建筑设计中的节能建筑设计

摘 要：本文结合笔者参与主创的中节能江西低碳环保科技园项目,浅谈建筑设计专业对节能建筑的理解,在节能建筑设计中的工作重点及问题,并提出改善建议.

关 键 词：建筑设计；节能设计；被动式节能

近年,我国经济发展和环境保护间的矛盾愈发突出.城市建筑数量激增带来资源消耗激增,制约我国的可持续发展.如今,倡导节能环保已深入人心,这种理念同样延伸到建筑领域.下面,将结合笔者参与主创的项目――中节能环保科技园低碳馆（绿标三星认证）、及水务中心（垂直绿化建筑）,如下图,来谈谈与建筑设计专业相关的绿色节能设计.

1节能建筑的概念

节能建筑：主要是在确保建筑正常使用与复合室内的环境质量的前提下,通过提升建筑结构保温功能、采暖设备运转的效率以及自然资源应用等一些技术措施,使得建筑中的能耗降到标准水平.简单来说,就是降低能耗与生态压力,提供健康生存空间的建筑.粗略看来,降低能耗貌似只与设备、暖通、材料等专业相关,其实不然.

建筑设计属于方案前期,在前期植入绿色节能理念,能起到引导方向事半功倍的效果.

2.建筑设计中的节能设计

2.1建筑选址规划

不合理的建筑选址会增加施工难度,造成不必要的资源浪费,在后期还会增加建筑的运营成本.而一个科学、合理的选址不仅可以使建筑物的空间得到有效利用,还可以根据选址周边环境的优势合理调配资源,提高资源利用率,将消耗缩减到最小范围.这些都属于节能建筑评估中的重要内容.

2.2建筑景观环境

提到节能设计,人们总是更容易关注设备、暖通、材料等建筑本体的设计,而忽略一个可持续场地的打造.景观环境不仅仅是建筑节能设计的重要组成部分,而且是最容易实现的部分.以中节能低碳馆为例：场地无障碍设施的完善、自行车位及低排放和共用车位优先设计、>50%的空地进行本地绿化、>30%的屋顶绿化、浅水景观结合雨水回收的设置等等.这些细节的设计都需要建筑设计专业来重视.

2.3节能技术咨询的前期介入

在设计前期,节能技术咨询的介入,能够更好的引导建筑设计的深化方向,避免走错路走弯路.以中节能项目为例：在概念规划的阶段,根据建筑信息模型进行了室外风环境（如右图）、场地日照、场地声环境的模拟,发现问题并提出优化方向,通过多轮修改、模拟、优化,最终形成了现在低碳馆和水务中心“前圆后方”的体量.

2.4建筑规划布局

建筑的规划布局,需要尊重周边环境,因地制宜,不能天马行空的追求图案化,也不能简单粗暴的统一设计.基于建筑的类型用途与周围环境进行良好的融合,使布局的规划合理、科学；在充分考虑和分析建筑所处的地质地段状况和自然因素的影响后,再进行建筑朝向的合理规划.并进行室内自然通风、自然采光、室内噪声等多项软件模拟分析,提出优化方向.

这些看似简单,不那么“高科技”、不那么昂贵的被动式节能设计,由于其普及率高使用广,带来的环保效应是不可估量的.同时更容易被开发商接受.

2.5建筑表皮

建筑的造型与立面不仅体现了建筑设计专业对美的诉求与表达,同时也是节能设计的主要部分,是节能建筑设计的重点.

（1）双层表皮：现在建筑护结构比较薄,抗风保温性能较差,容易造成能源的大量消耗.常见的做法是在施工的过程中采用高保温的保温隔热板,利用相关技术将保温板置入墙体中,与原有材料形成符合墙体,达到保温抗风的效果,提高墙体的实际质量.这种做法使得建筑比较敦实,常见于北方建筑.而南方建筑多追求轻盈通透,以中节能低碳馆与水务中心为例,就都采用了双层表皮的方式.

（2）立面遮阳：立面遮阳不仅是建筑立面的重要构成部分,还能有效改善室内光环境和热环境,是建筑中最常见的节能设计方法之一.

①穿孔铝板：中节能低碳馆中设计了2000O的穿孔铝板外立面,不仅有漂亮的水波纹样,其孔率的大小和分布也很有讲究.根据对建筑幕墙及外窗开启位置进行模拟,得出合适的开窗大小、位置及数量.

②垂直绿化：中节能水务中心采用垂直绿化,不仅为了造型,更重要的是它的环保效应.研究表明,采用垂直绿化的建筑内部,夏日平均室温能降低3～5℃,空气相对湿度能提升10～20%.在建筑设计中,采用“西大东小”的垂直绿化布局,有效遮挡西晒,降低能耗.如右图.

③丝网印刷玻璃：即在玻璃上进行装饰印刷.著名案例为Herzog&deMeuronArchitekten设计的科特布斯大学图书馆.在玻璃上印刷独特的纹样,不仅起到装饰作用,还因为透射率的变化形而成自然遮阳.这种手法在低碳馆的设计前期也有涉及.由于大面积丝网印刷玻璃的遮阳性能不及穿孔铝板及垂直绿化,遂放弃.但是在小面积有装饰要求的建筑中,丝网印刷不失为一种可行的节能设计方法.

3目前节能建筑设计中的问题

3.1设计者与开发商间存在分歧――节能建筑高造价与开发商低成本之间的矛盾.

3.2节能建筑设计经验缺乏,建筑施工质量不过关.

4节能建筑设计中问题的改善建议

4.1提倡被动式节能,控制成本

被动式节能：以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术.具体指在建筑规划设计中通过建筑朝向的合理布置、遮阳、围护结构的保温隔热技术、自然通风等实现建筑能耗的降低.这些方式成本低,成效大,易于开发商接受.是建筑设计专业可以控制并需要重视的问题.

4.2环保材料与新能源的尝试,控制成本

环保材料能够节省工程成本,对环境的污染小,扩大房屋的建筑面积.主要产品有：混加气的混凝土块、混凝土空心块、纤维板和陶瓷块等,这些材料采用工业废料生产,隔热和隔音的效果明显,还节约了原材料.

新能源的运用能有效减少建筑运营成本.现广泛利用的有：太阳能光伏发电技术、风能发电技术、地源热泵技术等.

4.3计算机模拟优化,指导建筑设计

节能技术咨询在设计前期的介入很有必要.通过计算机模拟,发现问题,才能更好的优化被动式节能设计.前期的小投入,能换回建筑运营成本的减少.

4.4分工协作,各取所长

节能建筑设计在我国的发展时间很短,还未形成较大的规模和系统,许多建筑设计师缺乏实际的设计经验,这是制约我国节能建筑发展的一个主要原因.在实际设计面临的困难时,要分工协作相互学习.以中节能项目为例：设计前期建筑设计方提出方案与构想,节能咨询提供技术支持；中后期请专业的穿孔铝板公司、垂直绿化公司、幕墙公司根据建筑方案来深化各分部施工图纸,并进行各分部的最后施工.

结语

综上所述,现今国家正在倡导可持续发展的理念,在建筑设计和施工中,也应充分强调环保理念.把可持续发展思想有效融入现代建筑设计的节能设计中,使节能建筑设计有了很大进步和发展,这也是未来建筑设计发展的方向.

为了实现上述目标,建筑设计师应注重学习积累,在设计过程中提高主观能动性,积极开发建筑被动式节能设计的潜能,为绿色建筑的实现埋下坚实的基础.使人和建筑、环境和经济协调统一,共同发展.