王亮
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摘要:随着我国城镇化脚步的推进,我国的建筑行业蓬勃发展,一栋栋高楼大厦拔地而起,所需的建筑原料及耗用能源较多,且实际建设期间能源利用率不高,因此建筑设计时要改变以往能源耗用严重的情况,一方面提升能源的利用率,另一方面深入探究新能源,使得我国能源缺口压力减轻,推动我国经济的可持续性发展。
关键词:建筑节能;建筑设计;新能源
引言
我国经济高速发展的同时,城市化进程越来越快,我国居民的收入也有了明显的提升,人们的需求也有了很大的改变,建筑物、汽车等大类消费品的需求呈井喷式上升,使得我国汽车行业和房地产领域发展迅速。这样的背景下,建筑行业有了长足的发展,但是我们必须看到建筑作为一个能源耗用较高的行业,当前我国能源缺口大,为了将节能和可持续发展落到实处,需要改变以往建筑设计的思路及设计模式,提升资源的利用率。
1 建筑资源使用状况
经济蓬勃发展使得能源的需求量急速上升,虽然我国在建筑节能方面有了一定的进展,可是整体来看,建筑能源需求形势仍然十分严峻,这是因为建筑领域使用的能源多为不可再生资源,非科学开采及利用率不高是建筑资源缺口大的一个主要因素。很多高耗能建筑成为了建筑节能急需解决的问题,同时很多的建筑并不符合节能标准。当前,我国建筑行业耗能约占全国耗能的25%,我国建筑耗能多用于北方采暖、空调、热水及照明灯。从有关数据可知,建筑耗用的钢材约占我国钢材产量的20%,水泥耗用量约占我国水泥产量的20%,从这里可以看出,减少建筑能源耗用对于我国建筑节能有着重要意义。
人们随意的耗用建筑资源,对于建筑排放也未作妥善处理,使得建筑资源利用期间造成污染、有害物质或是有害气体,给环境带来了不利的影响,耗能且污染了环境。
另外,人们建筑设计期间,更为看中建筑的舒适和美观,却没有意识到建筑节能的重要性,没有科学设计建筑照明、通风等,这样一来建筑的电能耗用偏大,加上建设工艺和技术的影响,当前建筑设计领域,太阳能、风能等新能源运用并不广泛,利用率也有待提升。
2 建筑设计中新能源运用的重要意义
⑴建筑设计新能源的运用,可以确保人们对房屋质量要求的落实。如今,人们生活有了明显的提升,对于居住环境有了更高的要求,人们希望居住于更为舒适、美观且环保的环境里,所以建筑设计中加大新能源的研发及应用能够确保人们对房屋质量要求的落实。⑵建筑设计新能源的运用,能够促使环保和可持续发展工作的落实。因为以往能源使用多是以燃烧的模式来进行,燃烧期间会有很多的气体、粉尘,给空气和水资源带来不利影响,进而影响到人们的生产生活环境,对人们的身体健康造成负面作用。同时,以往用到的能源多为不可再生资源,虽说我国的煤、石油、天然气等能源储存量较多,但这些能源为不可再生的资源,使得能源终有一天会使用殆尽,所以,建筑设计中加大新能源的研发及应用,能够促使环保和可持续发展工作的落实。⑶建筑设计新能源的运用,是我国经济发展的需要。新能源资源丰富,多为可再生资源,不必担心能源枯竭的情况发生,且这类资源对环境负面影响小、分布较为广泛,市场前景可观。能源对于我国经济而言是极其重要的物质资源,加大新能源的研发及应用,既能够减缓能源紧缺的情况,也能促进经济的良性发展。
3 技能建筑设计的准则
3.1 宜居环保准则
建筑节能设计是在满足居住者要求的基础上,让用户得到生理及心理的满足。以往建筑都是设计人员依靠丰富的想象力完成设计,设计期间没有将用户的需求纳入考量范围,而这正是绿色建筑和以往建筑最大的区别。绿色建筑,并非是拥有绿化、花园的建筑,而是指建筑是环保的,在科学利用周遭自然环境的基础上,满足当地的生态平衡的前提下,建设完成的建筑物。建筑全寿命周期内,尽可能的减少资源的浪费,降低污染,更好的保护环境,优化室内环境,提升建筑的适宜度,且加入更多的环保措施,有效减少环境污染。
3.2 灵活多变准则
建筑设计也需要符合时代的需求,要有市场的敏锐度,切实满足用户的要求。从实际出发,将个性化的需求和社会发展相结合。比如根据年轻人的需要,可以设计单户型户型,而根据现在二胎三胎家庭的实际需求,也可以设计四房两厅或五房两厅型户型。
3.3 节能准则
想要满足这一准则的要求,要从节能和环保方面入手。所谓节能,建筑设计时需要减少不可再生资源的使用,多选用环保或者可再生资源。环保则是需要建设期间尽可能挑选无污染、易分解的材料,提高能源回收再利用的概率,减少环境污染。对于绿色节能施工技术和工艺也要优先考虑。
4 提高建筑设计节能性能的相关措施
4.1 进行科学的规划设计与建筑外型设计
最近几年,全球各地的生态环境都呈现出不断恶化的趋势,而为了达到环保、绿色的目的,在建筑设计中,设计人员必须更加关注建筑物规划的科学性,并为建筑物设计合理的外型,在设计的过程中,必须要与建筑区域的日照、朝向、体型等相结合,以确保该建筑能够与区域内的气候、地形等条件相适应。例如,蒙古草原上人们往往选择帐篷包作为居住建筑类型,帐篷包圆形的形态能够提升建筑物对风沙的抵御能力,在扩大使用空间的同时,也能起到一定的防寒保暖效果。
