節(jié)能技術在現(xiàn)代建筑空間設計中的重要作用
關鍵詞:建筑工程,空間,節(jié)能設計
0前言
在現(xiàn)代建筑工程中，所謂建筑節(jié)能就是指建筑在選址、設計、建造和使用的過程中,通過合理的規(guī)劃設計提高制冷、通風、照明、采暖、給排水及管道系統(tǒng)的運行效率,利用節(jié)能型的建筑材料和可再生能源降低建筑能源的消耗,實現(xiàn)能源合理有效地利用，以及加強建筑物節(jié)能設備的運行管理,執(zhí)行建筑節(jié)能標準，保證建筑物室內熱環(huán)境質量和使用功能。建筑節(jié)能的主要途徑有墻體節(jié)能、屋面節(jié)能、夜間通風、門窗節(jié)能、利用太陽能等。
1當前我國的建筑耗能情況
我國的節(jié)能工作起步相對比較晚，我國建筑采暖耗熱量跟和氣候條件接近的發(fā)達國家相比：外窗為人家的1.5~2.2倍，外墻為4~5倍，門窗透氣性為3~6倍，屋頂為2.5~5.5倍，總耗能是發(fā)達國的3~4倍。跟他們相比，我國的能源浪費比較嚴重。而造成這種能源浪費比較嚴重的原因是，首先節(jié)能意識比較淡薄，在建造房屋時，極少考慮房屋建成后的使用過程中的日常運行能耗，只在乎初始投資，不重視建筑節(jié)能，而且初始的房屋設計不合理，保溫標準偏低，致使能源的大量流失和浪費。如果我國繼續(xù)這樣發(fā)展,建筑能耗將給我國的經(jīng)濟造成負擔。
2建筑空間的節(jié)能設計
(1)選址的合理設計
建筑規(guī)劃階段，建筑選址既要考慮當?shù)氐耐临|、氣候、地形、水質及周圍環(huán)境條件等多種因素，又要考慮建筑的體量、間距、朝向、體型、綠化配置等因素對建筑節(jié)能的影響。建筑物最好以南北方向，這樣冬天陽光能夠射入屋內，減少圍護結構的散熱;夏天則通風好，減少太陽直射，這樣能夠使建筑物在整個生命過程中保持適宜的氣候環(huán)境，同時又不破壞整體生態(tài)環(huán)境的平衡，實現(xiàn)了建筑節(jié)能。
(2)外部環(huán)境的合理設計
在建筑物選址確定之后，應根據(jù)其微氣候特征，利用周圍的自然條件，滿足建筑功能的需求,改善區(qū)域環(huán)境的微氣候。例如在建筑周圍適當?shù)牟贾脴淠�、花草、植被，既能美化環(huán)境，又能有效地凈化空氣、遮擋風沙，而且到了夏天還能遮陽，降低環(huán)境的溫度以及減少噪音;另外還可以制造人工環(huán)境，比如國外就有在建筑南邊建造游泳池，利用水來平衡環(huán)境溫度。冬天水面可以反射太陽光，增加溫度;夏天水可以濕潤周圍的空氣，也是一項節(jié)能措施。
(3)體型的設計和合理規(guī)劃
合理的建筑規(guī)劃和體型設計包括對建筑體型、建筑日照、建筑整體體量、建筑形體組合及朝向等方面的確定。必須使建筑物能有效地適應當?shù)貝毫拥奈夂颦h(huán)境。比如沿海地區(qū),氣候濕熱，最重要的節(jié)能措施就是在建筑體型設計上利用建筑的背陰面與向陽面的不同氣壓，形成風洞，引入自然通風，使自然風在風洞中回旋,即使在無風時也能形成通風，得到良好的通風效果，從而達到節(jié)能的目的。而蒙古包在風沙比較多的氣候草原地區(qū)，它圓錐形屋頂，圓形平面能夠抵御風沙、減少建筑的散熱面積，有效地適應草原的氣候。另外還應注意建筑間距及減少建筑物的外表面積，適當?shù)目刂平ㄖw形系數(shù)。
(4)建筑各部位的節(jié)能設計
首先是屋頂?shù)墓?jié)能設計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的最重要部分，為了實現(xiàn)屋頂保溫、隔熱等功能，一般采用坡屋頂或者設置保溫隔熱屋面;其次樓板層的節(jié)能設計，這個主要是利用樓板層結構中空空間，可將循環(huán)水管布置在其中，然后對樓板吊頂造型加以設計。這樣就能夠冬季利用熱水循環(huán)取暖，夏季利用冷水循環(huán)降低室內溫度;最后建筑物圍護結構細部的節(jié)能設計，建筑圍護細部的節(jié)能設計對建筑物的整體節(jié)能非常重要�？梢栽跓針虿课徊扇】煽康臄鄻蚺c保溫措施;門、窗框和墻體之間的縫隙要采用高效保溫材料和嵌縫密封膏密封，避免不同材料界面開裂，留下縫隙，影響門、窗的熱工性能;外墻出挑構件(如空調室外機擱板、凸窗、靠外墻陽臺欄板、陽臺、)和附墻部件(如附壁柱、裝飾線)等適宜采取隔斷熱橋和保溫措施;全玻璃幕墻的隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應填充保溫材料。
(5)建筑空間的合理設計
