节能环保理念下的建筑设计思考

2023-01-07李婧

建材与装饰 2022年12期

李婧

（山西省建筑材料工业设计研究院有限公司，山西太原 030000）

0 引言

近年来，随着我国建筑业的发展速度和规模不断提高，建筑行业的资源浪费与环境污染问题日益突出，与可持续发展理念背道而驰。此对建筑业和经济与社会的发展产生了弊端。从此角度出发，只为进一步突出建筑项目的节能环保性能，全面应用节能设计措施，使建筑能耗降到最低[1]。

1 建筑工程设计中的节能建筑设计的重要性

如今，环境问题日益突出，由于全球能源危机，人们已经意识到，忽视环境价值的巨大后果，且过分追求经济利益无法顺应社会的可持续发展要求。环境是一个现实存在的重要实体，环境资源问题应该建立于经济发展的前提之上，才能实现社会的长远发展。我国目前面临的是资源紧张的现状，节能技术的应用有效的缓解了这一矛盾。由于发展初期只注重大力发展搞建设，缺乏对环境保护的重视。现阶段，我国资源短缺的现状将极大地阻碍国家的经济发展[2]。建筑业的能源消耗量很大，居国内能源消耗量之首，也是造成全国资源短缺的最大因素。通过发展节能建筑设计，可以有效减少建筑耗材，并在一定的程度上改善了当前的资源状况。节能建筑设计得发展可以更好地实现了国民经济发展的持续性。建筑业是我国的支柱性产业，是城市的发展、经济的建设、居住环境改善的重要着力点，具有很强的扩展性。引入节能设计是一项困难重重的具有挑战性性的任务。在建筑行业的工程设计中，对员工提出了更高的要求，并在一定程度上助推他们的专业水平和工作经验的提升。节能设计的发展在一定程度上促进了节能材料的发展，为国家建筑及相关产业的整体发展注入了强大动力，与此同时，对这一方向的研究改善更有利于整个建筑行业的稳健发展。

2 在建筑设计中应用节能环保理念需遵守的原则

2.1 一体化原则

为了能实现节能环保目标，设计人员需要遵守的是一体化的原则。在用一体化原则指导建筑设计工作时，设计人员需要充分考虑各种因素，使建筑周围环境与建筑物相协调，从而降低能源消耗，保证环境保护效果。另外，设计人员需要综合考虑水土环境、光照条件以及建筑节能环保技术，制订科学的建筑环保节能设计方案，从而提高建筑工程建设水平。

2.2 坚持因地制宜

在开展节能设计过程中，需要贯彻因地制宜的设计原则，依据建筑设计场所的实际地理条件，制定适宜的节能设计方案，从而最大程度地减低建筑成本。在设计工作开展前，首先要针对地理位置进行认真勘查，了解当地的气候条件以及地址状况，以保证节能设计能够切实开展落实，发挥最大功效。除此之外，也要考虑建筑建设位置，尽量选择具有良好地理环境条件的区域，气候适宜的环境，不仅是能改善居住人群的居住环境的生活质量，同时也提升了居民的生活幸福度，而且也更利于开展节能设计，通过降低空调使用率达到减少电力消耗的效果。

2.3 实用性原则

在建筑节能环保设计中，设计人员需要从广大人民群众的角度出发，做好设计工作。出于居民对建筑实用方面要求较高，设计的人员需要优化建筑设计方案，提高建筑的实用性。参与的设计人员可从下列几个方面着手：参与的设计人员不只考虑建筑材料质量，还需要考虑建筑材料的价格。设计人员在应用安全性能高、防火性能强的建筑材料的同时，还需要降低建筑成本。另外，设计人员还需要考虑建筑物的采光问题，以保会拥有良好的光照条件。另外，参与设计的人员需要加大建筑物的节能环保设计力度，提高建筑物的节能环保性。比如，设计人员可以应用环保节能材料、引进环保节能技术等。

2.4 创新原则

由于科技在进步，在与建筑有关的新技术方面、新设备也在不断完善，新材料也在不断的出现，这样更有利于建筑行业的快速发展。在建筑设计这一阶段，不仅仅是要考虑节水、节能、降噪，还要在原有的技术和工艺上不断创新研发，优化建筑设计，创新施工的技术，才能促进节能减排事业较快发展。

