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一、外部环境的节能设计
(一)从建筑设计入手
建筑节能设计就是从分析各城市、各地区的气候条件出发,将建筑规划与规划设计、建筑设计与气候环境有效利用相结合的一种建筑设计。建筑设计师要从建筑节能的角度进行设计,使建筑的节能设计能够实现在炎热季节的白天防止太阳辐射,夜间利于自然通风的效果,提高居住的舒适度。可以节省夏季空调的使用量,夏季最大限度地减少热量的获得和利用自然能来降温冷却。在寒冷季节,建筑受到太阳光照射的情况与炎热季节相反,从而解决了建筑保温和能源的消耗。也就是说在冬季最大限度地利用太阳能来进行取暖,尽量的多获得热量和减少热量的损失。只有这样,才能统筹运用自然气候达到节能的目的。
(二)合理规划布局
在以往的规划设计中,设计人员只单纯考虑建筑的容积率,绿地率、日照间距及建筑与周围环境相协调的一些问题,而没有从节能方面考虑。因此,建筑节能规划设计中,应考虑因季节变化的设计理念,在总体周围环境布置中,根据地区的气候特点确定建筑朝向、间距、绿化等。既要考虑有利于炎热季节通风、遮阳减少太阳辐射,也要考虑寒冷季节利用太阳照射,防止冷风侵入,从而创造舒适的建筑空间环境。所以,在建筑设计中要重视外部周围环境的规划节能设计,在设计中充分考虑建筑与外部环境的关系,以节能规划设计为原则。充分利用自然资源,创造优良的建筑节能环境,对于居住建筑起着很重要的作用。
(三)合理控制窗墙比
由于外围护墙体的热工性能比玻璃窗户要好,外窗面积与外墙面积相比要少的很多。通过外窗散失热量占外墙的散失热量的40%左右,这样需要根据不同城市的气候特点要严格控制窗墙比。白天太阳辐射温度高,夜间温度低,建筑外围护墙比较严密,窗墙比值小,可以减少白天太阳照射和夜间室内热量的散失,保证室内空气的湿度。在我省建筑的窗墙比值大,炎热季节利用窗进行自然通风,寒冷季节就可以获得较多太阳照射,保证室内温度。
(四)外墙体的隔热保温节能设计
建筑的外墙是属于主要的外围护结构,我们国家提倡墙体自保温结构和外保温隔热技术。目前,在实际工程应用时采用保温性能好、蓄热能力强、强度低的砌块墙体,如加气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的建筑材料,如内保温复合墙、外保温复合墙体、夹芯复合墙体、空心砌块等轻质墙体材料。墙体的外墙内保温,由于冷空气先侵入砌体墙,结露点在墙内,影响墙体保温效果,现在已经逐渐减少使用内保温复合墙体。外墙外保温比内保温效果好,优点多,能很好达到节能保温要求。所以,国家重点推广外墙外保温技术。保温技术及节能材料的推广和使用是建筑节能的主要实现方式。
(五)屋面的建筑节能设计
屋面是建筑物与室外接触的重要部分之一,是室内外发生温度交替,散失热量的部位。因此,要提高屋面的保温隔热性能,解决屋面保温隔热的问题。夏天抵御炎热季节室外太阳照射热空气传入室内,寒冷季节室外冷空气传入室内,降低室内温度。解决屋面节能问题主要措施:一是屋面保温层要采用密度小,导热系数较低的保温材料。二是屋面保温层要采用吸水率较少的保温材料减少保温层吸水,而且在屋面上设置排水孔,排除保温层的水分。现在常用的EPS板(苯板)代替了沥青珍珠岩或者水泥珍珠岩,弥补了传统常规做法的很多缺点。这种保温材料价格低,施工方便,不污染环境的特点。三是在炎热地区还可以采用倒置式屋面、屋面绿化、蓄水屋面坡屋面等。
(六)建筑物围护结构细部的节能设计
建筑围护结构对建筑保温起到决定性的作用,提高建筑的保温在以下各部位进行处理:一是冷桥部位应采取有效的保温处理方法,冷桥部位主要指建筑外维护结构中热量传递较快的钢筋混凝土梁、柱等部位;建筑物的热量很快会通过这些部分构件传递热量。二是外墙悬挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、阳台栏板、室外空调机板、附壁柱、飘窗、装饰线等均应采取保温措施。三是采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的缝隙,都应采用保温材料填塞。四是窗口与墙体之间安装塞口固定后缝隙要用聚氨酯发泡胶填塞严密。保证窗框能固定没有缝隙,防止寒冷季节室内温度的热量向室外散失,出现透风现象。
(七)合理的建筑空间设计
对室内房间合理划分,也是将有温度要求相同的房间与分区集中布置,为经常使用的房间选择相对朝向好的布置。如客厅、书房、主卧室等。保证有良好的采光和通风条件,尽可能利用自然采光,减少灯具照明时间,利用自然通风减少空调机的使用率,达到节能效果。阳台与北侧房间连接,从节能的角度出发,使阳台形成一个冷暖变化的缓冲空间,夏季的热空气,冬季的冷空气不能直接进入房间,起到一个过渡空间的作用。减少室内外空气对流,尽可能减少室内温度的消耗。厨房、卫生间设计时,要考虑有窗的厨房、卫生间,避免黑房间,既要有良好的采光,而且还可以节省大量的照明用电,减少能源消耗。
二、建筑设计中应加强建筑节能方面的认识和学习
(一)深刻认识建筑节能的重要性
当前,有很多建筑设计人员对于我们国家制定和颁布的建筑节能技术的规范认识不够深刻,对建筑节能技术的认识跟不上当今社会时展的步伐,以至于不能把建筑节能技术完全有效的运用到实际建筑工程中,在建筑节能设计过程中缺乏主动性。因此政府管理部门要加强这方面的宣传力度,加强对建筑设计师的培训教育工作,不断加强建筑节能方面的学习,使他们认识到建筑节能设计不只是套用标准图,重要的要知道其原理,赋予实践。按照不同的工程,不同的构造,采取不同的措施。让建筑节能有利于环境保护、提高居住质量、降低住户的使用成本、促进经济的快速稳定发展。
(二)学习建筑节能新观念
推行节能理念,树立正确的节能观,在引进国外先进节能技术的同时,强调建筑节能发展的民族性和地域性。应尽力减小或消除建筑物的固有能耗,用有限的资源和最小的能源消耗来取得最大的经济和社会效益,满足日益增长的社会需求为目标。
三、结束语
建筑节能是一个复杂系统的工程,其中建筑设计是一个很重要的环节。建筑节能设计应结合各个城市和各个地区的不同气候条件,按照国家制定的节能政策、规定、规范等执行。建筑工程设计在满足民俗、民居建筑风格的特点的同时,充分利用当地的建筑材料,从建筑的整体及外部环境、个体环境、围护结构的整体及细部构造设计等方面全方位进行建筑节能设计,走出一条具有中国特色的建筑节能的道路。
作者:于萍单位:哈尔滨职业技术学院