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摘 要：現在由于我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，城市中能源的使用也隨著(zhù)增加，所以人們對建筑節能也越來(lái)越關(guān)注。當前我國的建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%，建筑節能已刻不容緩，深入持久地開(kāi)展建筑節能意義十分重大。所以本文簡(jiǎn)述了我國建筑節能的現狀及能源的構成，根據構成的內容優(yōu)化建筑設計，并且控制能的消耗。
關(guān)鍵詞：建筑設計、節能、能源
0 引言
隨著(zhù)我國建筑業(yè)的高速發(fā)展，我國的建筑能耗逐年大幅度上升，已達全社會(huì )能源消耗量的32% ，加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%，建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現有建筑面積為400多億平方米，且每年新建建筑近20億平方米，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續執行節能水平較低的設計標準，將留下很重的能耗負擔和治理困難。因此建筑行業(yè)全面節能勢在必行，建筑的節能首先應為設計者重視。
1 建筑節能的現狀及能耗構成
1.1 建筑節能現狀
目前，我國正處于建筑業(yè)發(fā)展的鼎盛時(shí)期。由于建設工程量大，在建筑工程上的支出也隨之日益飆升。在2010年，中國向新建筑項目以投入逾1萬(wàn)億美元，并首次超越美國，成為全球頭號建筑大國。一份最新報告預測，到2020年，中國將占到全球建筑業(yè)的五分之一，高于目前的14%。
我國既有建筑達400多億平方米，同時(shí)，每年新建16到20億平方米；然而，我國建筑95%以上是高耗能建筑。和我們氣候條件相近的發(fā)達國家相比，我國建筑采暖耗熱量，外墻大體上為4~5倍，屋頂為2.5~5.5倍，外窗為1.5~2.2倍，門(mén)窗透氣性為3~6倍，總耗能是他們的3~4倍。如果達到同樣的室內舒適度，單位建筑面積能耗是這些國家的2~3倍。
1.2 建筑能耗的構成
建筑能耗的構成包括使用過(guò)程的能耗與建造過(guò)程的能耗，建造過(guò)程的能耗是指建筑材料、建筑構配件、建筑設備的生產(chǎn)和運輸，以及建筑施工和安裝中的能耗；使用過(guò)程的能耗是指建筑在采暖、通風(fēng)、空調、照明、家用電器和熱水供應中的能耗。一般情況下，日常使用能耗與建造能耗之比約為8:2~9:1?？梢?jiàn)，使用過(guò)程能耗是以采暖和空調能耗為主，故應將采暖和降溫能耗作為建筑節能的重點(diǎn)。
2 優(yōu)化建筑設計控制能耗
控制建筑能耗涉及多方面內容，是一個(gè)系統工程。通過(guò)上述分析可見(jiàn)，把握好建筑設計這一環(huán)節能有效地節約能耗，為建筑節
能起到良好的效果。因此，重視和研究建筑物的節能設計問(wèn)題已成為建筑節能的當務(wù)之急。
2.1 建筑規劃設計層面
節能規劃設計就是分析構成氣候的決定因素——輻射因素、大氣環(huán)流因素和地理因素的有利及不利影響，通過(guò)建筑的規劃布局對上述因素進(jìn)行充分利用、改造，如充分重視和利用太陽(yáng)能、冬季主導風(fēng)向、地形和地貌，確定建筑的朝向、間距和景觀(guān)綠化配置，利用多種自然因素，以?xún)?yōu)化建筑的微氣候環(huán)境，從而有利于節能。如在朝向因素方面，應考慮冬季應有適量的陽(yáng)光射入室內，避免冷風(fēng)吹襲；夏天則盡量減少太陽(yáng)直射室內及外墻面，有良好的通風(fēng)?？