2.5 环保性原则

为提高社会建设水平，设计人员在设计建筑时应遵守环保原则，切实保护环境。施工过程中产生的水污染、土壤污染、大气污染，会降低环境质量，需的是制约人类的社会可持续发展。为的是避免出这类的问题，建筑设计人员需要制订科学的设计方案，减少对环境造成一些不良的影响[3]。

3 节能环保理念下的建筑设计控制要点

3.1 屋顶环保节能设计

在建筑设计过程中，参与设计的人员需要从环保节能的角度来考虑研究建筑设计的方案。屋顶环保节能设计的要求是：保证屋顶的保温性、防水性。从现状来看，绿化式屋顶和太阳能集热式屋顶均可以实现保温与防水的效果。绿化式屋顶是指通过开展屋顶绿化的方式打造节能环保型屋顶。建设绿化式屋顶，不仅可以降低屋顶的辐射热，还可以改善城市环境，提高环境保护水平。太阳能集热运用的是坡屋顶、平屋顶：向南的一侧屋顶则需要应用到钢筋混凝土结构，上面可铺设为主动式的太阳能集热器，以更好地吸收热量；朝阳一侧屋顶的面积大于背阳一侧屋顶的面积，从而获取更多的热量，增强建筑物的保暖性能。科学合理地设置太阳能集热式屋顶，可以有效收集热量，将热量转化为热能，满足人们对热能的需求；同时也满足人们的用电需求，提高社会发展水平[3]。建筑设计人员可以根据实际需求采用合理的屋顶环保节能设计方案，从而科学地指导屋顶施工。

3.2 外门窗节能设计

在建筑能耗耗损中，外门窗属于能耗损失最多的位置，。因此，在设计时，需要在确保外门窗的功能基础上，较大程度地降低外门窗的开口面积，以达到降低能耗的效果。由于目前并未设置统一的外门窗节能材料选择标准，所以设计人员需要结合建筑物当地气候情况确定适宜的建筑材料。例如，北方气候偏冷，外门窗材料选择时多采用塑钢材料门窗，这种材料能够规避金属窗的冷桥现象发生。如果建筑物位于四季气候较为显著的地区，那么在选择材料时，多推荐使用镀膜玻璃和中空玻璃，这两种材料能够适应四季冷热交替的气候条件。总体来说，设计人员在进行外门窗节能设计过程中，需要综合多种因素考虑，选择适宜的外门窗材料进行建筑设计，既能满足居住使用需求，也起到节能环保的目的[4]。

3.3 内外墙环保节能设计

设计人员需要加强外墙环保节能设计，增强外墙的保温性能，从而满足人们对室温的要求，提高居住的舒适度。为提高外墙环保节能设计水平，设计人员需要关注先进的外墙保温技术，进而将先进的外墙保温技术融入设计方案中，从而达到提高外墙保温设计水平的目的。在外墙的墙体中填儒可吸收并能储存热量材料，以及在外墙墙体表面覆盖保温隔热的材料，能够起到良好的保温效果。因此，设计人员可以利用这些技术或材料来开展外墙环保节能设计工作。除了开展外墙环保节能设计工作之外，设计人员还需要开展内墙环保节能设计工作。在开展时，设计人员需要优化内墙布局（如科学地设计通风与采光的位置等），以达到合理调节室内温度、湿度的效果。总而言之，设计人员需要积极探究内外墙环保节能设计要点、设计方法等，进而科学地指导建筑节能设计工作，从而最大化地提高设计水平。

3.4 围护结构的节能设计

由于建筑围护结构直接关系到建筑物的保温效果，因此设计人员在进行节能设计时需要关注围护结构的设计。建筑围护结构对建筑物墙体的隔热保温效果起着决定性作用，直接关系到节能设计的实施效果。因此，在开展外围机构的节能设计时，需要科学合理地选择保温技术以及所使用的节能材料。通常情况下，目前采取的墙体保温节能技术多是外墙保温技术，分为外墙外保温、外墙内保温和外墙自保温三类技术类型。另外，在墙体的材料选择方面通常也是使用具备吸热性能的材料，保温材料的技术更新需要设计人员实时关注。由此可以看出，墙外保温节能技术是一项非常重要的节能技术。

