建筑設計、施工與建筑節(jié)能關系探析講述

1、建筑設計、施工與建筑節(jié)能關系探析 作者： 身份證號：摘要：建筑節(jié)能，在發(fā)達國家最初為減少建筑中能量的散失，普遍稱為“提高建筑中的能源利用率”，在保證提高建筑舒適性的條件下，合理使用能源，不斷提高能源利用效率。建筑節(jié)能現在來看是建筑業(yè)發(fā)展的全新方向，同時也是我國建筑業(yè)取得突破的關鍵點，綜合來看，我國現在建筑節(jié)能意識不夠，還不能夠達到很好的節(jié)能標準。同時在建筑節(jié)能方面要充分的考慮建筑施工過程中的能源消耗，做好建筑材料的選擇和建筑施工的組織。同時還要充分的考慮建筑在使用過程中的能源消耗，主要是做好建筑物的溫度調節(jié)方面的節(jié)能設計。主要是依靠科學的手段對建筑的布局進行合理設計，幫助其進行溫度調節(jié)和通風設

2、計。其次是在建筑的材料選擇方面還要盡可能的選擇絕熱節(jié)能材料，讓建筑在運行的過程中能夠自身的實現冬暖夏涼。同時還要善于利用可再生能源，將其最大限度的開發(fā)和利用，減少城市熱島現象和降低不可再生能源的消耗。建筑節(jié)能主要是減少不可再生能源的消耗和減少熱量的產生。關鍵詞：建筑、能耗、節(jié)能設計。建筑節(jié)能具體指在建筑物的規(guī)劃、設計、新建(改建、擴建)、改造和使用過程中，執(zhí)行節(jié)能標準，采用節(jié)能型的技術、工藝、設備、材料和產品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷制熱系統(tǒng)效率，加強建筑物用能系統(tǒng)的運行管理，利用可再生能源。一、 建筑節(jié)能的含義 建筑節(jié)能主要包括節(jié)能建筑和建筑過程中的節(jié)能施工。其中節(jié)能建筑就是在使

3、用的過程中產生低能耗的建筑，主要是在使用的過程中建筑的采暖、通風、空調、照明、家用電器、電梯等方面都比較節(jié)能的建筑。節(jié)能建筑的另一種稱呼就是綠色環(huán)保建筑。還有的節(jié)能建筑采用的是可再生資源來進行驅動或者清潔能源進行驅動，進而使得在使用的過程中從總體上產生節(jié)能效果。但是比較容易混淆的是有些建筑在使用的過程中趨勢比較節(jié)能，但是在之后的環(huán)境維護上將耗費更多的能源，這些建筑不屬于節(jié)能建筑。技 能施工就是在建筑的建造過程中的能效降低，包括建筑材料、建筑構配件、建筑設備的生產和運輸以及建筑施工和安裝中的低能耗。主要是通過建筑的規(guī)劃、建造工藝、建造設備的改進、技能材料的應用、執(zhí)行節(jié)能標準等方法來實現的建筑過程

4、。建筑節(jié)能的含義要包括以上的兩個范疇的才算是建筑節(jié)能。在很多國家建筑節(jié)能的含義會更加廣泛， 也可能包括原有建筑的節(jié)能改造和升級。 二、建筑節(jié)能的實現方法 建筑節(jié)能的首要方法就是進行合理的建筑設計，主要是從材料方面使用節(jié)能建筑材料包括節(jié)能節(jié)材的墻體材料、節(jié)能絕熱材料、能裝修裝飾材料等。這些材料既要節(jié)能還要綠色環(huán)保。其次是在建造的過程中采用節(jié)能施工工藝，其中包括外墻節(jié)能施工工藝、 屋面節(jié)能施工工藝、塑窗節(jié)能施工工藝、混凝土澆筑工藝等。然后的方法就是在建筑施工的過程中盡可能的選用節(jié)能設備，主要就是進行合理設計各類耗能設備，將建筑設備適當、合理地降低設計參數，建筑設備規(guī)模要合理，建筑設備設計應綜合考慮

