發(fā)布時間：2023-03-21 17:09:44
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的節(jié)能建筑論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1在建筑節(jié)能施工監(jiān)理過程中存在的問題
現(xiàn)階段建筑節(jié)能施工監(jiān)理過程中存在的問題主要有以下幾點：（1）監(jiān)理單位所派出到工程中的監(jiān)理人員，對節(jié)能的相關(guān)技術(shù)以及節(jié)能產(chǎn)品并不了解；（2）有些監(jiān)理單位的監(jiān)理人員專業(yè)能力較低；（3）建筑監(jiān)理人員在監(jiān)理的過程中存在違規(guī)等情況?？傮w來講，建筑節(jié)能施工的監(jiān)理工作必須要根據(jù)建筑設(shè)計圖紙來進(jìn)行，但同時又不能一味地被建筑圖紙束縛，需要充分地發(fā)揮出監(jiān)理的主動性。
2在建筑節(jié)能施工過程中監(jiān)理人員的主要工作
在建筑節(jié)能施工過程中，監(jiān)理人員應(yīng)切實履行監(jiān)理職責(zé)，嚴(yán)格按照建筑節(jié)能條例及管理規(guī)定、建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范、建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及施工圖設(shè)計文件等開展工作，從施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)及竣工環(huán)節(jié)入手，做好建筑節(jié)能質(zhì)量控制的事前、事中、事后控制，確保建筑節(jié)能分部工程質(zhì)量合格，從而確保整個單位工程質(zhì)量合格。具體如下：
2.1建筑施工準(zhǔn)備工作。在節(jié)能建筑的施工準(zhǔn)備階段，作為建筑監(jiān)理單位來講主要需要通過以下對施工的準(zhǔn)備工作進(jìn)行嚴(yán)格管控。2.1.1作為節(jié)能建筑的施工監(jiān)理單位，其首先要做的就是對節(jié)能建筑施工方的施工資質(zhì)進(jìn)行審查，以確保施工單位有能力滿足甲方的要求，同時可以達(dá)到建筑節(jié)能的目的。2.1.2作為節(jié)能建筑的施工監(jiān)理單位，需要對節(jié)能建筑項目方案的可行性進(jìn)行論證，并且對設(shè)計圖紙進(jìn)行評審，并且還要依據(jù)施工的圖紙進(jìn)行審查；并且作為建筑監(jiān)理單位來講，需要對實際的建筑施工隊伍提出明確的要求，在施工前期避免由于施工單位雇傭非專業(yè)的勞務(wù)人員對整個工程產(chǎn)生不良的影響。
2.2施工環(huán)節(jié)2.2.1對原材料及施工設(shè)施設(shè)備的進(jìn)場嚴(yán)格把關(guān)。對所有原材料及設(shè)施設(shè)備的規(guī)格、品種及質(zhì)量等各方面內(nèi)容嚴(yán)格審核，以保證其能滿足節(jié)能的目標(biāo)。材料及設(shè)施設(shè)備在進(jìn)場前，需接受檢測機(jī)構(gòu)的檢測，并要求出具檢驗報告。2.2.2規(guī)范節(jié)能工程項目驗收工作。建筑節(jié)能監(jiān)理方應(yīng)根據(jù)建筑施工方的節(jié)能施工方案及驗收質(zhì)量準(zhǔn)則對項目進(jìn)行驗收。
新能源是可再生能源，是傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，在當(dāng)今社會中新能源才剛剛開發(fā)、推廣和利用，部分新能源正在研究，常說的新能源包括太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物能等，隨著我國太陽能技術(shù)的日益發(fā)展、各類風(fēng)力發(fā)電站、三峽等更多的水電站的建成，我國也成為了新能源開發(fā)和利用的大國。由于新能源被越來越多的人認(rèn)可，在國際范圍內(nèi)越也被更多的開發(fā)利用；新能源主要具有以下優(yōu)點：（1）太陽能在我國大部門地區(qū)都可使用，具有可直接開發(fā)和利用，且無須開采和運輸不會污染環(huán)境，它是最清潔能源之一；每年到達(dá)地球表面上的太陽輻射能約相當(dāng)于130萬億噸煤，太陽的能量是用之不竭的。（2）風(fēng)能為潔凈的能量來源，內(nèi)蒙古草原上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能設(shè)施日趨進(jìn)步，大量生產(chǎn)降低成本，風(fēng)能實施為立體化設(shè)施，可以保護(hù)陸地和生態(tài)環(huán)境。（3）水能具有清潔無污染，作為可再生能源，并且可以循環(huán)利用，在我國有大量的水資源可以利用，隨著三峽工程的投入使用，水能源會不斷的擴(kuò)展使用。
2.新能源在建筑節(jié)能中的具體實施
2.1環(huán)境保護(hù)方面
（1）在建筑工程中每天有大量的運送土方、垃圾、設(shè)備及建筑材料等車輛會進(jìn)入施工現(xiàn)場，因此對現(xiàn)場的揚塵控制，不污損場外道路。施工現(xiàn)場出口應(yīng)設(shè)置洗車槽，保證駛出車輛清潔；采取灑水、覆蓋等降塵措施，達(dá)到作業(yè)區(qū)目測揚塵高度小于1.5m，尤其是在土方作業(yè)階段；施工場地地面硬化、設(shè)置4m高圍檔、采取封閉式管理等效措，避免揚塵擴(kuò)散到場區(qū)外。（2）隨著越來越多的舊房改造工程，更多的施工現(xiàn)場在居民生活區(qū)和繁鬧市區(qū)內(nèi)，對噪音與振動控制需要加強(qiáng)，現(xiàn)場嚴(yán)格遵守《建筑施工場界噪聲限值》（GB12523-2011）的規(guī)定。使用低噪音、低振動的機(jī)具，采取隔音與隔振措施，避免或減少施工噪音和振動；夜間11點之后施工的必須到環(huán)境局辦理夜間施工許可證。（3）施工現(xiàn)場污水排放嚴(yán)格遵守《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—2002）的規(guī)定，加強(qiáng)對水資源的控制，采取沉淀池、化糞池等。
