建筑設計中節(jié)能設計理念應用

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摘要：為解決建筑結構傳熱系數(shù)大，保溫性能不理想的問題，引入節(jié)能設計理念，開展相關研究。本文在明確節(jié)能設計重要性的前提條件下，通過合理規(guī)劃建筑空間、采用通風隔熱設計等，提出一種降低建筑空間資源消耗、優(yōu)化建筑屋頂節(jié)能效果的設計方案。通過實例應用分析的方式進一步證明，新的設計方案在應用到真實建筑項目當中時，可有效降低建筑結構的傳熱系數(shù)，大大提高建筑的保溫性能，滿足綠色建筑施工目標。

關鍵詞：建筑；節(jié)能；設計

建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動了市場經(jīng)濟發(fā)展益的同時，也在一定程度上對自然資源與社會環(huán)境造成了破壞。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)成為了市場高耗能的主要行業(yè)之一[1]。為解決由于建筑設計不合理或工程施工不規(guī)范導致的生態(tài)環(huán)境失衡問題，本次研究將結合節(jié)能設計理念在行業(yè)發(fā)展中的重要意義，對基于此理念的建筑節(jié)能設計展開研究。

1建筑設計中節(jié)能設計理念的重要性研究

關于環(huán)境保護與污染治理的問題，已上升到了世界級層面，在建筑行業(yè)無節(jié)制開發(fā)土地資源、建筑施工行為嚴重不規(guī)范的發(fā)展趨勢下，我國城市環(huán)境問題已經(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致[2]。截至目前，環(huán)境問題已對城市居住人口的生活、健康、工作等造成了不同程度的影響。當下的建筑產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟市場內的發(fā)展速度較快，面對無節(jié)制開發(fā)土地資源造成的環(huán)境問題，一些建筑設計單位或建筑施工方仍在以提高經(jīng)濟收益作為發(fā)展的核心，沒有在相關工作中及時采取有效措施，進行環(huán)境治理。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)能設計理念在建筑設計中應用的重要意義，不僅會導致環(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)展之間的矛盾關系[3]。因此，需要將節(jié)能設計理念與建筑設計工作進行對接，以此種方式，加速人類文明的進步，改善產(chǎn)業(yè)建設中的粗放式運轉模式。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，構建一個引導市場經(jīng)濟健康發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)。

2節(jié)能設計理念在建筑設計中的應用

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)能設計理念，為確保建筑設計能夠達到節(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[4]。在進行規(guī)劃時，應當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構組團化布置。同時，針對潔凈區(qū)域與污物區(qū)域分區(qū)分流設置，盡可能使?jié)嵨酃δ軈^(qū)相對分區(qū)設置，并確保各類建筑設施的儲存、回收等不會出現(xiàn)潔污流線交叉的問題。同時，還應當遵循路徑簡潔、便捷的原則，合理規(guī)劃各個建筑功能分區(qū)，使各個建筑結構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)迂回復雜的問題。在遵循上述原則的基礎上，按照圖1所示流程，完成對建筑空間的合理規(guī)劃。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，確保每個建筑結構空間的溫度滿足相應需求。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)設計時，需要確保其空間陽光充足[5]。針對廚房、書房等對光照要求較低的空間，在對其空間規(guī)劃時應當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。

2.2采用保溫隔熱設計，優(yōu)化建筑屋頂節(jié)能效果

在完成對建筑空間的合理化設計后，本章將從建筑屋頂設計入手，通過優(yōu)化屋頂不同層次的構成，使建筑在設計中滿足通風與隔熱的需求。在此過程中，應明確建筑屋頂屬于建筑結構中的表面部分，此結構部分在建筑中受到外部陽光的直射，是整體結構中最容易被侵蝕的部位。因此，在選擇建筑屋頂設計材料時，應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計提出的相關性能，才能使建筑內部能夠更好地抵御外界環(huán)境變化對室內環(huán)境的干擾。在此基礎上，應考慮建筑屋頂?shù)姆浪O計，對于平面結構的建筑屋頂，可在其上部增設導水槽與排水孔，避免大規(guī)模降雨后，由于無法有效導出雨水在屋頂造成滲水、漏雨等問題。綜合上述分析，對建筑屋頂結構層進行設計，結構層示意圖見圖2。按照上述圖2，對建筑屋頂結構進行設計。其中，保護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)境與室內環(huán)境。根據(jù)不同類型建筑的屋頂結構，可以在實際設計時，進行不同層結構的調整，以此種方式，確保設計的屋頂可以滿足建筑節(jié)能設計需求。綜上所述，完成對建筑屋頂?shù)膬?yōu)化設計，使其在應用中可以最大程度地發(fā)揮保溫、隔熱性能。

