劉慧慧 袁帥龍
山東省紡織建筑設(shè)計院有限公司 山東 濟南 250013
隨著節(jié)能成為全球所倡導(dǎo)并逐步推進的內(nèi)容,我國作為能源消耗大國且人口基數(shù)龐大,在這種局面下各行業(yè)落實節(jié)能就顯得尤為迫切。而建筑工程在其開發(fā)過程中不僅占據(jù)到了大量的土地資源,同時建設(shè)以及后期交付使用中消耗了大量的能源。倘若我國建筑行業(yè)在后期的發(fā)展中,仍沒有意識到節(jié)能理念在建筑設(shè)計中運用的重要意義,不僅會導(dǎo)致環(huán)境、資源的發(fā)展陷入惡性循環(huán),同時也會加劇人類群體與社會發(fā)展之間的矛盾關(guān)系。因此,需要將節(jié)能理念與建筑設(shè)計工作進行對接,改善產(chǎn)業(yè)建設(shè)中的粗放式運轉(zhuǎn)模式,并通過提升不可再生資源利用率、開發(fā)可再生資源等方式,構(gòu)建一個引導(dǎo)市場經(jīng)濟健康發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)[1]。
在開展建筑工程設(shè)計中節(jié)能理念運用過程中,需要貫徹因地制宜的設(shè)計原則,依據(jù)建筑工程設(shè)計場所的實際地理條件,制定適宜的節(jié)能設(shè)計方案,從而最大限度地減低建筑成本。在設(shè)計工作開展前,首先要針對地理位置進行認真勘查,了解當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件以及地質(zhì)狀況,以保證節(jié)能設(shè)計能夠切實開展落實,發(fā)揮最大功效。除此之外,也要考慮建筑工程的建設(shè)位置,盡量選擇具有良好地理環(huán)境條件的區(qū)域,氣候適宜的環(huán)境,不僅能夠改善居住人群的居住環(huán)境和生活質(zhì)量,提升居民的生活幸福感,而且也更利于開展節(jié)能設(shè)計,通過降低空調(diào)使用率達到減少電力消耗的效果。
節(jié)能材料質(zhì)量決定了建筑工程節(jié)能設(shè)計的運用效果,對整體建筑節(jié)能起著關(guān)鍵性作用。通常情況下,在選擇節(jié)能材料時,要考慮材料是否具備高效性、節(jié)能性和經(jīng)濟性3個因素。在確保材料質(zhì)量的前提下,盡可能降低成本開支,這才是符合節(jié)能設(shè)計的本質(zhì)要求。總而言之,在選擇節(jié)能材料時,各個環(huán)節(jié)涉及的工程造價必須科學(xué)、合理,從而滿足節(jié)能、降耗的需求。
基于節(jié)能理念,為確保建筑設(shè)計能夠達到節(jié)能效果,針對影響建筑資源的空間進行規(guī)劃設(shè)計。通常情況下,建筑空間越大,則消耗的空間資源越大,但也存在建筑空間規(guī)劃不合理,造成空間資源消耗量大的問題。因此,針對這一問題,在進行建筑設(shè)計時,需要根據(jù)建筑后期施工和使用的需要,對其進行規(guī)劃控制。在進行規(guī)劃時,應(yīng)當(dāng)首先滿足功能布局緊湊的原則,盡可能將各個主要功能區(qū)域布置集中,并將各個功能相似的建筑結(jié)構(gòu)組團化布置。同時,針對潔凈區(qū)域與污物區(qū)域分區(qū)分流設(shè)置,盡可能使?jié)嵨酃δ軈^(qū)相對分區(qū)設(shè)置,并確保各類建筑設(shè)施的儲存、回收等不會出現(xiàn)潔污流線交叉的問題。同時,還應(yīng)當(dāng)遵循路徑簡潔、便捷的原則,合理規(guī)劃各個建筑功能分區(qū),使各個建筑結(jié)構(gòu)在水平方向或垂直方向上保持一定聯(lián)系,并避免各個通道出現(xiàn)迂回復(fù)雜的問題。同時,在按照上述流程完成對建筑空間的合理規(guī)劃后,還需要考慮到各個空間區(qū)域的溫度,確保每個建筑結(jié)構(gòu)空間的溫度滿足相應(yīng)需求。以客廳和臥室建筑空間為例,需要更多的陽光照射,因此在對其進行分區(qū)設(shè)計時,需要確保其空間陽光充足。針對廚房、書房等對光照要求較低的空間,在對其空間規(guī)劃時應(yīng)當(dāng)選擇有陽光但光照強度相對較少的區(qū)域,以此完成對建筑空間的合理規(guī)劃[2]。
在完成對建筑空間的合理化設(shè)計后,本章將從建筑屋頂設(shè)計入手,通過優(yōu)化屋頂不同層次的構(gòu)成,使建筑在設(shè)計中滿足通風(fēng)與隔熱的需求。在此過程中,應(yīng)明確建筑屋頂屬于建筑結(jié)構(gòu)中的表面部分,此結(jié)構(gòu)部分在建筑中受到外部陽光的直射,是整體結(jié)構(gòu)中最容易被侵蝕的部位。因此,在選擇建筑屋頂設(shè)計材料時,應(yīng)全面考慮材料的保溫、隔熱、防輻射、抗腐蝕等綜合性能,只有確保選擇的材料具有上述設(shè)計提出的相關(guān)性能,才能使建筑內(nèi)部能夠更好地抵御外界環(huán)境變化對室內(nèi)環(huán)境的干擾。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)考慮建筑屋頂?shù)姆浪O(shè)計,對于平面結(jié)構(gòu)的建筑屋頂,可在其上部增設(shè)導(dǎo)水槽與排水孔,避免大規(guī)模降雨后,由于無法有效導(dǎo)出雨水在屋頂造成滲水、漏雨等問題。