2.2節(jié)能減排實施情況
根據(jù)建筑行業(yè)制定的節(jié)能減排管理辦法，節(jié)能減排工作主要從以下幾點進(jìn)行，一是節(jié)約用電。施工現(xiàn)場用電現(xiàn)在已全部采用電網(wǎng)供電，集體設(shè)置變壓器，正常情況下沒有用自發(fā)電，達(dá)到了采用清潔能源減少油耗的要求。辦公室所有采用節(jié)能燈；二是提高設(shè)備利用率，減少單位工作的排放量。三是節(jié)約用水，加強(qiáng)用水設(shè)備的日常維護(hù)管理；用水后隨手關(guān)閉水龍頭，減少用水量。四是節(jié)約使用辦公用品，制定辦公設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制辦公設(shè)備的采購；嚴(yán)格控制文件印刷數(shù)量；提倡無紙化辦公或雙面用紙。
3.新能源在建筑節(jié)能中的應(yīng)用趨勢
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國在2004年公共建筑面積為53億平方米，能源消耗約為2600億kWh以及2330萬tce，電耗約為500億kWh，從此數(shù)據(jù)得出我國的能源消耗量巨大，如果按此推算在未來20年我國的不可再生能源將被全部消耗完，在全國的能源消耗中建筑行業(yè)占25%，因此建筑行業(yè)采用新能源是勢在必行，也是我國建筑業(yè)長久發(fā)展的趨勢。
4.結(jié)語
建筑設(shè)計的目標(biāo)就是應(yīng)該符合人類的需要，更加舒適、方便、通風(fēng)良好、冬暖夏涼。在能源和資源得到充分有效利用的同時，建筑應(yīng)該采取一些節(jié)能措施。
(一)對墻體采取保溫隔熱措施
外墻按其保溫所在的位置分類，目前主要有:外保溫外墻、內(nèi)保溫外墻、夾芯保溫外墻、單一保溫外墻四種類型。這四種類型的外墻保溫既能改善室內(nèi)熱環(huán)境，降低建筑造價，又起到節(jié)能、環(huán)保、利廢的效果。
(二)門窗的節(jié)能措施
門窗是裝在墻洞中可開啟的構(gòu)件，通過門窗的傳熱和門窗與墻體之間的縫隙滲透進(jìn)來的耗熱量很大，因此門窗是建筑節(jié)能的根本之源、重中之重。
1．合理控制窗墻面積比。窗墻面積比是指住宅窗口面積與房間立面單元面積的比值，窗戶的傳熱系數(shù)一般大于該朝向的外墻的傳熱系數(shù)，采暖耗熱量會隨著窗戶的傳熱系數(shù)增大而增大，因此對不同朝向的住宅窗墻比《居住節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》作了嚴(yán)格的規(guī)定。因此，從地區(qū)、朝向和房間功能出發(fā)，應(yīng)選擇適宜的窗面積來減少熱量的損失。
2．提高外門窗的氣密性，減少空氣的滲透量。減少室外的冷熱空氣滲入室內(nèi)的一個非常重要的措施就是提高外門窗的密閉性，可提高門窗框的尺寸準(zhǔn)確性、尺寸的穩(wěn)定性，以減少門窗開啟縫隙的寬度;還可以在門窗與墻體的縫隙之間嵌入密封條，減少室外空氣的滲入;或者在門窗框與墻體的縫隙之間用保溫材料填充，提高氣密性。
3．使用導(dǎo)熱系數(shù)小的新型材料，改善門窗的保溫性能。一是提高熱工性能，可采用新型的導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料制作的節(jié)能門窗。二是采用斷橋窗戶，可采用導(dǎo)熱系數(shù)小的截斷窗框的熱橋制作成。三是利用框料內(nèi)的空氣腔室，單層玻璃本身的熱阻很小，在寒冷地區(qū)可采用雙層或三層玻璃。
(三)屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計
屋頂耗熱量大于任何一面外墻或地面的耗熱量，約占整個住宅建筑耗熱量的9%左右。因此，提高建筑屋面的保溫隔熱能力，可以減少室外冷熱空氣對室內(nèi)的影響，有效改善室內(nèi)的溫度環(huán)境。
1．高效保溫材料保溫屋面。這種屋面保溫層為實鋪，屋面保溫層采用輕質(zhì)高效的保溫材料。我國現(xiàn)在主要使用的保溫材料有擠塑聚苯板、聚苯板、巖棉板等，這些保溫材料均為輕質(zhì)材料，均可提高屋面的保溫隔熱作用，減少室外冷熱空氣對室內(nèi)的影響，改善室內(nèi)的溫度環(huán)境。
2．架空型保溫屋面。在屋面上面加設(shè)空氣層，冬季可以增加屋面的保溫功效，夏季可以有效阻隔房間的熱量。
3．倒置型(外)保溫屋面。外保溫屋面，就是把保溫層置放于防水層上面，這樣做起到了保護(hù)的作用，使防水層不受外界氣候和環(huán)境的老化影響，增加使用年限，也不易受到外界的機(jī)械損傷，當(dāng)然這些保溫材料必須保證防水和耐氣溫性能好。
4．隔熱屋面?？刹捎么u、混凝土材料架空混凝土板做通風(fēng)層;兜風(fēng)隔熱屋面在兩端開口形成兜風(fēng)散熱;利用頂棚與屋面間的空間起到架空通風(fēng)層的同樣效果，這幾種措施均能提高屋頂?shù)母魺崮芰?，起到?jié)能作用。
5．種植隔熱屋面。利用屋頂種植栽花，甚至灌木，堆假山形成一種生態(tài)型的節(jié)能屋面，這種屋面隔熱保溫性能優(yōu)良，已經(jīng)逐步被廣泛利用。
6．蓄水隔熱屋面。利用屋面蓄積的水層，從而能將熱量散發(fā)到空氣中，減少了屋頂?shù)奈鼰?，從而達(dá)到了隔熱作用，水在冬季還起到了保溫作用。
(四)采暖節(jié)能設(shè)計
促進(jìn)輻射熱進(jìn)入室內(nèi)，保證開口的方向和開口面積，并且要保證開口對熱線透明度的問題;為了可以使背陰的一面也能接受到太陽輻射，可通過反射太陽光來提高太陽能的密度，例如在建筑的北側(cè)設(shè)反射面，使北側(cè)房間也能得到太陽的輻射;抑制輻射熱從表面和窗洞口部分的熱損失;適當(dāng)增加屋頂和維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱容量，可以減小室內(nèi)溫度隨外界氣溫變化的變化。
