陕西丰宇设计工程有限公司 陕西西安 710065
摘要：本文从加强采光适应能力、增强结构通风、资源转化和能源替代等方面阐述了低能耗建筑的优化方案，并对其与生态环保之间的关系进行分析，以期为相关人员提供参考。
关键词：低能耗建筑；优化设计；生态环保
引言：目前，我国对环境保护和可持续发展大力倡导，该倡导在社会的诸多方面也已经得到初步落实。在此背景下，低能耗建筑得到发展。其主要采用可再生资源为日常需要提供能量，或者通过技术手段增加能量利用率，减少不必要的消耗。
在环境急需治理的现代社会，低能耗建筑的优化应该提上日程。
1低能耗建筑优化设计方案
1.1加强采光适应能力
低能耗建筑通过利用可再生资源实现对室内的温度、通风、光照等进行调节，使室内环境更加符合居住条件。高层建筑物的光照强度较大，对工作和生活带来一定困扰，为此可以通过安装光向导射设备改变或减弱太阳光照射路径和强度。该设备的作用原理为光的反射和折射，借助此原理可以将高处阳光经过反射传输到低层建筑处，减少上层建筑光照的同时增加低层建筑的光照，有效解决了高大建筑的采光问题。由于受到地理条件和施工的限制，多数高层建筑物之间的空间范围未能达到实际需求，导致光照无法满足要求，此时仅依靠单个光向导射设备无法实现光线的有效调节，为此可以在恰当的位置增加设备数量，形成二次折射，通过对设备进行适当调整可以增加折射减少反射，使下层住户感受到充足的光线；此外，由于经过设备处理的光线强度有所减弱，因此更加适宜人眼。光向导射设备除了能够改变光路和光强度以外，还可以储存阳光，一旦出现阴雨天气光照大量减少时，该设备能够及时将储存的光能量释放出来，补充光照，满足需要。通过采用低能耗技术可以提高阳光的利用率，改善光照条件，节约电能。
1.2增强结构通风
对当地的地理、自然条件进行分析，综合建筑物之间的间隔距离和建筑物方向设置可以实现对建筑物结构的通风设计。在充分考虑建筑物之间距离的基础上，低层建筑物能够对风产生一定的阻挡作用，同时形成小范围的侧流，当距离达到要求时就会形成风向的合流，持续不断地对下层建筑提供通风。在不同风向条件下，建筑物之间会产生不同的风向流动：当风向入射角为零时，建筑物之间形成回流风，风会以循环的方式来回流动；当入射角为30°时，建筑物之间风向呈单向，风会以一定角度进行流动；当入射角为60°时，建筑物之间的风向呈现单向层状分布，此时前排建筑物形成循环风，再以折射的方式传输到后排建筑物处，依次类推实现在整个楼群中的流动[1]。通过采用低能耗建筑物的风向设计方案，综合考虑到季节对于风向的影响，可以对建筑物的方向进行科学调整，达到冬暖夏凉的效果，减少了对于空调的使用，对节约能源产生重要作用。
1.3资源转化和能源替代
传统的资源使用主要是对不可再生资源的消耗，通过低能耗建筑的优化设计可以将可再生资源加以利用。目前，我国建筑方面的能源消耗主要存在于室内的温度调节，因此设计的核心应该围绕采暖和制冷两方面展开。在采暖方面，可以通过物理手段运用保温性能较好的材料作为墙体的补充，以最大程度地减少室内热量的散失，同时降低外部冷空气对于室内的影响，起到取暖效果；在制冷方面，根据阳光照射强度增加挡光设备，减少阳光照射，使温度有所下降，减少对于制冷设备的依赖。
地处平原地带的西北部风沙较大，为此可以借助该特点将风能加以利用，可大量建立风能发电站，实现风能向电能的转化，减少了不可再生能源的消耗。将太阳能电池板应用于家庭或企业的供电或供暖方面，借助太阳光极大的能量和沿着直线传播的特点，适当调整电池板方向获取更多的太阳能；此外还可通过电池板的储能作用，在停电时实现电能的供应，以减少因停电带来的不便和损失。