門窗能源消耗在建筑整體消耗過程中所占據(jù)比例較大,是建筑能量消耗的主體,因此,在進行建筑設(shè)計過程中必須做好門窗節(jié)能設(shè)計。在傳統(tǒng)設(shè)計過程中,設(shè)計人員為了能將門窗能量消耗量進行縮減,會對門窗面積進行更改,使用小面積門窗來進行控制,但是這種方式會對室內(nèi)通風(fēng)效果以及采光效果產(chǎn)生影響,因此僅僅依靠縮小門窗面積無法將節(jié)能效果發(fā)揮到極致,設(shè)計人員在進行門窗節(jié)能設(shè)計時需要根據(jù)建筑物內(nèi)部實際面積對其比例進行合理劃分,從而保證門窗設(shè)計比例的科學(xué)性和合理性,降低門窗對于能源消耗力度。除此以外,設(shè)計人員還需要對門窗氣密性進行控制,氣密性能將室內(nèi)外溫度進行隔絕,因此對其氣密度進行合理控制,能避免室外溫度對室內(nèi)溫度產(chǎn)生影響,從而提高能源利用率,避免出現(xiàn)能源消耗的概率。同時,在進行材料選擇過程中,設(shè)計人員也需要使用節(jié)能型材料來進行門窗設(shè)計,提高門窗設(shè)計工作節(jié)能性和環(huán)保性。由于我國對于建筑物門窗要求較為嚴格,設(shè)計人員在進行節(jié)能設(shè)計過程中必須嚴格按照建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及國家標(biāo)準(zhǔn)對其進行合理管控,提高門窗設(shè)計工作效率,讓門窗具有美觀性和舒適性,同時對能源進行控制,減少能源消耗比例[3]。
通常情況下,建筑圍欄傳熱面積主要分為第一地帶、第二地帶、第三地帶、第四地帶,因此建筑圍護結(jié)構(gòu)面積越小,其節(jié)能效果越好。在體積相同情況下,設(shè)計人員需要對其圍護結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計,從而避免熱能消耗頻率過大,盡量將其圍護結(jié)構(gòu)面積進行縮減。除此之外,建筑長度與熱能消耗也存在正比關(guān)系,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,建筑長度越長,其節(jié)能效果越好,建筑長度在100m以內(nèi),其能量消耗幅度較大,而將建筑縮減到50m時,其能量消耗會增加8%~10%之間。同時,建筑寬度也會對節(jié)能效果產(chǎn)生影響,例如9層普通住宅建筑,其寬度增加3m時,能量消耗率能夠減少6%~7%,而增加5m時,能量消耗率可減少12%~14%。建筑縱軸上同尺寸大小也會影響到建筑節(jié)能效果,如果其建筑層數(shù)相同,但是總尺寸大小存在一定差異,則尺寸越大,消耗率越低。最后,建筑平面布局不僅會決定建筑物舒適度,對于節(jié)能環(huán)保效果也息息相關(guān),設(shè)計人員在進行平面設(shè)計時可以將其熱環(huán)境進行劃分,設(shè)計溫度阻尼區(qū),可以根據(jù)大眾對于房間使用需求,以及大眾生活軌跡來對其環(huán)境進行合理劃分,通過溫度阻尼區(qū)將其溫度進行保持,減少外界溫度對于內(nèi)部環(huán)境的影響,從而減少熱能消耗率。
由于建筑圍護結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到建筑物的保溫效果,因此設(shè)計人員在進行節(jié)能設(shè)計時需要關(guān)注圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計。建筑圍護結(jié)構(gòu)對建筑物墻體的隔熱保溫效果起著決定性作用,直接關(guān)系到節(jié)能設(shè)計的實施效果。因此,在開展外圍機構(gòu)的節(jié)能設(shè)計時,需要科學(xué)合理地選擇保溫技術(shù)以及所使用的節(jié)能材料。通常情況下,目前采取的墻體保溫節(jié)能技術(shù)多是外墻保溫技術(shù),分為外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫和外墻自保溫三類技術(shù)類型。另外,在墻體的材料選擇方面通常也是使用具備吸熱性能的材料,保溫材料的技術(shù)更新需要設(shè)計人員實時關(guān)注。由此可以看出,墻外保溫節(jié)能技術(shù)是一項非常重要的節(jié)能技術(shù)[4]。