(五)采光與照明節(jié)能設(shè)計
現(xiàn)代的建筑采用了大量的玻璃結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣可以使室外的光線進(jìn)入室內(nèi)，有效利用天空光，減少照明用電，減少能源浪費。但是天空光極為不穩(wěn)定，且光污染會帶來損害，這樣就出現(xiàn)了自動照明控制系統(tǒng)，可提高采光的均勻度及營造一個良好的視覺環(huán)境，又可減少資源的消耗，降低維護(hù)費用，帶來極大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
二、結(jié)語
智能建筑的能耗主要集中為各類設(shè)備系統(tǒng)能耗，而設(shè)備集成控制系統(tǒng)作為建筑物節(jié)能的檢測工具和實施手段，與整個智能建筑的節(jié)能關(guān)系密切。研究顯示，智能建筑的能耗主要集中在空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及電梯運行系統(tǒng)，其中空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)能耗占整個系統(tǒng)能耗總和的2／3左右，因此研究空調(diào)設(shè)備的控制技術(shù)尤為重要。
1.1空調(diào)設(shè)備節(jié)能控制分析供給空調(diào)系統(tǒng)的能量由熱源和冷源系統(tǒng)產(chǎn)生，經(jīng)水系統(tǒng)傳遞給風(fēng)系統(tǒng)，再由風(fēng)系統(tǒng)將能量傳遞給被調(diào)節(jié)的房間，以達(dá)到所要求的室內(nèi)溫度與濕度。能量傳送過程中，水系統(tǒng)輸送能源所耗的能量為泵的電能，風(fēng)系統(tǒng)輸送能源所耗的能量為風(fēng)機(jī)的電能；冷熱源系統(tǒng)工作所消耗的電能與泵和風(fēng)機(jī)所消耗的電能之和即空調(diào)系統(tǒng)總耗能量。空調(diào)設(shè)備的節(jié)能控制主要就是對上述三部分能量消耗的有效控制?？照{(diào)系統(tǒng)供給房間的冷量主要有7方面的熱量消耗，包括照明散熱量、人體散熱量、透過外窗的日射得熱量、人體／物料以及設(shè)備的濕負(fù)荷、滲透空氣散熱量、物料與設(shè)備散熱量、通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量。其中，透過外窗的日射得熱量、通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量以及滲透空氣散熱量的大小由室外溫度決定；照明、人體、物料以及設(shè)備散熱量共同組成了房間的熱負(fù)荷，空調(diào)的制冷負(fù)荷就由這幾部分決定?？照{(diào)耗能系數(shù)（CEC）是分別從建筑物的節(jié)能性能以及設(shè)備的能源利用效率兩方面來進(jìn)行綜合評價的，它是通過在全年假想負(fù)荷的前提下計算設(shè)備系統(tǒng)的全年能源消耗量，來評價設(shè)備能量利用效率的指標(biāo)。根據(jù)CEC的計算公式以及相關(guān)研究表明，基準(zhǔn)型空調(diào)系統(tǒng)的CEC大約在1．6左右，節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)的CEC大約在1．1左右。CEC的值可用于判斷空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性，根據(jù)這個值對節(jié)能措施適當(dāng)調(diào)節(jié)，從而降低智能建筑的總體能耗。PAL是一個評價公共建筑護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、遮陽等其他設(shè)施保溫性能的指標(biāo)，可以作為評價公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的輔助指標(biāo)。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能直接決定了空調(diào)房間的冷、熱負(fù)荷，若要節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的能耗，就必須改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。
1.2給排水設(shè)備節(jié)能控制分析智能建筑給排水能耗主要來自設(shè)備用水損耗和用電損耗。用水損耗包括生活給水能耗與消防給水能耗。生活給水系統(tǒng)供給烹飪、洗滌、沐浴以及日常飲用水，消防給水系統(tǒng)供給消防栓以及自動噴水滅火給水系統(tǒng)用水。影響智能建筑用水損耗的因素有2點：（1）給水管網(wǎng)的滲漏損耗。給排水管網(wǎng)在建筑物內(nèi)以暗埋方式進(jìn)行鋪設(shè)，給水壓力、給水管材的質(zhì)量、水管鋪設(shè)方式及其受腐蝕程度等都是造成積水管破損的原因所在，滲水問題也是目前給排水系統(tǒng)的主要能耗所在，因此加強(qiáng)對上述幾點因素的控制，是有效降低用水損耗的關(guān)鍵措施。（2）用水終端設(shè)備損耗。用水終端設(shè)備包括所有房間用水設(shè)備，如馬桶、洗碗龍頭、洗漱龍頭等，這些終端設(shè)備的損壞往往也給整個給水系統(tǒng)帶來大量的用水損耗，而影響用水終端設(shè)備的因素又包括設(shè)計、制造質(zhì)量及受腐蝕程度等，因此加強(qiáng)對這幾方面因素的控制也能有效降低用水損耗。用電損耗包括水泵用電損耗以及消防系統(tǒng)自動噴淋系統(tǒng)用電損耗。水泵運轉(zhuǎn)損耗的影響因素有2個，即建筑物高度以及用水量。當(dāng)建筑物高度超過30m時，要采用二次水泵供水，二次水泵本身已經(jīng)增加了電能的消耗，且二次水泵與一次水泵的轉(zhuǎn)接也免不了有電能的耗損。同時用水量越大，水泵電機(jī)消耗的電能就越多。自動噴淋系統(tǒng)用電損耗主要來自于長期供電的損耗，由于消防供水系統(tǒng)必須保持一直有水可供，所以噴淋系統(tǒng)必須長期保持備用狀態(tài)，這里的電能損耗取決于噴淋系統(tǒng)的設(shè)計功率。