梢?jiàn)，從節能和熱環(huán)境考慮，建筑物以南北向或接近南北向為好，避免東西向，若不能都為南北向，主要房間宜設在冬季背風(fēng)和朝陽(yáng)的部位，減少?lài)o結構的散熱量。合理確定建筑間距，使建筑南墻的太陽(yáng)輻射面積在整個(gè)采暖季節中不因其他建筑的遮擋而減少，同時(shí)也最大程度地節約用地。再如通過(guò)合理地規劃景觀(guān)綠化，適當地安排樹(shù)木花草，既能起到美化作用，也是建筑節能的一項技術(shù)措施。所種植的樹(shù)木，應該選擇長(cháng)得較高、枝葉伸展較寬，夏日茂盛、冬天落葉的喬木，以便夏季利用樹(shù)木、爬藤遮擋陽(yáng)光直灑，利用蒸騰作用降低環(huán)境溫度，節約空調能耗，到了冬天樹(shù)木落葉后又可讓陽(yáng)光照進(jìn)室內。國外有的建筑在南面設游泳池，夏季可使周?chē)諝鉂駶櫅鏊?；到了冬季，水面將?yáng)光反射至建筑物，可獲得更多太陽(yáng)能。
另外規劃也還要關(guān)心設備和電氣的問(wèn)題，這與節能問(wèn)題也有密切關(guān)系。負荷中心在什么地方，動(dòng)力中心、機房、變配電室在什么地方，線(xiàn)路損耗到底多少，整個(gè)外部管線(xiàn)走向和系統是否合理，容量是否科學(xué)，都非常關(guān)鍵。建筑設計總把冷凍機、熱力、變配電等設施放在邊邊角角的地方，但是多了幾米、幾十米，線(xiàn)路損耗就會(huì )相差很多。據統計，一般電能傳輸過(guò)程當中的損耗在10%～20%左右，配電過(guò)程中變壓器損耗超過(guò)60%。所以管線(xiàn)、管網(wǎng)的布置和走向的規劃相當重要。
2.2 建筑單體設計層面
在建筑單體設計中，應該從與建筑節能關(guān)系密切的建筑平面設計與組合、窗墻比、建筑體型、建筑體量、各圍護結構、建筑外遮陽(yáng)諸多方面進(jìn)行考慮，設計出符合新節能標準要求的節能建筑（建筑物總能耗不高于當地節能規范標準），其重點(diǎn)是各圍護結構節能指標的滿(mǎn)足。
如適當控制建筑體形系數，即建筑物外表面積與其所包圍的體積之比，減少建筑面寬，加大進(jìn)深或增加組合體，建筑外形選用長(cháng)條型，而體型復雜，凹凸面過(guò)多的塔式住宅對節能不利。應重視造型規整，如住宅應盡量采用多單元的“一”字型，特別是采暖住宅建設應增加層數，避免建造單元太少，特別是點(diǎn)式平面的低層住宅?，F行住宅多為北入口、北樓梯，目的在于減少北側房間。但是，對于多數城市來(lái)說(shuō)，冬季主要風(fēng)向是北風(fēng)，造成入口的冷風(fēng)侵入量太大，加大了住宅的采暖能耗。因此，寒冷地區多層住宅不應采用開(kāi)敞式樓梯間，入口處設置門(mén)斗或采取其他避風(fēng)措施，減少散熱。
另外，要重視屋檐、挑檐、遮陽(yáng)板、窗簾、百葉窗等構造措施，對于調節日照、節省能源是十分有效的。尤其是玻璃幕墻建筑，一般的玻璃不節能，但是LOW-E、真空是有節能效應的，所以當前的節能標準并不是完全否定玻璃幕墻，而是規定了幕墻的傳熱系數，這樣更科學(xué)合理一些。在圍護結構構造處理上，采用各種高效保溫的節能材料。在建筑物外圍護結構中，墻體所占的面積最大，冬季通過(guò)外墻散失的熱能約為總耗熱量的22%，屋頂散熱量約為9%。因此，搞好外墻和屋頂的保溫設計十分重要。采用各種新型保溫材料形成多樣化的高效節能經(jīng)濟的新型圍護體系，可以減小散熱量，提高保溫性能，實(shí)現節能的要求。從墻體節能來(lái)看，有復合外墻和單一外墻材料兩大類(lèi)，復合外墻又包括內保溫復合外墻、保溫材料夾芯復合外墻和外保溫復合外墻三類(lèi)。單一材料外墻包括加氣混凝土外墻、空心磚外墻、空心砌塊外墻等。從屋面節能來(lái)看，有高效保溫材料建造的屋面和結構與保溫合一的復合節能屋面板兩大類(lèi)。采用保溫材料屋面，不宜選用密度大，導熱系數較高、吸水率大的保溫材料。