关于低碳节能理念下建筑设计的探析

关于低碳节能理念下建筑设计的探析

陈英

陈英深圳市建筑设计研究总院有限公司广东深圳518000

摘要：21世纪，在经济发展的今天，建筑能耗占据社会总能耗的近30%，面对日益紧缺的资源，建筑节能成为建筑发展的必经之路。本文对某地区建筑节能现状进行分析，对问题的原因加以梳理，并从技术层面和社会层面逐一研究具体措施，以期推进低碳节能技术在某地区住宅建筑的有效应用，供同行参考。

关键词：建筑设计；低碳节能；保温隔热；应用研究

一、低碳节能理念下进行建筑设计的重要意义众所周知，随着低碳节能理念的不断深入，建筑工程也开始广泛应用，尤其是在城市化建设中，将近1/2的能源损耗于建筑工程施工中。这不仅加剧了能源短缺，随着建筑耗能的增加，也引发了一系列环境问题，对人类赖以生存的家园造成了严重的破坏。而低碳节能建筑的理念是指在建筑的设计、规划和建造过程中，尤其在使用中利用节能技术在保证室内热湿环境的要求下，来减少能源的使用，通过提高能源使用率的方式来实现二氧化碳的排放。低碳建筑设计是指通过一系列的技术来实现降耗，这些技术包括空间组织、绿化设计、体量设计、采光设计、通风组织、构造及围护结构设计、照明控制等。在建筑内部形成综合的低碳效应，使室内的空气能够良性循环，从而形成室内的微气候自循环系统。这种措施能有效地降低二氧化碳的排放，利用起来既经济又有效。

二、低碳节能技术在某地区住宅建筑的应用现状1、气候的特殊性该地区属亚热带季风性气候，受季风环流和地形的影响，形成暖热湿润的亚热带海洋性季风气候，热量丰富，年太阳辐射总量为120-140千卡/平方厘米，大部分地区年平均气温为19.5-21.0℃，最热月平均气温达26-29℃，最冷月也有9-13℃。全年无霜期长，沿海地区基本无霜。年日照时数为1800-2200小时。是典型的夏热冬暖气候。

2、能耗较大，热环境较差目前，随着环保意识的不断加强，人们对建筑设计行业提出了更高的要求，由于夏季炎热，空调成了最常用到的降温设施，很多住户安装了3-4台空调，每户居民空调的用电负荷达4-6KW。空调的广泛应用，造成了大量的能量消耗，空调能量消耗占市区总用电量的30%以上，用电峰谷差值比例达到2：1，对城市配电系统投资与容量带来巨大的挑战。一些早期建设的小区，没有充分考虑这一因素的存在，在夏季炎热时，便会因为空调的运行，给配电系统的稳定性带来巨大的影响，甚至造成连续跳闸、入户电压低于180V的状况，造成无法正常供电，给住宅用户的居住生活带来极大的不便。

由于受到气候方面的影响，很多房地产项目开发建设时，忽视住宅建筑的节能要求，只注重建筑的外观效果。开窗的面积越来越大，进入室内的阳光增多，窗扇的开启面却有所降低，造成室内自然通风效果差，出现能源过度消耗问题。

3、旧房难以进行低碳节能改造该地区现有住宅建筑中，2004年以前建设的住宅基本没有进行节能设计，这部分住宅建筑数量巨大，能源消耗占很大比重，要全部实现低碳节能改造，任务非常艰巨。而且有很多住宅是砖混结构甚至是石结构的建筑，已经属于危房或需要进行结构加固的建筑，对这些建筑是否进行节能改造，更是值得商榷。我国北方地区已经在旧房节能改造方面做了一些试点工作，并取得了良好的效果。而对于一些地区来说，低碳节能改造工作却没有启动起来，未来还有很大一段路要走。

三、低碳节能技术在某地区住宅建筑应用现状存在的原因1、经济因素的影响以前，社会经济条件较差，人们对居住条件没有过高的要求，对生活环境的降温基本上依靠自然通风或电风扇；而且受建筑科技条件的制约，住宅建筑所用材料的导热系数高，门窗密闭性差，节能效果较差。对这些建筑的节能改造已成为今天节能工作的一个重要研究课题。

2、建筑节能政策法规执行不到位有些建设单位和施工单位对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识还不够，缺乏配套完善的建筑节能法律法规，缺乏相应的经济鼓励政策，管理机构不够健全，建筑节能与墙材革新工作分离，管理体制不顺畅。这些因素都制约着某地区建筑节能工作的开展。

3、使用传统建筑材料建筑不注重材料的选择。墙体中大量采用的实心黏上砖，不仅生产能耗高、自重大，而且热工性能差；采用的传统铝合金窗气密性、水密性均较差，而且大多选用单层平板玻璃，其保温隔热性能相当差。

4、设计上缺乏节能意识由于受到诸如用地条件、商业利益等因素的影响。设计者往往忽视建筑节能的要求，忽视建筑的合理朝向，部分建筑呈东西向，室内热环境差。

其次，在建筑构造设计时，建筑设计人员节能意识淡薄，注重商业利润，而对如何加强住宅建筑的自然通风、如何改善室内热环境、如何防西晒、如何利用太阳能、如何选材等考虑不够，导致室内外热环境质量差。目前某地区对热环境质量研究工作开展得较少，大多数设计单位在设计时只关心建筑内部功能要求和建筑造型，对室外环境则单从建筑绿化或景观布置方面考虑，不能保证获得良好的室内外热环境。