1.3照明設(shè)備節(jié)能控制分析隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，電力的需求量也在不斷攀升，電力供應(yīng)緊張的局面將在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)一直存在，所以節(jié)能減排刻不容緩。智能建筑照明設(shè)備能耗包括大樓照明系統(tǒng)耗電與用電設(shè)備耗電。在大樓這種人員比較多的地方，我們設(shè)計的照明系統(tǒng)需要做到能源的合理利用，在有人的地方必須設(shè)計有足夠的照明；在人員活動較少的區(qū)域可以采用間斷性照明，比如現(xiàn)在比較流行的聲控、溫控、紅外傳感器控制等；在沒有人的區(qū)域，嚴(yán)格熄燈滅光，以節(jié)約能源［3］。
2結(jié)語
1)民用住宅建筑中屋面的覆蓋材料，一般會使用導(dǎo)熱系數(shù)較好、吸水率較低或者容量較低的材料，此種材料一定會具備所需求的強(qiáng)度，屋面板和防水層之間是承重層的位置。屋面材料在選擇時，一定要按照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在材料的存儲階段，防水防潮是一定要嚴(yán)格關(guān)注的，在建筑施工時，要根據(jù)正確的施工工藝和配比開展施工的流程。
2)民用住宅建筑的屋面綠化。民用住宅建筑中的屋面綠化若能順利進(jìn)行，可以將其中所存在的二氧化碳?xì)怏w合理減少，從而使建筑的能耗降低。例如:在夏季，屋面如果采用了綠化處理，就會比普通的房屋屋面少5℃的溫度，室內(nèi)的溫度能夠減少3℃左右，并且對民用住宅建筑增強(qiáng)綠化，能夠?qū)⒔ㄖ锏闹車h(huán)境有效改善，可以將民用住宅建筑中的周圍溫度合理降低。
2墻體施工的節(jié)能技術(shù)
墻體施工的節(jié)能技術(shù)，是將保溫墻體的施工過程作為最主要的部分，基本是對墻體保溫性能的提升，一般情況下是在承重墻的外層部位建立保溫層。
1)保溫層的施工
外墻體的保溫層施工是民用住宅建筑施工的節(jié)能技術(shù)中最為核心的部分。在施工時若沒有正確的處理過程，就會產(chǎn)生耐久性減弱、滲水、脫落或者開裂的現(xiàn)象，因為墻體的外側(cè)是保溫層的施工位置，沒有較強(qiáng)的粘著性，很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，同時對應(yīng)的成本也相對較高，施工工藝的采用上，一般會選擇復(fù)合、噴涂、干掛以及抹灰等。目前所提倡的施工工藝為加氣混凝土與蒸壓粉煤灰的結(jié)合體，在外部的圍護(hù)上可以充分的利用此種材料的優(yōu)質(zhì)特性，將保溫隔熱性能提升，并且綠色環(huán)保的功效也能大大體現(xiàn)。同時簡單的施工技術(shù)，讓施工人員的工作時間減少。
2)外墻體的保溫施工
民用住宅建筑中所涉及到的承重墻所使用的施工工藝，是對整磚使用平砌的方式，然而如果面臨空心磚，就不可以對其砍鑿。此外，一些部位是有管線經(jīng)過的，就要利用實心磚進(jìn)行砌筑，這時一定要留有預(yù)埋的位置，并且此位置在填筑時不可以用水泥砂漿，否則會嚴(yán)重的將民用住宅建筑中想提升的保溫隔熱性能降低。新型建筑材料的選用和先進(jìn)的施工方法與技術(shù)是建筑施工中非常重要的一項內(nèi)容，這就要求施工管理人員要時刻將節(jié)能理念貫穿在整個施工過程，積極地推行建筑節(jié)能材料的應(yīng)用。
例如聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫技術(shù)，是將廢棄的聚苯乙烯塑料加工破碎成為0．5mm～4mm的顆粒，作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術(shù)包含保溫層、抗裂防護(hù)層和抗?jié)B保護(hù)面層(或是面層防滲抗裂二合一砂漿層)。該施工技術(shù)簡便，不僅可以減少勞動強(qiáng)度，提高工作效率，還不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響;對有缺陷的墻體施工時，墻面不需修補(bǔ)找平，直接用保溫料漿找補(bǔ)即可。該施工技術(shù)解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開裂等問題，從而實現(xiàn)外墻外保溫技術(shù)的重要突破。
3門窗施工的節(jié)能技術(shù)
一、建筑形式與自然采光
太陽光沿著建筑形式的變化而流動，建筑影像跟隨自然光的流動而改變，貝聿銘的伊斯蘭歷史博物館完美展現(xiàn)了這一設(shè)計理念。建筑體量、建筑平面規(guī)劃、建筑剖面和建筑外墻體的虛實都是基本的建筑形式因素，在自然采光設(shè)計中，這些建筑形式都對采光起著基本的決定因素。不論是從建筑的自然采光效果，提高室內(nèi)的視覺舒適度，還是從解決建筑內(nèi)部的某項功能性任務(wù)來講，建筑形式都是與采光過程緊密相連的。我們必須首先明確建筑進(jìn)行自然采光的目的( 照明、被動制冷或被動供暖) 以及所需要達(dá)到的內(nèi)部視覺效果，在明確設(shè)計目標(biāo)后再進(jìn)行物質(zhì)層面上的建筑形式與采光關(guān)系的探討?；镜慕ㄖ问绞怯山ㄖw量、建筑平面規(guī)劃、建筑剖面和建筑外墻體來構(gòu)成的。建筑內(nèi)部空間自然采光的主要因素是對采光方式的研究，采光方式?jīng)Q定了建筑空間光的照度范圍和方向，從原則上講，所有的建筑采光方式應(yīng)依據(jù)建筑空間功能的不同要求而設(shè)定。形式的主旨是對本質(zhì)的具體化表現(xiàn)，它由各種不可分割的元素組合而成。形式的構(gòu)建往往先于設(shè)計，形式引導(dǎo)設(shè)計的發(fā)展方向，因為形式是把握各項元素之間關(guān)系的紐帶。建筑形式的設(shè)計在很大程度上對自然采光設(shè)計的合理性與科學(xué)性產(chǎn)生決定性影響。建筑形式的構(gòu)建必須以明確的自然采光原則和準(zhǔn)則為設(shè)計基礎(chǔ)，從確定采光的內(nèi)容和目的著手設(shè)計。