工程上用膨脹型泡沫聚苯板、上鋪防水層的正鋪法為多，也有采用倒鋪法，使防水層不直接受日光暴曬，以延緩老化，但聚苯板應采用擠出法生產(chǎn)的閉孔型，不與屋面黏結，上用壓塊固定。此外，南方地區在屋頂上設置隔熱架空層，也是減少能耗的一個(gè)重要構造措施。除外圍護結構外，還應重視內部結構的節能，如對蓄熱量大的鋼筋混凝土柱、梁和樓板以及“冷橋”部位采用保溫材料保護，既能減少熱量的流失，也能很好地隔聲、隔噪，使節能效果更加明顯。外門(mén)窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，其能耗散失約占建筑總能耗散失的50%以上，所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀(guān)景要求的條件下，盡量減小外門(mén)窗洞口的面積，《民用建筑節能設計標準》JGJ26對不同朝向的窗墻面積比作了嚴格的規定，規定指出“北向、東向和西向、南向的窗墻面積比不應超過(guò)20％、30％、35％”；提高窗戶(hù)的氣密性，減少冷風(fēng)滲透，如設置泡沫塑料密封條、彈性松軟輕型材料、彈性密閉性材料等，使用新型的密閉性能良好的門(mén)窗材料，以及選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃和中空玻璃等等，提高窗戶(hù)本身的保溫性能，減少窗戶(hù)本身的傳熱量。
2.3 建筑設備設計層面
建筑設備設計內容包括建筑電氣、供暖、通風(fēng)、空調、消防、給排水、樓宇自動(dòng)化設計等。建筑電氣設計中，照明系統、動(dòng)力系統、供配電系統是建筑物用電最主要的三大塊。照明系統的節能措施主要有：選擇相對高效的光源、選擇合理的照明方式和合理的控制方式；動(dòng)力系統的節能措施主要有：根據電動(dòng)機的不同負荷特征來(lái)選擇使用型號、積極選用高效率的電動(dòng)機和改進(jìn)電動(dòng)機的控制方式，提高其在運行過(guò)程中的效率。配電系統的節能主要措施有：慎重選用供電電壓、選用簡(jiǎn)單的供配電系統、選擇合理的變壓器容量、電纜電線(xiàn)的截面是否符合電流密度以及把握整體功率等。給排水設計中，合理利用市政管網(wǎng)余壓，采用變頻的供水設備；合理設計熱水供應系統，盡可能利用太陽(yáng)能作為熱源；推廣使用節水器材、器具，禁用淘汰產(chǎn)品，減少用水量及加壓能耗以及雨水收集和綜合利用等措施來(lái)實(shí)現節能。采暖供熱系統設計中應選用節能產(chǎn)品，合理設計熱負荷及房間散熱器面積。熱力站的設計應選用結構緊湊、傳熱系數高、自動(dòng)脫垢或易于除垢以及使用壽命長(cháng)的換熱器。熱力站應設置調節裝置，為量化管理創(chuàng )造必要條件。鍋爐、鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、除塵器等設備的選用應符合節能標準。設計熱水管網(wǎng)時(shí)應選取經(jīng)濟合理的敷設方式，其供熱管道的保溫應符合國家標準《設備和管道保溫設計導則》GB8175。
3 結 語(yǔ)
建筑節能作為一個(gè)系統工程，涉及到設計、技術(shù)、材料、施工等多方面的問(wèn)題。通過(guò)以上分析可見(jiàn)，把好設計關(guān)、精心設計、優(yōu)化設計是取得建筑節能效果的重要環(huán)節。作為建筑設計的技術(shù)人員，必須以改變高能耗的建筑設計現狀為己任，各專(zhuān)業(yè)除了在自己設計領(lǐng)域中努力探索建筑節能方法外，還必須與其他專(zhuān)業(yè)通力協(xié)作，相互支持、配合，創(chuàng )作既符合建筑學(xué)原理，又符合節能原則的優(yōu)秀建筑。
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