5、建筑和環(huán)境，建設能源管理系統(tǒng)自動化。同時在建筑物的空調方式及設備的選擇上，應根據當地資源情況，充分考慮節(jié)能、環(huán)保、合理等因素，通過經濟技術性分析后確定。此外在建筑運行的情況下要采用新能源，在節(jié)約能源、保護環(huán)境方面，新能源的利用起至關重要的作用。新能源通常指非常規(guī)的可再生能源，包括有太陽能、地熱能、風能、生物質能等。三、 建筑節(jié)能的現實意義 現在人類的發(fā)展已經進入了一個嶄新的紀元，信息時代的發(fā)展和技術進步給人類的生產力帶來了巨大的推進。一方面人類實現了生產全自動化，生產效率在現有技術的可能上得到了最大的提升，這樣就造成了能源消耗速度的過快。另一方面，人類正在追求著越來越高的生活水平，這樣就帶來了

6、生產的最大化，在巨大的利益驅使之下人們開始越來越多的生產?，F在全球溫室效應越來越嚴重，已經嚴重的威脅了人類的安全。尤其是近些年我國的發(fā)展速度很快，現在我國出現了霧霾和城市熱島等現象，正在嚴重的影響人們的生活。同時現在我國石油、煤炭等能源的價格正在不斷的上升，進而帶來了節(jié)能的需要。現在我國的建筑面積越來越大，在建筑的過程中的能源消耗和在建筑的使用過程中造成的能源消耗越來越大，給城市的居住環(huán)境和環(huán)境帶來了巨大的壓力。 四、 建筑節(jié)能在我國的現狀 我國是世界上最大的發(fā)展中國家，同時建筑業(yè)正在逐漸的成為我國的支柱性產業(yè)之一，是一個建筑大國?，F在我國每年新建房屋面積高達十七到十八億平方米，超過所有發(fā)達國

7、家每年建成建筑面積的總和。隨著全面建設小康社會的逐步推進，建設事業(yè)迅猛發(fā)展，建筑能耗迅速增長。我國既有的近四百億平方米建筑，但是節(jié)能建筑的比例只占據了不到百分之一。其余的不管事從建筑的運作和建筑的施工方面考慮，建筑的單位平均耗能都要遠高于想同緯度的發(fā)達國家的建筑能耗的兩倍到三倍。此外我國建筑對環(huán)境 造成的壓力也非常大，我國每年新建建筑使用的實心粘土磚，毀掉十二萬畝農田。物資消耗水平與發(fā)達國家相比，平均單位建筑鋼材消耗高于同緯度發(fā)達國家單位建筑鋼材消耗的百分之十五，每立方米混凝土多用水泥八十公斤，但是我國建筑的污水回收率僅僅是發(fā)達國家的百分之二十。目前，我國建筑用能浪費極其嚴重，而且建筑能耗增長

8、的速度遠遠超過我國能源生產可能增長的速度，如果聽任這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去，國家的能源生產勢必難以長期支撐此種浪費型需求，從而不得不被迫組織大規(guī)模的舊房節(jié)能改造，這將要耗費更多的人力物力。五、住宅的總體規(guī)劃應與單體建筑相協(xié)調,充分考慮各種宏觀因素(如地區(qū)、朝向、方位、建筑布局、地形地勢等)對單體布局的影響,充分利用所在地區(qū)的天然熱源、風源等來實現每一棟住宅建筑單體夏季都有充足的迎風面,冬季都有充足的日照,以滿足采暖、通風與采光的要求。建筑節(jié)能總體上分為兩個部分，主要包括建設階段的節(jié)能和使用階段的節(jié)能。建設階段的節(jié)能主要采用了對建筑進行科學設計、在建造建筑中采用新型的節(jié)能建筑材料和先進的節(jié)能施

