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浅谈建筑设计与建筑节能

时间:2025-08-02 18:00:05 浏览次数:

【摘 要】近二三十年来,在世界建筑发展的大潮流中,人们可以明显看出,建筑节能是其中的一个极为重要的热点,是建筑技术进步的一个重大标志,也是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。各发达国家为此已经进行了长久的努力,井取得了十分丰硕的成果。本文结合我国发展的实际情况,对建筑设计与建筑节能等相关问题进行分析与探讨。

【关键词】建筑;设计;节能

我国是世界上每年新建建筑量最大的国家,每年20亿平方米新建面积,相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材,同时每年产生数以亿计的建筑垃圾,给中国乃至世界带来巨大的威胁。针对目前节能热不断升温,建筑节能源潮正在以现代新技术为基础兴起,怎样通过建筑设计达成建筑节能呢?

一些国家在其发展的长过程中,曾经无节制地使用能源,但到了本世纪七八十年代,先是石油大幅度涨价,遭受到能源危机的严重打击,由此掀起了节能的高潮;接着又发现地球大气环境正在因此加剧破坏,人们这才痛苦地了解到,工业化给人们带来舒适和欢乐的同时,还在给人类带来苦果。这个环境问题不仅是工业污染造成的,高耗能建筑也正在造成严重的环境污染。由于建筑用能数量巨大,以及其对环境的重大影响,建筑节能事业就在世界上蓬勃兴起,成为大家共同关注的热点问题。

1 建筑设计与建筑节能

住宅建筑设计中的生态平衡、环境保护与节省能源不是孤立的,也不是矛盾的,而是相互影响和联系的。人类可以自主建造舒适的建筑内部环境,但人工化的舒适通常依赖于照明、空调和通风等高耗能设施,且舒适度的提高又往往以耗能的增加为前提条件,这种发展模式带来了当前环境和能源危机,进而威胁到人类自身的生存发展与安全保障。

随着经济的发展、城市化进程的加快、城市居民生活水平的提高,建筑耗能占整个能源消费总量的比重不断上升,每年由于新建和改建建筑,消耗大量能源,带来环境的恶化。同时在建设过程中还存在水污染严重、土地资源利用率低、建筑耗材高等严重问题。如不注意防止水、土和空气的污染,绿化与水面严重不足、空气污浊、气温升高、能耗剧增。自然环境的日趋恶化,结果是建筑系统内和建筑系统外的物质良性循环与能量的良性转换受到严重破坏,也就是生态环境受到严重破坏。居住区中的气候设计,不仅仅是一个充分利用自然能源、减少再生能源消耗的问题,也是一个直接处理人与自然的关系问题,实现可持续发展是本世纪人类所面对的巨大挑战。

经济的发展,依赖于能源的发展,要能源提供动力。“八五”期间,我国国内生产总值平均年增长1l.8%,而一次商品能源平均年增长才3.6%,今后能源生产的增长速度还将长期滞后于生产总值的增长速度,由此可见,能源短缺对于我国经济的发展是一个根本性的制约因素,国家经济要发展,就非依赖于节能不可。从能源资源条件看,我国煤炭和水力资源比较丰富,但煤炭的经济可采储量和可开发的水电量按人均水平,均低于世界人均水平的一半,至于石油和天然气就更少了。如果我们继续不断挥霍自然资源,竭泽而渔,势必贻患子孙。为了后代可持续利用国家的能源储藏,我们现在就必须节约能源。

近十几年来,世界上越来越关心燃烧矿物燃料所产生的污染问题,各发达国家的节能政策,也是以减少燃料燃烧的排放物为明确的目标。其原因是,人们已经认识到,所排放的颗粒物以及碳和氮的氧化物会危害人体健康,并造成环境酸化,而造成的二氧化碳积累,将导致地球气候产生重大变化。如水旱灾害更加频繁和猛烈,海平面升高使一些岛国被淹没,飓风愈加凶猛并向高纬度扩展,大量物种迅速灭绝等等,从而使人类生存面临重大危机。特别是我国,煤炭占能源消费总量的3/4左右,造成的大气污染主要受煤烟型污染。随着城镇建筑的迅速发展,采暖和空调建筑、生活和生产用能日益增加,向大气排放的污染物急剧增长,环境形势十分严峻。大气污染以煤烟为主,以尘和酸雨的危害最大,建筑采暖和炊事用能是造成大气污染的两个主要因素。几个大气污染指标,如总悬浮颗粒、降尘、二氧化碳和氮氧化物,北方城市高于南方城市,采暖期重于非采暖期。一些城市如重庆、兰州,沈阳、北京等地,空气污染情况严重。上述污染物是许多疾病的致病因素,对居民健康造成严重危害。我国排放的二氧化碳已占世界第二位,建筑用能的二氧化碳排放量占到全国用能排放最的1/4,随着建筑物的大量建造,情况可能还会进一步恶化,前景确实令人担忧。