1.4优化照明系统
在整个建筑工程中，照明系统占据着重要的地位，因此应该采取有效的措施降低能耗。
首先需要对照明系统进行分类，通过类别的选择达到最佳适应性，有利于能耗的减少；同时，应根据应用区域的面积选择合适的照明器材，做到物尽其用，以免造成不必要的资源浪费。
其次，关注最新的研究进展，选购具有较好节能性的灯具，比如LED灯，其能够将电能直接转化为光能，减少能量损耗，运用电子从高能级向低能级跃迁释放大量能量的原理使之具有更强的亮度，而且价格较低，寿命较长。
最后，有效利用天然光，借助反射或折射等原理采用某些设备将太阳光引入室内，加强亮度，减少电子照明系统的使用，节能而环保。
1.5减少动力系统能耗
现在的建筑物楼层普遍较高，有的甚至达到几十层，因此电梯的使用必不可少，同时，高楼层的电梯使用也将产生大量的能量消耗。为了减少能耗，可以将电梯驱动技术加以应用，以此增加电能的转化效率，减少能源浪费；此外通过技术创新加强对电梯控制系统的优化，减少不必要的运行，例如现在的自动扶梯采用感应技术，当没有人使用时电梯会自动停止，一旦有人使用，电梯感受到压力时便会自动运行，在很大程度上减少能源的消耗，起到节能环保的作用。
水泵和风机是动力系统中对电能消耗较大的设备，因此需要采用节能型电动机进行驱动。其中，开关磁阻电动机的转子运行过程中无绕阻现象发生，因此可以减少电能向热能的转化，提高电能向动能的转化率，增强电动机性能，降低能耗。除此以外，变频设备的使用可以根据实际情况调节运行频率，有用功增加，减少能量消耗。
2低能耗建筑优化与生态环保的关系
2.1节约能源
一方面，低能耗建筑物在能源利用上主要采用可再生能源，如光能、水能、风能等，此类能源在自然界中分布较广，使用后还可以再生。通过对可再生能源进行运用可以减少不可再生能源如石油、煤炭等的开采和使用，为地球减少了负担，同时也有效降低了自然灾害发生的风险。另一方面，通过采用最新技术，可以有效减少不必要的能源浪费，比如节能灯、电梯感应系统的使用等，对节约能源起到重要的作用。
2.2改善环境
传统的能源在燃烧时会产生大量的二氧化碳或氮氧化合物等，造成了温室效应的产生和空气污染。而低能耗建筑提倡采用清洁能源，如风能、水能等，其在能量利用与转化过程中不会产生有害物质；同时通过对太阳光的导向作用，减少了光污染，使之成为人类所利用的能源，在环境改善方面意义明显。
2.3倡导环保
低能耗建筑优化存在着技术不成熟、材料供应不足等问题，大力鼓励低能耗建筑优化能够促使相关科研人员加强研究，创新科技，寻找或研制更多传统材料的替代品。比如LED灯的研发会朝着更加低能耗的方向发展，太阳能电池板也会提升对光的利用率等[2]。相关材料或设备的创新和进步就是对社会环保的倡导，在认识上有所提升。
结论：低能耗建筑对于节约能源、改善环境、提升社会认识等方面都显示出重要的价值。在低能耗建筑的设计和优化中应该全方面进行考虑，采取科学的技术手段实现光能、电能等的最大化利用，在通风、采暖、制冷等方面给人类提供更加舒适的工作和生活环境。希望相关技术能够进一步创新和发展，在未来社会有望实现低能耗建筑的普及。
参考文献：
[1]王玮璐.被动式超低能耗建筑优化设计研究[J].建材与装饰，2019，563（02）：131-132.
[2]姜帆.浅谈被动式超低能耗建筑优化设计[J].低碳世界，2019，009（008）：172-173.