9、工工藝；并且在使用階段的節(jié)能采用各類節(jié)能設備、新型能源的采用、良好的節(jié)能行為習慣等方式達到節(jié)能的效果。綜合分析，可以將建筑節(jié)能分為以下幾個方面： （一）進行合理的建筑設計 在設計過程中要充分的考慮了附近的自然環(huán)境特點。在建筑的主要通風面與自然環(huán)境結合，進行科學的分析，最大限度利用自然風來調節(jié)小區(qū)內的微氣候。湖泊對與小區(qū)內部的水環(huán)境和生態(tài)駁岸相連通，最大限度的增強水體自我凈化能力，基本上杜絕了水體凈化的耗能。同時建筑和合理排布能夠充分的促進樓房之間的空氣流通，結合著湖泊對氣溫的穩(wěn)定作用，實現了冬暖夏涼的氣溫調節(jié)，節(jié)約了溫度調節(jié)所需要的能量。同時在小區(qū)內部結合著整體環(huán)境，種植植物既能夠調節(jié)小氣候又

10、能夠調節(jié)在一定程度上保護駁岸,同時有的植物還能夠驅蟲避蚊，進一步的減少建筑使用過程中的能源消耗。在建筑的整體布局方面，針對不同建筑的不同位置，結合了整體地理環(huán)境，用科學分析計算軟件模擬了不同風向和主要風向的空氣流動方向。按照這個模擬在設計之初就對建筑物的高矮、布局進行了科學的優(yōu)化，進而在設計和規(guī)劃中將科學的方法與經驗方法結合起來進行應用，會取得非常不錯的效果，能夠在很大程度上增強舒適度和降低能耗。在每一個建筑的設計的過程中，需結合了不同建筑的具體分布位置和特點，對其進行結構優(yōu)化，力求用最少的材料起到最大限度的堅固、抗震效果，從結構設計方面降低能耗。1、住宅平面的建筑節(jié)能設計住宅平面設計中首要問

11、題是確定適當的套型面積。因為適當的建筑面積不但可以節(jié)約用地(建筑行業(yè)“四節(jié)”之一)還可以大大節(jié)約建筑用材,減少營造、維護與使用過程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節(jié)能效果。由于我國地處北半球,太陽高度角和方位角變化規(guī)律使南朝向為最為節(jié)能的建筑朝向,此朝向夏季可減少太陽輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,而且此朝向建筑與我國夏季盛行的東南風差不多成垂直關系,容易形成穿堂風,而又避開了冬季盛行的西北風。2、住宅外墻的節(jié)能設計墻體是住宅的主體部分,是建筑室內外熱交換的主要介質,建筑節(jié)能50%,其中就有約25%是通過建筑圍護結構外墻的保溫隔熱性能來實現的。使用節(jié)能外墻與使用普通外墻室內溫

12、度相差可達410度,所以墻體的設計是不容忽略的一個方面。外墻除了應具有基本的承重、安全圍護等功能外,還應考慮選用保溫隔熱性能好的墻體材料,對傳熱性好的墻體或墻體中傳熱性好的部位應加設保溫隔熱層。目前,常用的幾種外墻材料中,保溫隔熱性能較好的是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復合墻體。復合墻體中絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、聚苯乙稀、加氣混凝土等。復合墻體保溫隔熱宜選用外墻外保溫。外保溫是連續(xù)外包的,有效隔斷具有熱橋作用的混凝土梁、柱等,而產生“斷橋”作用,達到預期的節(jié)能降耗效果。3、住宅屋面的節(jié)能設計在建筑物受太陽輻射的各個外表面中,屋面是接受太陽直射時間最長的部位,因此受輻射得

13、熱也是最多的,相當于東西向墻體的23倍,所以它的保溫隔熱也顯得尤為重要。保溫隔熱的材料宜選用密度大、導熱系數小、憎水或吸水率較小的材料(如膨脹型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面將憎水性保溫材料設于防水層上,可有效防止傳統(tǒng)屋面構造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問題。此種方法施工簡易,可廣泛采用。另外,利用屋頂種植花卉、灌木(如彩葉草、三色堇、麥冬草等)形成生態(tài)型屋面,既可阻擋熱源,減少溫室氣體的排放,達到保溫隔熱,又可美化環(huán)境,改善城市氣候,做到一舉兩得。種植的土壤在吸水飽和后會自然形成一層憎水膜,可起到滯阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤導熱系數小,有很好的熱惰性,不隨大氣氣溫驟然升高