随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高,舒适的建筑热环境日益成为人们生活的需要。在发达国家,适宜的室温已成了一种基本需要,他们通过越来越有效地利用好能源,满足这种需要,无论是冬天还是夏天。在我国,这种需要也在日益迫切,这与我国大部分地区冬冷夏热的气候特点关系很大。与世界同纬度地区相比,1月平均气温我国东北要低14~18℃,黄河中下游要低10~14℃,长江以南要低8~10℃,东部沿海要低5℃左右;而7月平均气温,我国绝大部分地区却要比同纬度地区高出1.3~2.5℃。加之,热天整个东部地区温度均高,冷天东南地区仍保持高湿度。因此,夏天闷热,冬天潮凉,使人更加难受。北京日平均气温低于10℃的冬季,一年平均有158d;高于22℃的夏季,一年平均有98d。冬季和夏季的时间,一共长约8个半月,而气候宜人的春天和秋天,才只有3个半月。由此可见,我国冬冷夏热的问题是相当突出的,人民生活越是改善,越不堪忍受寒冬暑夏的折腾。冬天需要采暖,夏天想要空调,这都需要能源的支持,其中对优质能源的需求量增长更快。而我们的能源供应特别是优质能源供应十分紧张。从宏观上看,只有在同时实现节约能源与加速能源开发的条件下改善热环境,这种改善才有可能,否则只是无米之炊,只能加重国家的困难。

2 建筑设计与建筑节能的基本原则

建筑节能是发展建筑业的需要。多年以来,各发达国家建筑业发展的实践证明,多项建筑技术的发展,许多建筑产品的发展都与建筑节能的发展息息相关。这是因为,随着国家对建筑节能要求的日益提高,墙体、门窗、屋顶、地面以及采暖、空调、照明等建筑的基本组成部分都发生了巨大的变化。房屋建筑不再是砖石等几种传统产品包揽天下,多年以来习用的材料和做法不得不退出历史舞台,材料设备、建筑构造、施工安装等都在进行多方面的变革,许多新的高效保温材料、密封材料、节能设备、保温管道、自动控制元器件大量涌入建筑市场。新的节能建筑大量兴建,加上既有建筑大规模的节能改造,产生了巨大的市场需求,从而涌现出万千家生产建筑节能产品的企业,也促进了各设计施工和物业管理部门调整其技术结构和产业结构,使得不少发达国家的建筑业在相对停滞中山现了生机。不仅发达国家的情况如此,从我国几个建筑节能工作开展得较好的城市的经验中也可以看出,建筑节能对于建筑师也决不是一种负担,而是一种新的动力。谁更早地看清楚了这一点,谁就掌握了主动,在日后的竞争中占有较大的优势。

现如今,随着节能环保意识的增强和能源短缺的压力,“节能建筑”“绿色建筑”、成为当前最热的话题,绿色节能建筑的标准应该统一的,节能建筑就应该是环保建筑,充分利用阳光、雨水等可再生能源,最大限度的节电节水,大力发展绿色节能建筑是建筑业未来发展的方向。我们在节能环保的建筑设计上要遵从以下原则:

(1)资源利用效率要达到最高。建筑设计的资源利用效率要达到最高的原则,指的是对各种建筑用的资源,包括能源、土地、水、各种建筑材料等,都要高效率地利用,尽可能的节约能源。

(2)对环境影响最小。要达到对环境影响最小,要注意以下几个方面:一是防止建筑对土壤、空气和水的污染;二是尽量使用本地建材。这也是对环境影响最小的一项措施,因为这样可以减少运输对环境的影响,而且可以支持当地经济的发展:三是重复利用建筑材料。在建筑选材时,要考虑材料的可循环使用,这是鼓励利用建筑材料的回收利用。四是要尽可能利用既有建筑,提高建筑物的寿命。

(3)对生态环境最好。对生态环境最好指的是对人以及其他生物的生存和健康最为有利,通常我们说“以人为本”是正确的,但同时不要忘了其他物种。人也是自然生态中的一部分,“以人为本”的建筑设计原则,不单只是满足“人”的物质与精神需求,更应该使其与生态环境保持应有的平衡关系,需考虑到未来的的可持续发展。

在我国城市住宅设计中,卧室是住宅中唯一的主要空间,要将所有的卧室置于日照通风条件最佳的住置,置于南向,为住户提供最好的享用能源的环境。在室内功能区域和空间划分处理上多考虑环保和节能性因素。设计上选用透光性隔板方式解决通风、照明及可调节、可移动式的家具等,在室内培植适宜的绿植,达到净化空气调节空气的作用。

在采暖设计方面,结合供热需求,应选用传导和容量适宜的供暖材料,暖气片作为采暖主要方式,在装修暖气片时,应少包装,最大程度发挥其散热性。对于住宅小区的供暖系统设计,如果规划和设计合理,不仅能够实现较好的系统控制和计量功能,同时可以降低能源的浪费。

3 结束语

由此看来,我国人均可采储量不丰,建筑用能巨大,大气污染严重,居民对改善冬寒夏热的环境要求迫切,建筑节能对建筑业又有巨大的经济和社会效益。在这种情况下,根据中央的方针,实施可持续发展战略,从自己做起,把手头的项目按建筑节能要求认真做好,这应该是一种历史责任,是一种光荣的义务。我国作为世界能耗大国,对于发展可持续发展的生态建筑,减少建筑能耗更是刻不容缓。而建筑节能是养活建筑能耗的有效方法,同时也是节约的方法。因此,作为建筑师,更应从自身做起,从不同角度,依据建筑规范对节能进行优化设计,充分利用我国现有的自然条件,在改善人们居住环境的同时,充分挖掘节能潜力,从而实现节约能源,减少能源消耗。相信在不久的将来,建筑节能事业必将在我国展现欣欣向荣的景象。

参考文献

[1]宋丽娟.建筑节能在建筑设计中的应用.山西建筑.2003

[2]杨子江.建筑屋面节能技术.建筑.2005

[3]邱永亮,朱菊梅.住宅建筑节能优化设计的探讨.陕西建筑.2005

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