節(jié)能設(shè)計的核心是科學(xué)合理地運用新能源和可再生資源,實現(xiàn)建筑物節(jié)能環(huán)保的效果。因此,設(shè)計人員需要結(jié)合建筑物所在地的自然環(huán)境情況,將可以使用的資源充分運用到建筑設(shè)計中去,不僅需要將普遍使用的太陽能、風(fēng)能等充分利用起來,還需要考慮其他的節(jié)能資源,如潮汐能等等。新能源是建筑節(jié)能設(shè)計中至關(guān)重要的構(gòu)成內(nèi)容,太陽能和風(fēng)能當(dāng)前已普遍運用于建筑中。例如,太陽能可以提供加熱供暖,建筑內(nèi)的洗浴熱水供應(yīng)大部分都是由太陽能提供的。而風(fēng)可以代替煤炭用于電力供應(yīng),從而起到節(jié)省資源保護環(huán)境的作用。另外,一些新能源也已經(jīng)用于建筑節(jié)能設(shè)計中。作為綠色環(huán)保的新型能源,一方面可以降低建筑內(nèi)部的污染程度,從而有利于維護居民的身體健康。另一方面新能源的投入使用,一定程度上緩解了可再生資源的供應(yīng)緊張狀況,從而推動了節(jié)能設(shè)計在建筑設(shè)計中的使用開展,也進一步提高了人們的環(huán)保節(jié)能意識。通過在建筑設(shè)計過程中引入可再生資源和新能源,也為居民創(chuàng)造了節(jié)能環(huán)保的舒適居住環(huán)境[5]。
在人們?nèi)粘I钪惺褂玫降闹T多資源里,水資源是十分關(guān)鍵的一項資源。因此,在進行建筑工程設(shè)計過程中,設(shè)計人員需用針對水資源進行科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計,盡可能減少水資源的浪費。例如,設(shè)計人員可以在進行節(jié)能設(shè)計時,將污水回收系統(tǒng)融入建筑設(shè)計里,將生活污水、廢水統(tǒng)一收集起來,采取污水凈化措施,從而實現(xiàn)污水廢水再利用。設(shè)計人員在充分利用水資源的同時,還需要綜合考慮冷暖資源的科學(xué)合理使用。由于現(xiàn)在居民大多采取冷暖空調(diào)進行溫度調(diào)節(jié),通常是白天晚上都在使用空調(diào),這在一定程度上造成了電能資源的耗費。所以,設(shè)計人員可以在進行節(jié)能設(shè)計時,將建筑智能化使用引入到設(shè)計方案中,實現(xiàn)智能化控制建筑內(nèi)部問題,保持室溫穩(wěn)定在適宜溫度狀態(tài)。
設(shè)計人員作為建筑設(shè)計工作中的主體,其綜合素質(zhì)將會直接決定建筑設(shè)計整體效率,因此建筑行業(yè)要想提高建筑節(jié)能設(shè)計質(zhì)量,就需要對設(shè)計人員節(jié)能意識及技術(shù)進行培養(yǎng),讓其能將設(shè)計過程中節(jié)能、降耗的問題進行總結(jié)、整合及利用,提高自身節(jié)能設(shè)計理念,進一步提高建筑行業(yè)節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用范圍和水平。首先,建筑設(shè)計企業(yè)需要做好人員選擇工作,聘請具有專業(yè)技術(shù)工作經(jīng)驗人員來進行隊伍組建工作,提高設(shè)計團隊整體專業(yè)性,讓其綜合數(shù)據(jù)能符合節(jié)能、降耗的需求。除此以外,企業(yè)還需要根據(jù)設(shè)計人員工作內(nèi)容開展與其相關(guān)的培訓(xùn)課程,讓設(shè)計人員了解新型節(jié)能技術(shù)及材料,從而將設(shè)計過程中的問題進行有效解決,提高建筑設(shè)計與節(jié)能理念相互融合水平,進一步提高建筑節(jié)能設(shè)計整體效率。最后,還需要做好引導(dǎo)作用,讓設(shè)計人員能在進行正常設(shè)計過程中自覺地將節(jié)能理念與建筑設(shè)計進行契合,提高設(shè)計人員責(zé)任心,讓其節(jié)能設(shè)計工作能更加嚴謹,降低設(shè)計過程中出現(xiàn)問題的概率,全面將建筑節(jié)能設(shè)計作用發(fā)揮出來,為我國可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域全面落實奠定基礎(chǔ)[6]。
在現(xiàn)代化經(jīng)濟發(fā)展的帶動下,建筑行業(yè)在城市中發(fā)展的進程持續(xù)加快,使得我國現(xiàn)如今的建筑行業(yè)成為市場高耗能的主要行業(yè)之一。在這種情況下,建筑行業(yè)就必須重視起建筑設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的運用。通過充分掌握節(jié)能理念運用的一些基本原則,并結(jié)合具體項目情況采取諸如合理規(guī)劃建筑空間、采用保溫隔熱設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能,以及合理使用再生資源和新能源等措施來促使建筑工程實現(xiàn)良好節(jié)能效果。