14、或下降而大幅波動,有利于屋面的保溫隔熱。同時,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是節(jié)能屋面的有效措施。利用水蒸發(fā)可帶走大量的熱,從而有效減弱屋面的傳熱量和降低屋面溫度。據測試,蓄水、種植屋面土壤表面溫度與一般屋面表面溫度比較,溫度可低27。此外,采用平坡屋頂結合的構造形式,在屋面保溫隔熱層上做架空層,通過空氣流通來散熱也是個不錯的辦法。4、住宅門窗的節(jié)能設計外門窗是耗熱的重要渠道,它既是太陽輻射的得熱部件,又是主要的失熱部件,傳熱系數約為墻體的34倍,是節(jié)能的重點部位,所以合理確定窗墻面積比是節(jié)能的重要措施之一。對于住宅設計應避免少做落地窗、飄窗等。外墻門窗設計除滿足自然通風外,設計中應該強調東西

15、南北開窗有別,不同功能房間開窗有別。面對冬季主導風向的立面,應盡量減少開窗面積。設置外窗部位,應提高外窗的密封性能(如選用膠條密封而不是毛條),選用好的窗型(如平開窗氣密性相對較好),門窗配件,提高窗框的隔熱性能(如采用塑料型材、鋁合金斷熱型材、玻璃鋼型材、鋁木復合材料等),減少窗框的外露面積,采用保溫隔熱性能好的玻璃(如中空玻璃、鍍膜玻璃等)。根據國內外大量應用經驗證實,采用雙層玻璃塑料鋼窗是較好的選擇。外門窗除了采光,通常也是建筑自然通風的渠道。所以,外門窗的開啟也是夏季通風節(jié)能的必要條件。夏季迎風面可作為主要的開窗部位,引進自然風,增加夏季的滲透通風。但同時,外門窗的設計應減少冬季寒風的

16、滲透,有利于室內保溫,改善生活環(huán)境的舒適度。對于向陽的地方,可采用凹式開窗設計,外加遮陽板及鍍有特種金屬的熱反射窗簾,這種設計既美觀又兼有較好的遮陽效果。 （二）優(yōu)先使用節(jié)能建筑材料 建筑材料方面需采用一些降低建筑物能耗的材料進行建造，同時還能幫助建筑物在使用的過程中減少能源的消耗和不必要使用。首先應用大范圍的節(jié)能墻體建筑材料，這些材料都是環(huán)境友好型的生態(tài)材料，有些雖然初期成本較高，但是無論是材料性能還是環(huán)保性能都很好。首先就是建筑在主要墻體優(yōu)先選用再生磚材料。再生磚就是原有的建筑廢磚等材料經過燒制重新利用。這種材料在生產方面能夠減少廢水和廢氣的排放，同時減少生產耗能，從長遠的角度是一種廢物利

17、用的節(jié)能材料。同時還利用了粘土空心磚和建筑砌塊，幫助建筑進行溫度調節(jié)實現冬暖夏涼。此外輕質高強度板材和復合板材方面也應廣泛的使用，進一步節(jié)約建材耗能。其次優(yōu)先采用大量的節(jié)能絕熱材料，這些材料能夠在輻射供暖系統(tǒng)中起著極其重要的作用。主要是在墻體和樓板等地使用了巖棉、聚苯乙烯泡沫塑料保溫板、水泥聚苯板、玻璃棉、硅酸鹽復合絕熱砂漿等能夠減少能耗的建筑絕熱材料。幫助建筑在使用的過程中進行溫度調控減少建筑耗能。同時在裝修材料方面也采用了很多在使用中減少能耗和生產中耗能較少的材料。 （三）采用節(jié)能施工組織和工藝 在建筑的施工過程，施工工藝也是能源消耗的一個重要的方面。一方面不科學的施工工藝會影響建筑的質量