3應用效果分析

在上述節(jié)能設計理念的應用下，本文從兩個方面實現(xiàn)綠色節(jié)能設計，為進一步驗證該設計方案的應用效果，選擇以某地區(qū)正在開展的地震臺建筑施工項目作為依托，該項目為政府、科技局等部門負責的公益性建筑項目，建筑主要作用是實現(xiàn)對該區(qū)域附近地震發(fā)生情況的動態(tài)監(jiān)督。將本文上述提出的設計思路應用到該建筑當中，并將建造的目標設定為達到國家對建筑施工項目規(guī)定的《綠色建筑設計標準》相關要求，在實施過程中將節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水和節(jié)材作為設計目標。該建筑項目所在地理位置每年平均降水可到1500mm，相對濕度達83.6%。在上述建筑施工條件的基礎上，按照上述內容完成節(jié)能設計。為驗證設計結果的節(jié)能效果，選擇將各個建筑結構的傳熱系數(shù)作為評價指標，若傳熱系數(shù)數(shù)值越高，則說明結構保溫性能越低，節(jié)能效果越差；反之，若傳熱系數(shù)越低，則說明結構保溫性能越高，節(jié)能效果越理想。傳熱系數(shù)的計算公式為：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，計算得出各個建筑結構上的傳熱系數(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，兩種設計方案下，各個建筑結構的傳熱系數(shù)均為外窗結構對應的數(shù)值最大，而兩種設計方案對比得出，本文設計方案的各個建筑結構傳熱系數(shù)均明顯小于傳統(tǒng)設計方案。因此，通過上述應用效果進一步分析得出，本文提出的設計方案在應用到該建筑項目當中可有效降低建筑結構傳熱系數(shù)，提高建筑保溫性能，達到綠色節(jié)能效果。

4結語

從市場經(jīng)濟發(fā)展的核心層面分析，建筑設計行業(yè)是我國未來十年內的朝陽行業(yè)，且此行業(yè)是引導市場經(jīng)濟建設方向的核心行業(yè)。但綜合國家環(huán)保局對建筑設計單位的隨機抽查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，市場內超過半數(shù)的設計單位沒有在設計圖紙中融入建筑節(jié)能設計理念，此種問題導致設計的建筑結構在使用后，存在高耗能、高成本等問題。為解決與之相關的設計問題，本文對基于節(jié)能設計理念的建筑合理化設計方法進行了討論，并結合現(xiàn)有研究成果，提出了科學規(guī)劃建筑空間、合理設計建筑屋頂通風隔熱層等措施，通過此種方式，實現(xiàn)綠色理念與現(xiàn)代化技術，與建筑設計工作的有效融合。為證明本文設計的成果具有一定可行性，在完成研究后，設計對比試驗，通過對試驗結果的討論得出，本文設計的建筑結構更加合理，相比常規(guī)的建筑結構，融入新理念的建筑結構傳熱系數(shù)更低。表明了此建筑具有更加良好的保溫效果，可以達到降低室內空調運轉耗能的作用。

參考文獻：

[1]趙力,劉健,陳英杰,等.基于自然通風的疆內外住宅戶型節(jié)能設計對比分析[J].中國管理信息化,2021,24(19):108-110.

[2]齊朋.節(jié)能理念下分析新型節(jié)能墻體材料在房屋建筑設計中的應用[J].合成材料老化與應用,2021,50(4):105-107.

[3]高源,胡可,岳曉鵬,等.北方鄉(xiāng)村住宅節(jié)能與熱舒適的形體參數(shù)多目標優(yōu)化設計[J].華僑大學學報(自然科學版),2021,42(5):619-627.

[4]楊曄,劉智明,馮儒杰.CFD技術在溫和地區(qū)公共建筑復合通風設計中的應用分析[J].制冷與空調,2021,35(4):514-518.

[5]胡楠.基于綠色節(jié)能技術在公共建筑玻璃幕墻設計中的應用研究[J].環(huán)境科學與管理,2021,46(9):26-29.

作者:趙俊名 單位:遼寧省城市建筑設計院