而在沿海地区,由于距离海洋比较近,建筑物容易受到潮湿空气的影响,所以在对建筑物进行设计的过程中,就必须充分考虑建筑朝向的合理性,并且还应该通过建筑阳面和阴面形成的气压差异构建良好的通风效果,从而起到一定的防潮、节能作用。
4.2 做好建筑遮阳设计
在不同的建筑设计中,可以采用不同种类的遮阳系统以达到遮阳取阴的效果。较为常用的遮阳形式主要有以下三种类型:其一,水平式。这种遮阳设计能够提高遮挡的范围,对于朝南的窗户较为适用。其二,垂直式。这种遮阳设计可以遮挡从窗户两侧斜射的阳光,较适合用于朝向东北或者西北的窗户。其三,综合式。这种遮阳设计主要是针对中等高度角而言的,可以遮挡从窗户上方或两侧斜射的阳光,较适合用于朝向西南或者东南的窗户。此外,在建筑设计中,还可以采用百叶窗、遮光窗帘等遮阳系统对阳光进行遮挡,这些设计在白天能够有效遮挡阳光,晚上还可以开窗散热,能够对建筑内部环境进行较为灵活的调节,有效节约能源,实用性也比较强。
4.3 加强墙体节能措施
针对建筑物墙体实施的节能措施主要包括以下三个方面的内容:其一,可在外墙使用具有突出隔热性和保温性的材料。其二,可以利用保温材料,使其与墙体构成内含保温夹层的复合型墙体。其三,除了对墙体内部进行改良,还可以在墙体外部增设保温层,这样既可以对墙体进行保护,也可以改善墙体的隔热性能。一般而言,在建筑施工中,挤塑板、保温砂浆和加气混凝土砌块都是墙体中较为常用的隔热材料类型。
4.4 提高建筑物门窗的保温性能
选用塑钢、塑料作为门窗设计的材料,能够有效提升建筑物门窗的保温性能,也可以将聚苯乙烯板或岩棉板作为填充材料对门窗内部进行填充,从而起到更明显的保温隔热效果。此外,还可安装保温性能良好的镀膜玻璃、多层玻璃或者中空玻璃,应尽量避免使用窗芯、小窗,减少可开启窗户的设置数量,并适当增加可固定窗户的数量和面积。
4.5 建筑周围的绿化设计
绿化设计在建筑项目设计里是极为重要的部分。绿化可以明显提升居住环境,调节建筑周遭环境。以技术办法,打造更好的外部环境,让其和内部环境联动,能够明显减少建筑的耗能。建筑所在地绿化设计环节,需选择适宜建筑所在地环境的绿植,合理把控建设成本的基础上,还可以引入水环境,既能促进生态平衡,也能起到净化空气的作用。此外,乔木的栽种还需要依据当地冬夏两季阳光照射状况来决定,冬季保证建筑阳光充分,夏季可以为建筑遮阳。
建筑绿化设计时不要将目光都放在平面,还要依据建筑实际状况拓展立体绿化,加大外墙、阳台、顶部绿化建设,提高建筑的绿植覆盖率。这样的居住环境能够起到冬季保暖、夏季隔热的效果,提升了建筑的节能效果。
三、建筑设计中的新能源利用
1、太阳能技术
在建筑物中利用太阳能技术,能够减少能耗,不过太阳能技术的利用也有一定的局限性,象云南等地阳光充足运用太阳能来发电、加热、制冷等,这个就比较方便,不过对于阳光不充足的地方就达不到很好的发电、加热、制冷效果。象我们经常所说的太阳能热水器、太阳房等,就需要用到太阳能技术。
2、风能技术
风力发电就是一种风能技术,其主要原理是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。风力发电机主要由风轮、机舱,还有塔杆这三部分组成。风力发电机的类型有大型风力发电机和小型风力发电机。大型风力发电机其综合控制系统强大,能够确保运行过程的安全可靠,能够获取最大能量,风力质量好。而小型风力发电机的发电系统效率较高,其组成部分也较为简单,包括机头、转体、尾翼、叶片这四个部分。
3、节能材料
节能材料也是新能源的一种,在绿色建筑中也占有重要地位。就像当下比较常见的新型墙体材料,就有很多种节能型墙体,比如加气混凝土外墙,加气混凝土产品包括粉煤灰加气和砂加气,这类产品的特征是导热系数小,比传统的粘土砖墙体材料,其导热系数约为29%,具有更好的保温节能性能。此外,夹心复合外墙,也具有良好的节能保温效果,其墙体分为沉重和保护两部分,中间留有20~50mm的空隙,可以填充炉渣、膨胀珍珠岩等,也可以不填充材料。
结束语
新能源效用佳且环保性好,多为可再生资源,这些优点使得新能源市场前景广阔,有深入研究及推广的必要性,运用在建筑设计期间。为实现建筑节能工作落实,深入探究运用新能源,需要加大新能源运用的广度和深度。新能源的开发利用既能明显降低建筑行业资源紧缺的情况,还能够降低能源对环境的污染,促使可持续发展工作的落实,因此,我们需要加大新能源开发利用的力度,开拓更多的用于建筑行业的新能源,促使建筑行业健康良性发展。
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