在夏季迎合南風(fēng)、引導(dǎo)空氣穿越，接受的太陽輻射相對(duì)于東西向的要少些，可減少夏季空調(diào)的用量；在冬季接受的太陽輻射相對(duì)于東西向的要多些，又能阻擋寒冷北風(fēng)的侵襲，較好地適應(yīng)氣候的變化，節(jié)約了建筑保溫所需的能耗。
3）住宅群的布局設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)住宅群的布局時(shí)，要注意整個(gè)群體的節(jié)能效應(yīng)，確保整個(gè)建筑群都能夠獲得自然通風(fēng)。住宅群的布局首先要考慮日照間距、區(qū)域的主要風(fēng)向兩個(gè)主要因素。住宅群要考慮日照因素，要注意保持日照間距的適當(dāng)擴(kuò)大，這樣才能讓住宅群各個(gè)建筑區(qū)域獲得適量的風(fēng)速風(fēng)量，確?？諝獾牧鲃?dòng)暢通，這對(duì)降低建筑物表層溫度有重要作用。在住宅群設(shè)計(jì)時(shí)，還要注意各種自然能源的利用，像太陽能、風(fēng)能等，都是天然環(huán)保能源。這樣可以大大節(jié)省住宅居住成本。另外，還可以通過利用水質(zhì)處理技術(shù)，將污水進(jìn)行無害化處理，進(jìn)行水資源的循環(huán)利用。
4）綠化環(huán)境的布置設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能意識(shí)，要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。綠化在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中起著十分重要的作用。建筑有很多功能需要綜合考量，綠化環(huán)境當(dāng)然只是其中一個(gè)因子。要根據(jù)建筑外部環(huán)境對(duì)建筑進(jìn)行微氣候環(huán)境創(chuàng)造設(shè)計(jì)，充分利用建筑室內(nèi)的熱環(huán)境和居住區(qū)的外部氣候，進(jìn)行環(huán)境微氣候調(diào)整，從而達(dá)到對(duì)建筑能耗降低的目的。另外，在建筑周圍進(jìn)行必要的綠化美化處理，也是非常有必要的，設(shè)計(jì)時(shí)，要為建筑周圍綠化留出足夠空間。這對(duì)凈化空氣、阻擋風(fēng)沙、降低噪音、改善居住環(huán)境都能夠發(fā)揮重要作用。
2、建筑單體節(jié)能設(shè)計(jì)
1）建筑外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑單體設(shè)計(jì)首先要針對(duì)建筑外墻進(jìn)行。建筑外墻是建筑的結(jié)構(gòu)主體，對(duì)整個(gè)建筑起到防水、放冷、放熱、防潮等保護(hù)作用。對(duì)外墻體進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，主要是利用一些隔熱保溫材料，通過附著或者填入到墻體內(nèi)，起到熱阻效應(yīng)。很多地方原來都使用實(shí)心磚作為外墻材料，雖然保溫效果不錯(cuò)，但耗材過多，造成極大的浪費(fèi)。為了實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，就要大力推廣使用空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)。復(fù)合墻體同普通的外墻相比較，室內(nèi)的溫度能相差4～10℃，可見復(fù)合型墻體的隔熱保溫效果很好。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，還要注意外維護(hù)的結(jié)構(gòu)處理，要盡量減少建筑表面的凹凸程度，縮小外表范圍，這樣也可以起到節(jié)省建筑材料的作用。
2）建筑門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)中，外門窗是建筑重要部位，這是室內(nèi)空氣、溫度與外界交換的通道，也是接受日照的唯一途徑。所以在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，還是要減少飄窗和落地窗的設(shè)計(jì)，要注意從不同方向不同角度開窗的差異性。像冬季寒冷季節(jié)，就需要盡量減少寒風(fēng)面開窗面積，在開窗角度設(shè)計(jì)時(shí)，要多設(shè)計(jì)平開窗方式。這樣可以增加氣流的流通性，對(duì)外窗的密封設(shè)計(jì)要注意密實(shí)性，這樣也可以確保隔熱性。至于所用窗戶玻璃，最好選擇中空的，其隔熱性更強(qiáng)。在一些寒冷地區(qū)，還要注意加裝塑料密封條，這樣可以提高密閉度，確保冷空氣的滲透侵襲。
3）建筑屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，建筑屋頂也是重要部位。屋頂是接受太陽光最集中的地方，不管是日照時(shí)間還是日照強(qiáng)度，都是整個(gè)建筑接受日照熱量最多的部位。它吸收的熱量，相比東西方向的墻體要高出兩三倍之多，這也為屋頂隔熱設(shè)計(jì)帶來重要課題。特別是隔熱材料的選擇，應(yīng)該是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)考慮內(nèi)容。應(yīng)選擇熱系數(shù)小、密度較小、吸水程度低的材料。因?yàn)楦魺岵牧喜煌?，其隔熱效果是有很大差異的，選擇合適節(jié)能材料，對(duì)改善建筑屋頂環(huán)境有重要意義。如果條件允許，還要大力提倡綠色屋頂建設(shè)，像屋頂花園、菜園，甚至是果園，都是非常好的選擇，建立城市高空公園，這是對(duì)新城市建設(shè)的時(shí)尚要求。
4）利用可再生能源的節(jié)能設(shè)計(jì)。在所有綠色再生能源中，太陽能是最豐富最便利的能源，不僅運(yùn)輸方便無污染，而且還是免費(fèi)的。因此，要注意將太陽能利用和建筑有機(jī)結(jié)合起來，不僅可節(jié)省能源，還可保護(hù)環(huán)境。對(duì)于日照時(shí)間長的地區(qū)，不僅要在建筑上充分利用太陽能，還可以在建筑環(huán)境里使用太陽能。像城市公共照明就可以設(shè)計(jì)成太陽能路燈。還有居民生活熱水可采用太陽能熱水器等。
5）空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。對(duì)于天氣炎熱的地區(qū)，使用空調(diào)進(jìn)行室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)是最常見的。特別是夏季高溫季節(jié)，空調(diào)耗能已經(jīng)成為生活中的耗電大戶。為了節(jié)能減排，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，也要注意空調(diào)制冷設(shè)備的選擇，要優(yōu)先考慮使用變頻節(jié)能空調(diào)，由于引入智能化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能控制，讓空調(diào)設(shè)備運(yùn)行更為合理，提高了制冷效果，還節(jié)約了能源。