18、和施工速度，另一方面還會增多能源的消耗，多出許多不必要的能耗。首先在施工的過程中，須采用最新的混凝土澆筑工藝，科學的振搗和進行鋼筋綁扎，減少了能源消耗。其次是對施工組織應用了科學的規(guī)劃方法，并且借助計算機的手段，應用關鍵路徑法和網絡圖法進行各個施工活動的規(guī)劃，減少了不必要的施工步驟和能源消耗，縮短工期減少能耗。關鍵路徑法是一種將項目分解成多個可同時進行的關鍵點的方法，再將各個關鍵點按照其屬性和施工性質結合現有的施工能力進行規(guī)劃，最終獲得最科學的施工組織的方法。網絡圖法是一種關鍵路徑法的升級方法，就是將整個項目進行分解，然后形成施工網絡，按照網絡連接的方法進行施工的組織。這兩種方法在項目的施工中

19、都將得到很好的應用，進而會增加施工效率、減少了能源消耗。 （四）選用節(jié)能設備，合理設計各類耗能設備。建筑設備包括建筑電氣、供暖、通風、空調、消防、給排水、樓宇自動化等。在項目的使用過程中，運行設備在選擇上要充分考慮節(jié)能的要求，盡可能的選擇低能耗的設備。 同時結合整體的地理環(huán)境和各建筑的特點充分的提高采暖、通風、空調等方面的能源利用效率。 首先要對運行設備進行合適、合理地降低設計參數，同時合理的規(guī)劃設備的規(guī)模，達到了物盡其用有能夠充分的滿足人們的日常使用需要。同時建筑設備設計需綜合考慮并且實現建設能源管理系統(tǒng)自動化，時刻的進行能源利用的監(jiān)視，并且在監(jiān)視結果上智能系統(tǒng)對其進行調節(jié)。 （五）采用新能

20、源 在建造的過程中要考慮到太陽能的利用。從建筑的朝向到高矮分布上，都充分的考慮了太陽能的接受效率上，并且?guī)缀趺恳粋€建筑要有自己的太陽能利用和儲存系統(tǒng)，能夠較好的利用這種可再生能源，減少能源的消耗。1、建筑物本身節(jié)能 首先,建筑物的朝向和形狀是影響建筑物節(jié)能的重要方面。同樣平面形狀的建筑物，南北向比東西向負荷少，特別是在相同面積的情況下，主朝向面積越大，這種傾向越明顯，故建筑物首先應采取南北朝向。在建筑物體積相同的情況下，建筑物外表面越小，冷( 熱)負荷越小，故應盡可能采用外表面小的圓形或方形建筑。其次，建筑物圍護結構的保溫性能也是影響建筑物節(jié)能的重要方面。圍護結構采用淺色外表面，可反射夏季太陽

21、輻射熱，減少壁面得熱。其中對圍護結構外墻采取了中保溫(空心墻空氣層中填充保溫材料)和外保溫( 外墻鋪設保溫材料及飾面層)兩大保溫方法：注意控制體形系數，不宜有過多凸凹面；適當增加外墻保溫隔熱效能，提高熱阻；增加空調建筑熱惰性有利于建筑熱穩(wěn)定性：高效保溫隔熱材料設于主體結構外側，可減緩熱量進入墻體；墻內設置空氣閫層或通風間層也有良好的保溫隔熱效果。應采用坡屋頂、頂層天花板鋪設保溫材料以及沿坡屋面鋪設保溫材料的方法；外窗采用低輻射玻璃雙玻塑窗。加強隔熱層并有架空通風層，還可在空氣問層內貼熱反射材料，而且設倒置式屋面并有利于保護防水層使之耐久；采用坡屋頂，利用閣樓通風散熱。2、系統(tǒng)節(jié)能建筑設備的節(jié)能

22、很大程度上依賴于空調設備系統(tǒng)的節(jié)能。首先，我們要注意空調系統(tǒng)能源的有效利用。由于空調系統(tǒng)具有所需能源品位低，且用能有季節(jié)性的特點，因此現在大力鼓勵使用太陽能、地熱能和熱回收等能源方式進行供熱制冷。其次，要合理降低室內溫濕度標準。為了節(jié)約能源，在滿足生產要求和人體健康的情況下，空調房問室內溫濕度基數夏季應盡可能提高，冬季應盡可能降低。再次，在空調設計中要考慮空調系統(tǒng)的節(jié)能。一般設計部門按設計負荷選擇較大容量的設備，而設備經常在低于設計負荷下運行，設備經常在低效率下工作。因此應該選擇多臺不同容量的設備，運行時進行合理控制和匹配，使設備多在高效區(qū)運行，且節(jié)省能耗。最后，要注意設備的選型和安裝。譬如家

