建筑設(shè)計中節(jié)能設(shè)計理念應(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題，引入節(jié)能設(shè)計理念，開展相關(guān)研究。本文在明確節(jié)能設(shè)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(fēng)隔熱設(shè)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(shè)計方案。通過實例應(yīng)用分析的方式進(jìn)一步證明，新的設(shè)計方案在應(yīng)用到真實建筑項目當(dāng)中時，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

建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動了市場經(jīng)濟(jì)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(jì)發(fā)展的帶動下，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(shè)計不合理或工程施工不規(guī)范導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境失衡問題，本次研究將結(jié)合節(jié)能設(shè)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(shè)計展開研究。

1建筑設(shè)計中節(jié)能設(shè)計理念的重要性研究

關(guān)于環(huán)境保護(hù)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(yán)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(dǎo)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(dāng)下的建筑產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)市場內(nèi)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(shè)計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，沒有在相關(guān)工作中及時采取有效措施，進(jìn)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(shè)計理念在建筑設(shè)計中應(yīng)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[3]。因此，需要將節(jié)能設(shè)計理念與建筑設(shè)計工作進(jìn)行對接，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(jì)健康發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)。

2節(jié)能設(shè)計理念在建筑設(shè)計中的應(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)計理念，為確保建筑設(shè)計能夠達(dá)到節(jié)能效果，針對影響建筑資源的空間進(jìn)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(jìn)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(jìn)行規(guī)劃控制[4]。在進(jìn)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(tuán)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。在遵循上述原則的基礎(chǔ)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(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(jìn)行分區(qū)設(shè)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(yīng)當(dāng)選擇有陽光但光照強(qiáng)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(shè)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(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。綜合上述分析，對建筑屋頂結(jié)構(gòu)層進(jìn)行設(shè)計，結(jié)構(gòu)層示意圖見圖2。按照上述圖2，對建筑屋頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。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)，可以在實際設(shè)計時，進(jìn)行不同層結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以此種方式，確保設(shè)計的屋頂可以滿足建筑節(jié)能設(shè)計需求。綜上所述，完成對建筑屋頂?shù)膬?yōu)化設(shè)計，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)計理念的應(yīng)用下，本文從兩個方面實現(xiàn)綠色節(jié)能設(shè)計，為進(jìn)一步驗證該設(shè)計方案的應(yīng)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(fù)責(zé)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(shè)計思路應(yīng)用到該建筑當(dāng)中，并將建造的目標(biāo)設(shè)定為達(dá)到國家對建筑施工項目規(guī)定的《綠色建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)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(shè)計目標(biāo)。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(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。為驗證設(shè)計結(jié)果的節(jié)能效果，選擇將各個建筑結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)作為評價指標(biāo)，若傳熱系數(shù)數(shù)值越高，則說明結(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(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)計方案下，各個建筑結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)均為外窗結(jié)構(gòu)對應(yīng)的數(shù)值最大，而兩種設(shè)計方案對比得出，本文設(shè)計方案的各個建筑結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)均明顯小于傳統(tǒng)設(shè)計方案。因此，通過上述應(yīng)用效果進(jìn)一步分析得出，本文提出的設(shè)計方案在應(yīng)用到該建筑項目當(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

從市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心層面分析，建筑設(shè)計行業(yè)是我國未來十年內(nèi)的朝陽行業(yè)，且此行業(yè)是引導(dǎo)市場經(jīng)濟(jì)建設(shè)方向的核心行業(yè)。但綜合國家環(huán)保局對建筑設(shè)計單位的隨機(jī)抽查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，市場內(nèi)超過半數(shù)的設(shè)計單位沒有在設(shè)計圖紙中融入建筑節(jié)能設(shè)計理念，此種問題導(dǎo)致設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)在使用后，存在高耗能、高成本等問題。為解決與之相關(guān)的設(shè)計問題，本文對基于節(jié)能設(shè)計理念的建筑合理化設(shè)計方法進(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)計建筑屋頂通風(fēng)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(shù)，與建筑設(shè)計工作的有效融合。為證明本文設(shè)計的成果具有一定可行性，在完成研究后，設(shè)計對比試驗，通過對試驗結(jié)果的討論得出，本文設(shè)計的建筑結(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)計院