二、建筑物體量與自然采光
隨著人工照明的出現(xiàn)及大量普及，建筑對自然光照的需求變得明顯降低，由于不再受自然采光設(shè)計的約束，大進(jìn)深的建筑空間，大體量的建筑規(guī)模開始出現(xiàn)，同時也導(dǎo)致了建筑物內(nèi)部與外界自然環(huán)境、自然景觀之間的聯(lián)系減少以及自然光照的缺失和自然通風(fēng)的阻塞。雖然人工照明可以為建筑空間提供優(yōu)質(zhì)的照明效果，但卻無法取代自然光給人的生理上帶來的積極作用，導(dǎo)致的結(jié)果是建筑能耗的急劇增加和各種心理及生理疾病的產(chǎn)生。沒有自然光，一個空間就無法成為真正的建筑。隨著自然光的射入，自然光通過一天不同時間段和一年中的季節(jié)更替所產(chǎn)生的微妙變化，對建筑空間進(jìn)行光照度的明暗、冷暖調(diào)節(jié)，為建筑空間提供了豐富的視覺感受和變換的意境。為保證建筑空間的各部分都可得到的自然光的照射，在建筑物的體量與建筑平面、剖面設(shè)計方面應(yīng)進(jìn)行合理的控制。小體量的建筑物較適合采用雙側(cè)或多側(cè)采光，而體量巨大的建筑則可以利用垂直采光井、內(nèi)部庭院以及采光門廳等設(shè)計手法來保證建筑物內(nèi)部的自然采光。在中國南方夏季溫度較高，控制室內(nèi)溫度是節(jié)能的首要工作，在建筑設(shè)計上宜采用小面寬大進(jìn)深的構(gòu)建格局; 北方冬季漫長寒冷，節(jié)能以室內(nèi)保溫為主，建筑體量宜采用長寬比大( 即大面寬小進(jìn)深) 的建筑格局。從自然光的采光角度考慮，隨著建筑進(jìn)深的增加內(nèi)部光線會越來越弱，因此一方面建筑進(jìn)深不宜過大，另一方面盡可能減少空間內(nèi)的隔墻對自然光線的遮擋，以確保采光照度值和光照均勻度。所以在構(gòu)建建筑體量時應(yīng)兼顧內(nèi)部空間光熱環(huán)境的節(jié)能需求，最終計算出最佳的長寬比值。
三、建筑平面、剖面規(guī)劃與自然采光
建筑的平面、剖面設(shè)計方案，在很大程度上決定了陽光入射到建筑室內(nèi)的角度、深度和廣度，同時也確定了建筑物內(nèi)部空間的光照模式，進(jìn)而確定建筑外部遮陽設(shè)施的制式和懸挑規(guī)格，因此，建筑物平面與剖面的設(shè)計可以描述照明的序列關(guān)系以及室內(nèi)外之間的相互聯(lián)系。甚至還可以研究光照在內(nèi)部空間所形成的氛圍和性質(zhì)。要使建筑內(nèi)部空間獲得充足的自然光照并形成恰當(dāng)?shù)淖匀还庑再|(zhì)，房間的進(jìn)深和高度就成為自然采光設(shè)計所受到的限制因素之一。自然光線從室外入射到室內(nèi)，建筑單項側(cè)面采光建筑在自然采光上面臨的最大難題就會顯現(xiàn)，那就是光照量會從入射口向室內(nèi)深處迅速衰減。若在設(shè)計上采用雙側(cè)或多側(cè)采光，就可以在很大程度上提高室內(nèi)的光線射入量和光照分配量。由于這些方法都是從周圍墻壁或周邊空間進(jìn)行采光設(shè)計，把自然光線引入室內(nèi)，所以建筑的進(jìn)深成為采光設(shè)計的主要因素。而屋頂采光則可以將自然光線引入到建筑內(nèi)部的幾乎任何位置，所以，建筑物的高度就成為影響建筑物底層部分采光的更重要因素。房間的進(jìn)深和高度還會影響到建筑的窗戶、天窗的具置及大小。建筑的表面形式經(jīng)過確定功能的采光設(shè)計后可以儲存、反射、過濾，甚至按照設(shè)計的需要改變光線照射路徑，重新分配自然光。通過建筑立面窗戶位置的選擇，可以調(diào)節(jié)和控制自然光的入射形式及效果。
四、基于光導(dǎo)向系統(tǒng)的日光偏轉(zhuǎn)技術(shù)
依據(jù)平面鏡或棱鏡反射原理的日光偏轉(zhuǎn)技術(shù)，通過對太陽光線更為靈活，更為智能的應(yīng)用，可以達(dá)到光線的最優(yōu)化應(yīng)用。它包括建筑采光節(jié)能設(shè)計和熱工節(jié)能設(shè)計兩個方面，建筑采光節(jié)能設(shè)計要求將自然光有效引入室內(nèi)，不但滿足了視覺實用方面的功能需求，同時達(dá)到了節(jié)省室內(nèi)照明用電的功能。英國環(huán)境部門的一項研究表明，由于高檔的辦公建筑外墻多采用防曬玻璃和垂直遮光簾，阻擋或消除了外界的自然光照，導(dǎo)致了室內(nèi)對人工照明需求的增加，而建筑物內(nèi)部的照明系統(tǒng)要比供熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)消耗更多的能源，這項研究清晰的表明了一個觀點: 提高自然光的利用率可有效降低建筑能耗。日光偏轉(zhuǎn)技術(shù)可有效同時解決建筑物內(nèi)部的視覺舒適度要求和熱舒適度要求。日光偏轉(zhuǎn)的目的和用途就是通過影響入射光線的方向從而改變光線的強(qiáng)度，所以日光偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以實現(xiàn)防護(hù)和供給兩種功能。由此可見，日光偏轉(zhuǎn)技術(shù)的工作原理就是以一種可控的方式使自然光進(jìn)入建筑物內(nèi)部或?qū)⑵浞瓷浠乜罩校奈锢硪罁?jù)是平面鏡或棱鏡對光線的反射原理。