23、用空調器選用節(jié)能型(高效制冷壓縮機、換熱器和風扇，采用變頻調速，并匹配良好) ；空調器的安裝位置宜不受太陽直射；不設定過低室溫，經常清洗。采用熱泵技術，同時滿足夏季制冷與冬季采暖的需要。對于中央空調，要確定適當的室內溫濕度參，優(yōu)選冷熱源機組和末端設備，注意設備匹配；加強運行管理與維修，重視室溫設定與調控；推行空調蓄冷技術。3、發(fā)展建筑節(jié)能的途徑與措施 (1)建筑節(jié)能發(fā)展的重點領域建筑節(jié)能發(fā)展的重點領域為研究新型低能耗的圍護結構( 包括墻體、門窗、屋面) 體系成套節(jié)能技術及產品；新型能源的開發(fā)和能源的綜合利用，包括太陽能、地下能源開發(fā)利用和能源綜合利用，室內環(huán)境控制成套節(jié)能技術的研究和設備開發(fā)；

24、利用計算機模擬仿真技術分析制冷空調系統(tǒng)，對制冷空調系統(tǒng)進行智能控制，最大限度減低運行能源現有建筑的節(jié)能改造成套技術，特別是圍護結構和采暖空調系統(tǒng)改造；建筑物室內溫度和濕度控制技術和冷熱量計量收費技術及產品。(2)建筑節(jié)能的發(fā)展趨勢各國都在大力加強建筑節(jié)能和科學研究，發(fā)展新的建筑節(jié)能技術，采用新的節(jié)能材料和設備，除繼續(xù)改進多層密封窗，開發(fā)各種高效保溫材料，用于復合培體、屋面和地面以外，還在研究開發(fā)紅外熱反射技術、硅氣凝膠材料、高效節(jié)能玻璃、太陽能利用技術、熱回收技術、新的建筑節(jié)能測試和計算技術等等。與此同時，還十分注意選擇經濟合理的建筑節(jié)能技術，重視節(jié)能試點建筑以及肯能園區(qū)的示范和推廣作用，并在

25、繼續(xù)修訂完善建筑節(jié)能技術標準，頒布配套的行政法規(guī)，不斷提高節(jié)能要求，挖掘節(jié)能潛力。(3)建筑節(jié)能的技術途徑采暖建筑的節(jié)能主要依靠減少圍護結構的散熱以及提高供熱系統(tǒng)的熱效率兩個面。前者要求適當控制建筑體形系，即建筑物外表面積與其所包圍的體積的比值，建筑外形盡可能規(guī)整，避免不必要的凸凹變化：加強門窗、外墻、屋頂和地面的保溫，采用高效保溫材料復合。使用多層門窗，用空心磚、加氣混凝土等新型墻體材料代替實心粘土磚；提高建筑物的氣密性，選用密封性能好的門窗并加密封條，用密封材料填實穿墻管線連接處裂隙；在夜問加強保溫的條件下，適當開大南窗，以增加太陽熱能的獲得。后者由耍合理提高鍋爐的負荷力，改善鍋爐運行狀況。采用管網水平衡技術，以及加強供熱管道保溫等等。對于住宅節(jié)能，我國目前實施的途徑主要有：積極發(fā)展能滿足建筑所需要的材料和設備的生產；大力發(fā)展生產和運輸能耗低的輕質、高強材料及建筑用塑料制品：努力改進生產技術，提高管理水平，大幅度降低材料和設備生產的單位能耗；改進建筑設計和旄工技術、方法，制訂推動節(jié)能的建筑法規(guī)，建立健全促進節(jié)能材料、設備生產和應用的法規(guī)體系，為建筑節(jié)能工作的推進提供良好的法律環(huán)境。加大投入，加強建材設備生產、建筑、施工技術及產品應用技術的研究開發(fā)。4、建筑節(jié)能的措施 （1）迸一步加強政策法規(guī)的制定，使其不斷完善，特別是要對每一政策法規(guī)制定