建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)理念應(yīng)用

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摘要：為解決建筑結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)大，保溫性能不理想的問(wèn)題，引入節(jié)能設(shè)計(jì)理念，開展相關(guān)研究。本文在明確節(jié)能設(shè)計(jì)重要性的前提條件下，通過(guò)合理規(guī)劃建筑空間、采用通風(fēng)隔熱設(shè)計(jì)等，提出一種降低建筑空間資源消耗、優(yōu)化建筑屋頂節(jié)能效果的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)實(shí)例應(yīng)用分析的方式進(jìn)一步證明，新的設(shè)計(jì)方案在應(yīng)用到真實(shí)建筑項(xiàng)目當(dāng)中時(shí)，可有效降低建筑結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，大大提高建筑的保溫性能，滿足綠色建筑施工目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：建筑；節(jié)能；設(shè)計(jì)

建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動(dòng)了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展益的同時(shí)，也在一定程度上對(duì)自然資源與社會(huì)環(huán)境造成了破壞。在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，建筑行業(yè)在城市中發(fā)展的進(jìn)程持續(xù)加快，使得我國(guó)現(xiàn)如今的建筑行業(yè)成為了市場(chǎng)高耗能的主要行業(yè)之一[1]。為解決由于建筑設(shè)計(jì)不合理或工程施工不規(guī)范導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境失衡問(wèn)題，本次研究將結(jié)合節(jié)能設(shè)計(jì)理念在行業(yè)發(fā)展中的重要意義，對(duì)基于此理念的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)展開研究。

1建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)理念的重要性研究

關(guān)于環(huán)境保護(hù)與污染治理的問(wèn)題，已上升到了世界級(jí)層面，在建筑行業(yè)無(wú)節(jié)制開發(fā)土地資源、建筑施工行為嚴(yán)重不規(guī)范的發(fā)展趨勢(shì)下，我國(guó)城市環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)越發(fā)凸顯。例如，生態(tài)系統(tǒng)被破壞、不可再生自然資源枯竭、土地資源荒漠化等現(xiàn)象，均是由高耗能建筑在投入使用后所導(dǎo)致[2]。截至目前，環(huán)境問(wèn)題已對(duì)城市居住人口的生活、健康、工作等造成了不同程度的影響。當(dāng)下的建筑產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)內(nèi)的發(fā)展速度較快，面對(duì)無(wú)節(jié)制開發(fā)土地資源造成的環(huán)境問(wèn)題，一些建筑設(shè)計(jì)單位或建筑施工方仍在以提高經(jīng)濟(jì)收益作為發(fā)展的核心，沒(méi)有在相關(guān)工作中及時(shí)采取有效措施，進(jìn)行環(huán)境治理。倘若我國(guó)建筑行業(yè)在后期的發(fā)展中，仍沒(méi)有意識(shí)到節(jié)能設(shè)計(jì)理念在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要意義，不僅會(huì)導(dǎo)致環(huán)境、資源的發(fā)展陷入惡性循環(huán)，同時(shí)也會(huì)加劇人類群體與社會(huì)發(fā)展之間的矛盾關(guān)系[3]。因此，需要將節(jié)能設(shè)計(jì)理念與建筑設(shè)計(jì)工作進(jìn)行對(duì)接，以此種方式，加速人類文明的進(jìn)步，改善產(chǎn)業(yè)建設(shè)中的粗放式運(yùn)轉(zhuǎn)模式。并通過(guò)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(gè)引導(dǎo)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)。

2節(jié)能設(shè)計(jì)理念在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1合理規(guī)劃建筑空間，降低建筑空間資源消耗

基于節(jié)能設(shè)計(jì)理念，為確保建筑設(shè)計(jì)能夠達(dá)到節(jié)能效果，針對(duì)影響建筑資源的空間進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。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(wèn)題。因此，針對(duì)這一問(wèn)題，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)建筑后期施工和使用的需要，對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃控制[4]。在進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先滿足功能布局緊湊的原則，盡可能將各個(gè)主要功能區(qū)域布置集中，并將各個(gè)功能相似的建筑結(jié)構(gòu)組團(tuán)化布置。同時(shí)，針對(duì)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(duì)分區(qū)設(shè)置，并確保各類建筑設(shè)施的儲(chǔ)存、回收等不會(huì)出現(xiàn)潔污流線交叉的問(wèn)題。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)遵循路徑簡(jiǎn)潔、便捷的原則，合理規(guī)劃各個(gè)建筑功能分區(qū)，使各個(gè)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(gè)通道出現(xiàn)迂回復(fù)雜的問(wèn)題。在遵循上述原則的基礎(chǔ)上，按照?qǐng)D1所示流程，完成對(duì)建筑空間的合理規(guī)劃。同時(shí)，在按照上述流程完成對(duì)建筑空間的合理規(guī)劃后，還需要考慮到各個(gè)空間區(qū)域的溫度，確保每個(gè)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(yáng)光照射，因此在對(duì)其進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保其空間陽(yáng)光充足[5]。針對(duì)廚房、書房等對(duì)光照要求較低的空間，在對(duì)其空間規(guī)劃時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇有陽(yáng)光但光照強(qiáng)度相對(duì)較少的區(qū)域，以此完成對(duì)建筑空間的合理規(guī)劃。