4 建筑设计中应用节能措施

4.1 节能理念与节能材料资源的有效应用措施

在正式开始建筑项目的建设之前，设计人员必须仔细理解和掌握建筑图纸，并在此基础上制定合理的建筑材料使用计划，以实现建筑材料的有效使用。同时，有必要整合物联网技术，以实现室内水能和热能的综合利用，并实现更加自动化的应用。在技术管理发展中，可以将热水器设置在一定条件下实现自动控制，避免浪费资源，在节约资源上取得良好的效果。通常，设置一些特定的技术参数来控制，也可是技术设置可以创建一个更加智能和自动化的系统，使电力等资源实现更加规范合理的利用。上述工作要在保证工程施工质量的基础之上完成。同时，设计人员还应将影响建筑材料成本的各种因素考虑在内，例如物流成本、加工成本、存储成本等，以使建筑建设成本最小化。

4.2 减少建筑内部设备能耗

当前时期，为了加强建筑节能措施的应用，相关单位及人员首先需要对建筑内部设备运转过程的能耗量进行充分了解，对老旧设备进行更换，由于设备操作不当同样会引起能源消耗过大现象，因此，当建筑施工及后期运转时，相关单位需要安排专业人员对设备操作过程实施监督管控，确保设备操作过程中按照操作的规范和标准进行，避免出现能源浪费等现象，促进建筑整体节能化水平的提高。

4.3 推行节能科技

随着我国当前科技水平的不断提高，越来越多新节能技术融入其中，有效地提高了整体的节能设计效果，例如在建筑中利用新型的节能空调和节能热水器，都可以降低不可再生能源消耗。新型技术自动调节型住宅，利用太阳能实现整体住宅内部电力的供应，同时也可以将能量储存在其中，有效地提高整体的控制效果，研究数据表明这一方案的太阳能利用率高达70%左右，降低能源的损耗。其次还可以类似于生物技术，如在实际设计时可以通过苔藓等特点来净化屋内的甲醛，同时也可以减少清洗剂的使用，避免对这边环境造成一定的污染。通过节能和环保的相互统一提高资源的利用率，满足环境管理的要求，避免出现能源浪费的问题。在节能设计时，要将设计理念融入到计算机模型中进行全方位模拟，考虑周边的气候条件，快速地发现在设计方案中所存在的偏差，逐渐完善整体的节能设计模式。

4.4 利用新能源

4.4.1 地热能

当新能源应用于现代建筑节能设计过程中，地热能占据着关键性的位置，在实际设计应用时，施工人员可以利用地热能向热能进行直接转换，为建筑内部进行供暖，并提供热水资源；同时，施工人员还可以利用地热能进行发电，保障建筑内部电能资源的充足，为建筑内部电气、照明等方面提供支持，保障建筑用户的正常工作生活；以此来对传统不可再生性能源进行替换，减少能源浪费等现象的出现，降低污染物质的排放量，同时对自然环境进行优化保护，为人们日常工作生活创建出一个健康舒适的环境。

4.4.2 太阳能

当前，太阳能资源在建筑设计的应用主要分为3种类型，分别是混合式获取太阳能资源利用、间接式获取太阳能资源利用以及被动式太阳能资源利用。从太阳能制冷系统的应用情况来看，太阳能制冷系统通过将光能转化成为电能或者是热能等形式来达到制冷的效果，从而为人们提供适宜的室内环境。与光能转化成为电能相比，光能转化成为热能成为太阳能制冷系统应用的未来发展趋势。前者虽然转化方法较为简单，但是在实际的应用过程中，不仅会造成太阳能资源转换过程中的浪费，还会增加该系统的运行成本。而将光能转化成为热能的形式，能够以极低的成本为人们提供制冷的效果，且有效降低了太阳能资源的消耗[5]。

4.4.3 风能

风能资源同样属于新能源之一，且在自然界中广泛分布，其主要是由于阳光照射至地球表面之后，气温及空气中水含量不同，由此导致不同地区之间的气压存在差异，带动着气温变化及风的出现；相关单位及人员可以借助风车等现代化技术与设备设施的应用，利用风推动风车的转动，以此来产生电能，从而实现风力发电；而当风能利用与现代建筑节能设计过程中，设计人员可以在除门窗等部位之外，预留一定的通风口，确保建筑内部空气能够流通，减少空调等设备的应用，在节省电能消耗的同时，保障室内环境的健康舒适。