一般情況下，日光偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的安裝位置多位于建筑物的玻璃頂棚或外墻，根據(jù)系統(tǒng)與建筑物本身的聯(lián)系又可以分為安裝于建筑物外部，內(nèi)部或集成于隔熱玻璃內(nèi)三種安裝方式。若太陽位置較高，則回復(fù)技術(shù)適用于建筑物的外墻，90%以上的太陽能量會通過光偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)向外墻偏轉(zhuǎn)，只有少量的室內(nèi)照明所必須用到的日光會到達(dá)室內(nèi)。當(dāng)太陽能輻射光線被回復(fù)反射而不是被吸收時，建筑物外墻的過度升溫現(xiàn)象就會避免。安置在建筑物內(nèi)部的光回復(fù)技術(shù)，通過對太陽光線和熱量的反射，可以將大約入射能量的50% 偏轉(zhuǎn)回室外，由于有玻璃層，只有 13% ～26% 的太陽能量進(jìn)入室內(nèi)。光回復(fù)系統(tǒng)集成在隔熱玻璃中，可以得到一個小于 0．2 的衰減因數(shù)值，較之室外遮陽所提供的熱能環(huán)境，可得到更理想的室內(nèi)熱環(huán)境。根據(jù)玻璃涂層的情況不同，90%的太陽能會被阻擋，最多會有 7% ～10%的能量以光和熱形式被傳輸進(jìn)來。目前，國內(nèi)在室內(nèi)采光中用的最多的是傳統(tǒng)的室內(nèi)遮光百葉窗，這種百葉窗雖然可以取得較好的遮光效果，但同時也會使一些積聚的熱量流進(jìn)室內(nèi)，導(dǎo)致室內(nèi)氣溫升高。尤其是在炎熱的夏季，這種百葉窗可以看作是一種熱吸收器和進(jìn)入室內(nèi)的空氣擋板，在阻擋了室內(nèi)與室外空氣流通的同時造成了室內(nèi)的氣溫升高。
五、結(jié)論
關(guān)鍵詞：被動技術(shù)建筑節(jié)能太陽能
1.引言
在人口不斷膨脹，地球環(huán)境被破壞，資源枯竭等問題困擾人類的今天，能源和環(huán)境這一課題引起全世界范圍的關(guān)注。能源和環(huán)境之間有著密不可分的聯(lián)系，能源的消耗會對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定程度的污染并且能源的有限性也使得人們越來越重視能源問題。早在70年代能源危機(jī)之后，人們對“節(jié)能”產(chǎn)生了一種新的道德觀，這種道德觀認(rèn)為，節(jié)能假如不是一種生活方式，那么一定是一種生活的必需。[13]如今，節(jié)能已經(jīng)成為國家政策，它已經(jīng)被賦予了新的含義——能量的有效利用。但是在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，人們往往較為注重建筑物的幾何外觀，使用了許多玻璃幕墻等外表美觀的建筑形式，因而大大增加了建筑能耗。建筑能耗在總能耗中所占比例較大，并且隨著現(xiàn)代化生活水平的提高而逐步增長。能源的消耗不僅加劇了地球礦物燃料的日益緊缺和枯竭，而且嚴(yán)重污染了地球環(huán)境。由表1[2、10]中可以看出，工業(yè)發(fā)達(dá)國家建筑能耗占總能耗的30％～40％，我國建筑能耗業(yè)占總能耗的10％以上。[2]因此建筑節(jié)能潛力很大。在全面深入貫徹21世紀(jì)議程和實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的今天，建筑節(jié)能已成為未來建筑的發(fā)展方向和人類社會共識。
表1.建筑能耗占總能耗的比例國家
美國
英國
瑞典
丹麥
荷蘭
意大利
加拿大
比利時
日本
建筑能耗占總能耗的比例（％）
31.9
34.3
33.9
42.4
33.9
27.4
31.8
31.8
20.3
建筑能耗中空調(diào)能耗占主要部分，隨著人們對生活標(biāo)準(zhǔn)、工作環(huán)境要求的提高和空調(diào)技術(shù)的迅猛發(fā)展，空調(diào)能耗業(yè)已驚人的速度增加，于是人們開始不斷的尋求空調(diào)節(jié)能的途徑。在幫助創(chuàng)造建筑物內(nèi)舒適的熱力學(xué)環(huán)境方面，古建筑學(xué)就包含了許多被動特色。但是在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，人們漸漸忽略了被動方式而用機(jī)械系統(tǒng)來給建筑物供熱、供冷。然而，在能源危機(jī)之后，人們開始重新對利用被動方式給建筑物供熱、供冷產(chǎn)生興趣。被動冷卻可以被定義為利用自然的方法從建筑物中移走熱量，通過對流、蒸發(fā)和輻射或者是通過相鄰部分傳導(dǎo)和對流的方式防止從大氣中吸熱。[3]被動技術(shù)與機(jī)械系統(tǒng)相比具有節(jié)能、對環(huán)境無污染等優(yōu)點。被動技術(shù)利用自然的太陽能、風(fēng)、水等無污染的能源對建筑物進(jìn)行冷卻或加溫，避免了機(jī)械系統(tǒng)使用氟利昂等制冷劑對臭氧層的破壞，有利于環(huán)境保護(hù)。
建筑物能耗中的空調(diào)能耗在夏季或是在氣候炎熱的地區(qū)日間出現(xiàn)峰值，給地區(qū)及國家的電力能源等系統(tǒng)帶來了強(qiáng)大的負(fù)擔(dān)。在我國，1999～2000年興建住宅約55億㎡，此外，隨著人們對室內(nèi)舒適性要求的不斷提高，過去一些非采暖地區(qū)越來越廣泛的使用采暖設(shè)施，制冷空調(diào)設(shè)備也在全國范圍內(nèi)得到普及。據(jù)統(tǒng)計，我國2000年空調(diào)年產(chǎn)量已超過1340萬臺。[4]由此可見，今后我國空調(diào)能耗必將急劇增加。另外，生活熱水的提供也將大大增加建筑能耗，這都將給能源、電力、和環(huán)境造成巨大的壓力。在我國，部分地區(qū)有著豐富的太陽能資源，太陽能是一種巨大的、可再生的、無污染的能源，如果能將豐富的太陽能充分的收集利用不僅能減少空調(diào)能耗中用來抵消太陽輻射熱的負(fù)荷，還可以利用太陽能加熱水以提供生活熱水，這樣就大大的緩解了社會各個部門的壓力，有利于社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