合理的空間設計是既要充分滿足建筑物的使用功能，又要對通過對建筑空間進行合理平面分隔及豎向分隔，達到改善室內采光、保溫、通風等微氣候環(huán)境節(jié)能的目的。
3節(jié)能途徑
(1)墻體的節(jié)能
墻體是建筑外圍護結構的主體，主要功能為防水、承重、隔熱、防潮和保溫。因此墻體所用材料的保溫性能直接關系到建筑的耗熱量。我國墻體所有的材料主要為實心粘土磚，而單一墻體用料一般很難同時滿足隔熱和保溫要求。當今在節(jié)能的前提下，復合墻體越來越受到人們的青瞇，因此，在建筑設計上要進一步推廣和運用空心磚墻及其復合墻體技術。另外，在具體的設計中，應根據(jù)墻的不同朝向，采用不同的傳熱系數(shù)，在每面墻上增加不同厚度的保溫層。
(2)窗戶的節(jié)能
�、倏刂坪么皯艉蛪Φ谋壤M量避免東西方向開大窗;②加強住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透消耗熱能;③改善住宅門窗的保溫性能，提高窗戶的遮陽功能;④選擇合適的玻璃或者在窗戶外貼透明的聚酯膜。
(3)屋面的節(jié)能
屋面節(jié)能措施主要有：
�、傥菝姹貙硬贿m宜選用導熱系數(shù)較高、密度較大的保溫材料;②屋面保溫層不適宜選用吸水率比較大的保溫材料，防止屋面濕作業(yè)時保溫層因大量吸水而降低保溫效果。目前，高效保溫材料已經(jīng)開始廣泛應用于屋面，大多數(shù)采用膨脹珍珠巖、玻璃棉、巖棉等松散材料作為屋面的保溫層的做法，這樣就提高了屋面的隔熱保溫性能，防止了大量輻射的侵入，減少了空調的耗能。而且這種保溫材料價格低廉、便于施工，也不污染環(huán)境;使保溫工程更好地發(fā)揮。
(4)利用太陽能
地球攔截的太陽輻射能相當于當前全球電力消費量的1 500倍。而在現(xiàn)有的經(jīng)濟條件和技術下可供開發(fā)利用的太陽能，只占了其中很小的一部分。因此，開發(fā)和利用太陽能有著巨大的潛力。在建筑上利用太陽能的主要方式有：太陽能供熱水、被動式太陽能采暖、太陽能發(fā)電以及主動式太陽能采暖與空調等等(如圖1所示)。我國太陽能資源相當豐富，如果充分的利用這些太陽能資源，不但可以大大地節(jié)省常規(guī)能源，而且完善了城市化建設的節(jié)能。
(5)利用夜間通風
夜間通風的原理就是只要室外空氣溫度比室內空氣溫度低，就可以在夜間引入室外的冷空氣，通過建筑維護結構的蓄熱材料與冷空氣接觸換熱，冷卻建筑材料，達到降溫的目的。夏天人們?yōu)榱双@得舒適的室內環(huán)境，一般都需要空調制冷，而此時夜間室外空氣溫度要比白天低得多，此時的室外冷空氣就是可利用的自然冷源，正好可以利用夜間室外的冷空氣進行通風，降低室內溫度，實現(xiàn)節(jié)能。
(6)采暖系統(tǒng)及空調系統(tǒng)的節(jié)能
(7)提高圍護結構節(jié)能的科技含量
圍護結構的熱傳導和冷風滲透是造成建筑物的能耗的最主要的2個因素。試驗證明，建筑采暖熱耗的1/3以上都是住宅圍護結構消耗的，很明顯，假如我們加強建筑圍護結構的保溫熱性能，就可以減少夏季室外傳入室內的熱量和冬季室內傳出室外的熱量，從而也減少了空調為保持室內舒適環(huán)境所提供的采暖和制冷能量，降低了能耗。此外，還要考慮建筑圍護結構的熱容性和吸熱性指標，從墻體、窗戶、頂、門等圍護結構入手，在設計中找出他們的經(jīng)濟熱阻，重視其熱工特性。
(8)合理地選用建筑節(jié)能材料
4結語
建筑節(jié)能既是一項全方位的綜合性的系統(tǒng)工程，又是一項長遠而且艱巨的任務。我國的建筑節(jié)能有著巨大的潛力，我們要根據(jù)我國的國情，建立建筑節(jié)能體系，從規(guī)劃、設計、建筑、綠化等方面充分利用現(xiàn)有的資源，尋求人與環(huán)境、節(jié)能、經(jīng)濟之間的最佳平衡;加強建筑科學技術各學科間的協(xié)作、配合，逐步完善建筑節(jié)能設計標準;提高建筑節(jié)能意義的宣傳，強化全民的節(jié)能意識，鼓勵節(jié)能;從建筑節(jié)能立法開始，認真貫徹執(zhí)行國家的建筑節(jié)能文件;盡可能地利用環(huán)境資源，提高資源利用率，限制建筑耗能，創(chuàng)作既符合建筑學原理，又符合節(jié)能要求的優(yōu)秀建筑。為中國建筑業(yè)、能源業(yè)做出貢獻，同時也促進我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
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