建筑设计与建筑节能研究分析

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  摘要:我国是一个能源消耗大国,对于建筑业来说,进行合理的建筑设计,走节能化道路是社会经济发展的必然选择。要想使建筑事业可持续发展,就必须采用节能的建筑方式,节省建设时的能源和成本,实现经济效益的最优化。因此,建筑人员要不断提高创新意识,从不同角度深入进行分析,按照有关的建筑规范进行科学的节能设计。本文主要从建筑的设计方面入手,对建筑的节能策略展开了具体的分析和论述,希望可以给同行朋友提供有价值的参考。
  关键词:建筑设计;能耗;设计;节能;研究
  现如今,我国建筑业蓬勃发展,各种高楼大厦拔地而起,在给城市带来现代化气息的同时,也带来了一定的环境破坏,比如光污染等。为了使建筑更加环保,使建筑在使用周期内节约更多的能源,就必须优化建筑的设计,充分考虑节能的重要性。笔者根据多年的建筑设计工作经验,对建筑节能有一些粗浅的看法,下面就来谈一谈建筑在设计过程中,如何运用节能的方法,提高建筑的总体性能。
  一、建筑整体与周边环境的节能设计
  在建筑建设之前,要合理考虑其附近地理环境的状况,在了解建设的基本因素后,从整体上对周边环境进行节能设计。可以从选址、气候条件、规划以及朝向等方面进行设计,为建筑创造一个稳定的外部环境,有利于实现更好的节能。
  (一)选址要科学
  节能型建筑的选址很重要,要看实际的土质、天气、水文、地形等自然环境的情况,合理选择地址。建筑设计的首要工作就是对位置的选择,好的地理位置会给节能工作创造得天独厚的便利条件。因此,建筑设计必须在良好的环境下才能提高全周期内的质量、性能,为以后的节能工作打下了一定的基础,使各种建筑资源得到优化配置,维护了城市生态平衡。
  (二)对外部环境的节能设计
  建筑在定好位置后,要优先考虑其周围的小气候特征。在一定程度上,建筑物会有各种功能的需求,此时就要优化外部的环境,进行合理设计,从而改善附近的小气候,使节能更有效果。具体内容有:首先,要在建筑物的四周适当的种植一些植被,比如大型的乔木、灌木丛等等,使建筑物得到一定的保护。植被是建筑物天然的屏障,具有防沙挡风、吸收噪声、遮阳避雨以及调节空气、涵养水源等功能,体现了较强的环保节能效益。其次,合理利用人工的方式,模拟自然环境。这种方法类似于人工降雨,通过人为的改变,对建筑物周围的气候进行调节。比如建造人工湖面,可以增加空气中的水分、平衡气候与温度,还可以减少灰尘、收集雨水等。
  (三)进行科学的规划与体形设计
  众所周知,对建筑物进行合理的规划必不可少,它可以保证体形的优良设计,使整体性能更加节能。具有稳定的质量与性能可以抵御恶劣的气候条件,规划要对建筑物的体形、体量、组合方式以及日照朝向等进行全方面的考虑。举一个例子,蒙古包顶部的圆形面就是一个很好的体形,其圆锥形的房顶与大草原气候很适应,既有散热的功能,还可以防风防沙,使整个结构稳固;在沿海地区的很多小镇,气候比较湿热,就需要用自然通风的方式调节建筑物周边的小气候,对节能也有很明显的效果。在布局方面,利用建筑物的朝阳面和阴面使周围的气压不尽相同,这样即使在没有风的情况下也可构成通风的条件,使建筑的体形在节能设计当中构成较强的风洞,让更多的自然风储存于其中,不断回旋。可见,这也是建筑设计当中,对通风的一个节能设计,不再过多的使用空调,减少了电能的消耗,起到节能的效果。
  二、建筑内部单体的设计与节能
  所谓单体设计,指的就是对建筑物内部各组织结构的设计。各构件也要注重节能的因素,从而使内部空间得到合理分隔,减少占地面积。主要考虑一些新型的可再生原材料,加强设备的节能选择与设计,从而更好地利用建筑周围的小气候条件,使室内的建筑性能得到彻底的改善与优化。
  建筑物的各部分要进行全方位的构造节能设计,要在符合建筑物基本的组合性能外,对各部分的选材、造型、结构等进行深加工设计,比如墙体、门窗、楼板以及顶棚等,在保证外部自然条件良好的情况下,对室内的节能进行更为合理的设计。
  (一)房顶、顶棚的节能设计
  房顶是一个建筑物的顶端,它和外界环境直接接触,与大气环境的关系最为密切,因此,要对屋顶进行节能设计。房顶的节能设计策略主要有加强屋面的保温效果、运用坡屋顶的方式以及根据实际需要,架设隔热性能较好的保温层面,如蓄水屋面、隔空散热屋面以及种植屋面等等,都可以起到良好的节能效果。
  (二)楼板的节能设计
  要根据其结构的余出空间,对楼板的造型加以精心设计,像吊顶的节能设计。可以把循环的水管架设到其内部,天气炎热的时候,可以使用冷水系统循环使室内的温度有所降低;天气严寒的时候,就可以运用热水系统循环进行采暖,提高室内的温度。这一方法对能源的需求极低,同时调节效果又很高,是一种不错的建筑节能技术。
  (三)门窗的节能设计
  建筑的门窗如果设计不合理,就会大量流失能源,有数据显示,有超过30%的能源都是通过门窗而损耗的。对此,要合理设计门窗,做好门窗的节能工作。可以从以下几点进行考虑:首先,控制好门窗的朝向面积比例,阳面的门窗面积要大,以保证充足的阳光照射进来;其次,安设必要的遮阳设备,我国大部分地区都普遍使用大的玻璃幕墙,会造成一定的光污染,应该在外部采取一定的遮阳措施;再次,要保证通风的良好性能,使换气可以随时进行,尽量使用自然通风的方式,而不是借助空调;最后,寒冷地区的建筑要使用门斗,减少外门流进过多的冷风,还要采取一定的聚热保温措施,保证建筑在冬季时符合供暖的标准。另外,要运用高性能的幕墙以及门窗,充分使用可再生、无污染的新型清洁能源,比如地热能、风能、太阳能等,使这些节能的新产品替代传统的产品。
  三、节能材料的选择
  科学选择建筑的节能材料,体现了建筑节能设计的另一大主要工作。节能材料的选取,必须依照环保、安全、节能以及经济的要求。一方面,在我国科学技术迅猛发展的同时,很多创新型的节能材料被广泛开发出来,运用到实际的建设中去,起到了较好的节能效果。比如当前流行的新式防水、保温材料,它们广泛使用于墙体和屋顶当中,可以防潮,调节室内的湿度;新式的透光隔热玻璃应用在门窗上,具有超级好的透光、隔热能力;使用灵活性较强的铝制遮阳板,使遮阳效果更加可靠有效。另一方面,建筑设计要根据实际的施工情况,使用带有地方特色的节能材料,多加使用乡土材料,使其贴合建筑的需要。
  总结
  总而言之,我国建筑行业的发展规模正在日益扩大,但建筑的能耗也在逐年提高。有数据显示,建筑所产生的能耗超过了城市总能耗的三成,给社会经济的发展带来了不利影响。因此,建筑的设计必须充分考虑其节能的方面,从而发挥出巨大经济效益与环境效益。这样做,可以充分认清我国建筑的发展水平,提高人们的工作与居住环境,实现各方面能源的节约。相信在建筑人的不断努力之下,建筑节能工作一定会取得更好的发展。
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