2.我國的太陽能資源
我國地處18°～54°之間，幅員遼闊，擁有極其豐富的太陽能資源，全國約由三分之二以上的地區(qū)太陽能利用條件良好，年日照時間大于2000h左右，尤其是西北地區(qū)和青藏高原，年平均日照時間在3000h左右。拉薩素有“陽光城”之美稱；華北和內(nèi)蒙古一帶日照條件也較優(yōu)越；東南海域許多島嶼也有足夠的太陽能資源。據(jù)估計，我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50×1018KJ全國各地太陽年輻射總量達(dá)335～837KJ/㎝2。若按各地太陽年輻射總量來劃分，我國大致可分為五個太陽能資源帶，如表2所示。[4]
表2中國太陽能資源的劃分地區(qū)分類
年日照時數(shù)
（h）
年輻射總量
（KJ/㎝2）
相當(dāng)于燃燒標(biāo)煤（Kg)
包括地區(qū)
與國外相當(dāng)?shù)牡貐^(qū)
一
2800～3300
670～837
230～280
寧夏北部、甘肅北部、新疆東南部、青海西部與西部
印度和巴基斯坦北部
二
3000～3200
586～670
200～230
河北北部、山西北部、內(nèi)蒙古和寧夏南部、甘肅中部、青海東部、東南部和新疆南部
印度尼西亞的雅加達(dá)一帶
三
2200～3000
502～586
170～200
北京、山東、河南、河北東部、山西南部、新疆北部、云南、陜西、甘肅東南部、廣東和福建南部
美國的華盛頓地區(qū)
四
1400～2200
419～502
140～170
湖北、湖南、江西、浙江、廣西和廣東北部、江蘇和安徽的南部、陜西南部、黑龍江
意大利的米蘭地區(qū)
五
1000～1400
335～419
110～140
四川、貴州
法國的巴黎和俄羅斯的莫斯科地區(qū)
研究結(jié)果表明，在太陽能利用方面具有經(jīng)濟(jì)價值的地區(qū)是年輻射總量高于2200h的地區(qū)。因此，我國具有在大部分地區(qū)建筑物中推廣應(yīng)用太陽能利用技術(shù)的良好條件，尤其是西北干旱地區(qū)、青藏高原以及常規(guī)能源短缺或電力緊張的地區(qū)更應(yīng)該重視太陽能的開發(fā)和利用。
3.被動冷卻技術(shù)在建筑物中的應(yīng)用方式
隨著人們對于環(huán)境污染問題越來越重視、對于室內(nèi)空氣品質(zhì)要求的不斷提高，在不斷加緊研究和推行空調(diào)節(jié)能，改善室內(nèi)空氣條件，尋找替代冷煤的同時，許多國家都在積極的探索利用自然條件的冷卻方法。[9]實踐證明，在提高維護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能以大大減少空調(diào)負(fù)荷的基礎(chǔ)上，配以自然冷卻的技術(shù)和措施，對很多地區(qū)而言非常有效的。這些技術(shù)和措施一般被稱為被動冷卻和混合冷卻。被動冷卻在建筑物中的應(yīng)用方式可按照作用對象的不同分為四類：第一類主要是對建筑物屋頂進(jìn)行冷卻（設(shè)置蓄水屋頂、含濕材料、加蓋隔熱板、設(shè)置空氣層等）；第二類主要是對建筑物墻體進(jìn)行冷卻（在墻體中間設(shè)置空間層）；第三類主要是對建筑物的窗、玻璃幕、陽臺等透光部分進(jìn)行冷卻（設(shè)置遮陽、水簾等）；第四類主要是對建筑物室內(nèi)地板進(jìn)行冷卻（建地下室等）。
3.1應(yīng)用于建筑物屋頂?shù)谋粍永鋮s技術(shù)
對于一個單層建筑物，四面都暴露于太陽下，在夏季建筑物吸入的熱量有36.7％是由屋頂獲得。一般的，屋頂始終暴露于太陽之下，而四側(cè)墻體不受陽光照射，因此在那種情況下，建筑物獲得的熱量大概有50％或更多來自于屋頂。[3]因為屋頂吸熱是建筑物吸熱的主要來源，因此對于如何減少屋頂?shù)奈鼰岢蔀闇p少建筑物能耗的關(guān)鍵。
3.1.1屋面水池
屋頂水池是唯一的一種同時可用于夏季供冷、冬季供暖的被動系統(tǒng)。最常用的系統(tǒng)是在堅固并高導(dǎo)熱的平頂上設(shè)置淺水池。屋頂蓄水后,太陽的輻射熱由于水分的不斷蒸發(fā)而減緩,由于水層的吸收作用也要奪走部分輻射熱,從而可以有效的防止建筑物屋頂房間的過熱.同時,由于屋面的防水層是處在水層之下,不直接受太陽紫外線的強(qiáng)烈照射,可以延緩材料老化.對于剛性防水屋面,蓄水層還可以緩解溫度伸縮的脹力,減少屋面開裂的可能性.[5]而且蓄水的水層厚度時的水層對于太陽能的透射率降低,但是吸收率有所增加.很多國家已開始采用這種蓄水屋面,如原蘇聯(lián)已大面積將蓄水屋面用于紡織工廠及其他工業(yè)廠房,[5、11]法國和美國也不同程度的應(yīng)用了蓄水屋面,在我國四川也采用了蓄水屋面,綜合效果較令人滿意.[9]
另外還可以在水池上設(shè)置一層隔熱板，在夏季，在日間水池由隔熱板覆蓋，夜間可移動的隔熱板移走并且通過夜間冷卻使水冷卻。建筑物熱量通過屋頂由室內(nèi)傳至周圍環(huán)境并且獲得冷卻。通過使用帶有隔熱板的屋頂水池可使得屋頂?shù)脽釡p小，它減少了屋頂吸收的太陽輻射。在冬季，可移動隔熱板在日間移開，以便水池里的水吸收太陽輻射熱并加熱建筑物。水池在夜間蓋上隔熱板以便于水池中熱的水將熱量傳進(jìn)建筑物。外觀如圖1，結(jié)構(gòu)如圖2。[3]
3.1.2屋面鋪設(shè)含濕材料
蒸發(fā)冷卻是最重要的被動冷卻過程，無論何時，只要含濕材料或是材料濕表面的水蒸氣壓力高于周圍環(huán)境大氣中的水蒸氣分壓力，蒸發(fā)冷卻都可以進(jìn)行。此類蒸發(fā)冷卻采用在建筑物面上鋪設(shè)一層含濕材料(如圖3)[8],此層材料依靠淋水或天然降水來補(bǔ)充含濕層水分。當(dāng)材料含濕后受太陽輻射和大氣對流及天空長波輻射換熱,內(nèi)部水分通過熱濕遷移機(jī)理的作用遷移至表面并在此蒸發(fā)。[8]含濕多孔體水分蒸發(fā)過程是眾多因素綜合作用的結(jié)果,如液體擴(kuò)散、毛細(xì)流動、蒸發(fā)凝結(jié)、壓力梯度、重力等。[7]
圖3.多孔材料屋頂結(jié)構(gòu)