2.2采用保溫隔熱設(shè)計(jì)，優(yōu)化建筑屋頂節(jié)能效果

在完成對(duì)建筑空間的合理化設(shè)計(jì)后，本章將從建筑屋頂設(shè)計(jì)入手，通過(guò)優(yōu)化屋頂不同層次的構(gòu)成，使建筑在設(shè)計(jì)中滿足通風(fēng)與隔熱的需求。在此過(guò)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(yáng)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(jì)材料時(shí)，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(jì)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(duì)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(jì)，對(duì)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(wú)法有效導(dǎo)出雨水在屋頂造成滲水、漏雨等問(wèn)題。綜合上述分析，對(duì)建筑屋頂結(jié)構(gòu)層進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)層示意圖見(jiàn)圖2。按照上述圖2，對(duì)建筑屋頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中，保護(hù)層的作用是延緩或降低屋頂老化速度，保溫層的作用是隔絕室外環(huán)境與室內(nèi)環(huán)境。根據(jù)不同類型建筑的屋頂結(jié)構(gòu)，可以在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行不同層結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以此種方式，確保設(shè)計(jì)的屋頂可以滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)需求。綜上所述，完成對(duì)建筑屋頂?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)，使其在應(yīng)用中可以最大程度地發(fā)揮保溫、隔熱性能。

3應(yīng)用效果分析

在上述節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用下，本文從兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步驗(yàn)證該設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用效果，選擇以某地區(qū)正在開展的地震臺(tái)建筑施工項(xiàng)目作為依托，該項(xiàng)目為政府、科技局等部門負(fù)責(zé)的公益性建筑項(xiàng)目，建筑主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域附近地震發(fā)生情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)督。將本文上述提出的設(shè)計(jì)思路應(yīng)用到該建筑當(dāng)中，并將建造的目標(biāo)設(shè)定為達(dá)到國(guó)家對(duì)建筑施工項(xiàng)目規(guī)定的《綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)要求，在實(shí)施過(guò)程中將節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水和節(jié)材作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。該建筑項(xiàng)目所在地理位置每年平均降水可到1500mm，相對(duì)濕度達(dá)83.6%。在上述建筑施工條件的基礎(chǔ)上，按照上述內(nèi)容完成節(jié)能設(shè)計(jì)。為驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果的節(jié)能效果，選擇將各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，若傳熱系數(shù)數(shù)值越高，則說(shuō)明結(jié)構(gòu)保溫性能越低，節(jié)能效果越差；反之，若傳熱系數(shù)越低，則說(shuō)明結(jié)構(gòu)保溫性能越高，節(jié)能效果越理想。傳熱系數(shù)的計(jì)算公式為：公式（1）中：k表示為傳熱系數(shù)；q表示為熱通量；Tx∂∂表示為溫度變化梯度。根據(jù)上述公式，計(jì)算得出各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)上的傳熱系數(shù)，并為了方便分析，繪制成如圖3所示。從圖3中兩條曲線可以看出，兩種設(shè)計(jì)方案下，各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)均為外窗結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的數(shù)值最大，而兩種設(shè)計(jì)方案對(duì)比得出，本文設(shè)計(jì)方案的各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)均明顯小于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。因此，通過(guò)上述應(yīng)用效果進(jìn)一步分析得出，本文提出的設(shè)計(jì)方案在應(yīng)用到該建筑項(xiàng)目當(dāng)中可有效降低建筑結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，提高建筑保溫性能，達(dá)到綠色節(jié)能效果。

4結(jié)語(yǔ)

從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心層面分析，建筑設(shè)計(jì)行業(yè)是我國(guó)未來(lái)十年內(nèi)的朝陽(yáng)行業(yè)，且此行業(yè)是引導(dǎo)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)方向的核心行業(yè)。但綜合國(guó)家環(huán)保局對(duì)建筑設(shè)計(jì)單位的隨機(jī)抽查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，市場(chǎng)內(nèi)超過(guò)半數(shù)的設(shè)計(jì)單位沒(méi)有在設(shè)計(jì)圖紙中融入建筑節(jié)能設(shè)計(jì)理念，此種問(wèn)題導(dǎo)致設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)在使用后，存在高耗能、高成本等問(wèn)題。為解決與之相關(guān)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，本文對(duì)基于節(jié)能設(shè)計(jì)理念的建筑合理化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了討論，并結(jié)合現(xiàn)有研究成果，提出了科學(xué)規(guī)劃建筑空間、合理設(shè)計(jì)建筑屋頂通風(fēng)隔熱層等措施，通過(guò)此種方式，實(shí)現(xiàn)綠色理念與現(xiàn)代化技術(shù)，與建筑設(shè)計(jì)工作的有效融合。為證明本文設(shè)計(jì)的成果具有一定可行性，在完成研究后，設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的討論得出，本文設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)更加合理，相比常規(guī)的建筑結(jié)構(gòu)，融入新理念的建筑結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)更低。表明了此建筑具有更加良好的保溫效果，可以達(dá)到降低室內(nèi)空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)耗能的作用。

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作者:趙俊名 單位:遼寧省城市建筑設(shè)計(jì)院