四、加强低碳节能技术在某地区住宅建筑应用的措施1、技术层面1.1外墙保温隔热技术的应用我国传统建筑在外墙材料的使用上比较单一。这种墙体既要考虑建筑的围护，还要考虑建筑的承重问题，因此墙体材料结构紧密，导热系数较高，达不到良好的保温隔热作用。现在建筑的外墙一般都会采取内保温或外保温措施，或采用自保温隔热的墙体材料，如加气混凝土砌块。构造上，可以将保温隔热的材料放在墙体中间，在内外侧墙片则用砖或混凝土等强度较高的材料，这样既可以起到较好的保温隔热效果，又保证墙体承重、饰面安装固定的需要。

对既有住宅建筑的节能改造，可采用外加或内加保温隔热层的做法。

内加保温隔热层施工更为简便，但由于结构层在外侧，直接受到阳光辐射和室外气温的影响，热量大部分被墙体吸收，蓄热性能越好的材料，吸收的热量越多，导致墙体内表面的各点日平均温度最高值反超外隔热的日平均值。而外加保温隔热层由于隔热材料的热惰性小，其温度随室外温度下降而快速下降，外隔热层能减弱太阳辐射热和室外气温的综合影响，有利于建筑冬暖夏凉。

1.2门窗的保温隔热技术门窗是建筑节能的关键部位，提高外窗的热工性能可以明显改善建筑热环境，节能效果显著。在考虑门窗节能时，不能够影响其采光、通风及观景的功能，主要应保证门窗气密性、导热系数及透光系数的要求。可以采用一些遮阳设备如复合卷帘式、水平百叶式等各种建筑遮阳技术，如阳台、遮阳板，可以减少阳光照射和辐射，起到隔热效果。另外在门窗材料的选择上要树立低碳理念，做到对热阻大、能耗小的节能材料的有效使用，玻璃选择特种玻璃、双层玻璃及反射玻璃等材质，窗框采用断热铝合金中空门窗、塑料中空门窗等节能门窗，都可以起到良好的效果。

1.3屋面保温隔热技术的使用设置保温隔热层是屋面的保温隔热最常用的技术，传统的保温隔热材料性能较差，自重比较大，新型保温隔热材料种类繁多，性能优越，导热系数低，对提高屋面的保温隔热性能有良好的效果。如挤塑聚笨板、酚醛保温板等具有导热系数低、强度高、成本低及操作较为方面等特点，导热系数仅为0.025W/（m·K），是一种良好的屋面保温材料；而硬质发泡聚氨酯的导热系数为0.033W/（m·K）；内部结构的封孔率≥92%，发泡的表层形成一层光滑的膜，其闭孔率接近100%，具有很高的憎水性，对金属、混凝土、砖石、木材、玻璃都有很好的粘结性，可在多种屋面工程中使用。单独现场发泡的聚氨酯，既作为防水层，也作为保温隔热层；也可以防水涂料、防水卷材、发泡聚氨酯3种材料共同复合形成防水保温隔热层。这种屋面防水保温隔热效果都很不错，但硬质发泡聚氨酯耐紫外线辐射性能较差，施工使用时其上部必须设置保护层。

另外架空通风隔热屋面、绿化屋面等建筑节能技术的使用，可以减少对能源的消耗，有较好的隔热效果。屋面绿化还可以起到美化环境、改善城市空气质量的效果。

2、管理层面2.1加强建筑节能的组织管理加强对建筑节能工作的领导和管理，是能否搞好建筑节能的关键。要建立以政府监督考核为主，健全节能产品质量认证制度，完善建筑节能管理办法。业主、设计、施工、监理四方提高认识，严格执行节能设计标准，正确选用节能门窗和外遮阳技术，加强节能门窗和外遮阳产品的质量控制。

2.2鼓励政策的实施政府应该出台相关政策，对于低碳节能技术达标的住宅及小区，给予建设单位更多的贷款及贴息。同时，应加大对节能研发项目的支持，不仅保证资金的投入，还要以一个多元化的角度构建科技资金体系。

2.3低碳节能研发队伍的构建低碳节能技术是一项较为复杂的过程，包括研究、开发、检测、分析等一系列的工作，应做好对建筑节能研究开发基地的建设，构建一支专业及综合素质较高，节能意识较强的人才队伍。

2.4相关示范单位的建设建立低碳节能技术应用的示范建筑物、示范村、示范小区的评选机制。

要充分研究、分析该地区的自然气候条件，结合经济社会发展水平，通过对一些低碳节能示范村的建设，及时做好对建筑材料、设计、方案及技术经验的总结与学习推广。

2.5提升人们的节能意识各级单位及主管部门，可以采取报纸、电视等各类宣传方式，加大对低碳节能重要性的宣传；或以培训班、讲座等模式，普及低碳节能的科学知识，使越来越多的人建立起低碳节能意识。通过合作与交流，学习国内外成功经验，做好对适合本地区条件的低碳节能技术的研究。

五、结束语：综上所述，随着经济的快速发展，社会生产生活对能源的依赖程度越来越高，低碳建筑是建筑节能的发展目标，通过采用节能技术，利用清洁能源，从根源上减少建筑能源消耗，在提高居住环境舒适性，同时，需要对低碳节能技术的学习与了解，加强低碳节能知识的宣传普及，不断学习先进、成功的经验，从技术与管理的角度出发，采取科学、合理的构造措施，满足节能要求，创造舒适、美好的居住生活环境。

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