屋頂鋪設(shè)含水的粗麻布袋是比較原始的鋪設(shè)材料，經(jīng)過長時間的試驗和實踐研究，人們發(fā)現(xiàn)了許多新型的屋頂含濕材料，這些材料的蒸發(fā)冷卻效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于粗麻布袋，如多孔含濕材料等。由于太陽輻射給屋頂帶來的熱量也使含濕材料中的水分蒸發(fā)，因此，太陽輻射熱強(qiáng)度一定程度的增大不但不會增加屋頂吸熱，反而會使得蒸發(fā)冷卻效果增強(qiáng)，屋頂降溫效果更好，另外風(fēng)速較大也可以使得蒸發(fā)冷卻效果增強(qiáng)。由此可以看出，蒸發(fā)冷卻技術(shù)對于在太陽輻射強(qiáng)度大、風(fēng)速大的干旱地區(qū)的建筑物非常適用。通過這種技術(shù)，室內(nèi)干球溫度可以接近于室外的濕球溫度。多孔含濕材料層被動蒸發(fā)冷卻的降溫方法效果顯著，建筑屋面降溫約25℃屋頂內(nèi)表面降溫約5℃優(yōu)于現(xiàn)行傳統(tǒng)的蓄水屋面。[11]
3.1.3屋頂設(shè)置空氣隔熱層
在屋頂上設(shè)置一空氣隔熱層（如圖4）[3]可使建筑物屋頂?shù)脽崃繙p小。一般情況下是在屋頂放置一些導(dǎo)熱性能較低的支撐物，并在上面改一層隔熱板，這樣在屋頂和隔熱板之間就形成了一個空氣層。這個空氣層就起到了隔熱作用，不但可以通過隔熱板而使屋頂太陽輻射得熱減少，還可以通過空氣層的隔熱作用使得隔熱板到屋頂?shù)膫鳠釡p少，從而減少室內(nèi)得熱。在屋頂設(shè)置空氣隔熱層可以避免屋頂水池和含濕材料兩種情況中屋頂防腐和絕濕層的問題，但是這種方式只能在減少建筑物得熱方面有一定作用，比較單一。
3.2應(yīng)用于建筑物墻體的被動冷卻技術(shù)
建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部存有空間層有可能大大提高建筑物熱阻值，使得建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)熱量的散失和獲得都降低，并且無論是在冬季還是夏季都可以獲得能量以保持適合的室內(nèi)空氣溫度。另外還可以提高用戶的舒適性——隨著冬夏的不同通過升高或降低墻體內(nèi)表面溫度——大多數(shù)情況下，可以將體系統(tǒng)熱量需求和制冷系統(tǒng)制冷能量的需求，并防止在冷氣候條件下墻體結(jié)露。采用建筑物墻體內(nèi)空間層通風(fēng)而不是采用密封墻體節(jié)約了大量能源，尤其是當(dāng)空間內(nèi)通風(fēng)層的通風(fēng)是通過排風(fēng)口處的風(fēng)扇來實現(xiàn)的時候能夠節(jié)約更多的能源。
圖5.蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)示意圖
對于不同類型墻體和不同的通風(fēng)、排風(fēng)量，無論是密封的墻體還是通風(fēng)墻體，大量用在空間層內(nèi)流動的空氣來自于一個蒸發(fā)冷卻過程的飽和空氣時，來源于維護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于通風(fēng)空間層從室內(nèi)處的得熱，甚至來說，對于封閉墻體也是一樣的。在一些情況下，甚至于考慮到通風(fēng)扇的能耗，部分的節(jié)能率可以大于100％（與通風(fēng)墻的熱量散失有關(guān)）。[6]此外，發(fā)展可能會沿著利用供應(yīng)的空間層內(nèi)遺留的通風(fēng)空氣流去回收空氣與空氣之間的熱交換，應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)環(huán)境以減少空調(diào)能耗。
3.3應(yīng)用于建筑物窗、玻璃幕、陽臺等的被動冷卻技術(shù)
這種冷卻技術(shù)提出在位于低層層建筑物的公寓，通過在私人部分的開放空間和陽臺上設(shè)置一個簡單水簾的方法進(jìn)行空間冷卻。圖5[1]顯示的是一種在自然通風(fēng)協(xié)助下暴露水簾的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。水流沿著尼龍線或其它絲線垂直下落，使暴露在空氣中的水表面積最大，絲線的排列要使流下的水形成水簾，并使得水流與流過的空氣流相互垂直。
水通過小型水泵由位于系統(tǒng)底部的水槽提升到上部，并沿絲線流下回到水槽.流過系統(tǒng)的空氣被冷卻加濕。如果使水和空氣充分接觸并使水和出口處的空氣均達(dá)到平衡態(tài)（飽和），那么系統(tǒng)里的空氣達(dá)到的溫度將接近于出口處空氣的濕球溫度。由于水不斷蒸發(fā)而使系統(tǒng)水分流失，因此需要給水槽補(bǔ)充水。圖6是一個所提出的冷卻系統(tǒng)的外觀。
圖6.建筑物外表面蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)外觀
3.4應(yīng)用于建筑物地板的被動冷卻技術(shù)
這種被動冷卻技術(shù)與建筑物的結(jié)構(gòu)有較大聯(lián)系，主要是在建筑物下的地面以下建構(gòu)一個地下結(jié)構(gòu)（譬如地下室、儲藏室等），這種結(jié)構(gòu)主要是使得建筑物地面蓄熱能力增強(qiáng)，是建筑物室內(nèi)空氣溫度曲線較為平穩(wěn)，室內(nèi)溫度變化幅度較小，與其它冷卻方法相結(jié)合使得室內(nèi)條件較為接近舒適度條件。
4.被動冷卻技術(shù)的發(fā)展回顧及其在建筑節(jié)能中的應(yīng)用前景
早在20世紀(jì)30年代末期美國的克薩斯大學(xué)的學(xué)者就提出利用屋頂蓄水來降低屋免得溫度，但當(dāng)時由于結(jié)構(gòu)上的原因沒有能夠?qū)崿F(xiàn)這項構(gòu)造措施。1940年Houghten等人首次對屋頂蓄水和灑水兩種情況的蒸發(fā)冷卻效果進(jìn)行了考察研究，證明了兩種方法的有效性。1958年，我國學(xué)者趙鴻佐（1959）等對瓦屋面的間歇加濕降溫問題作了研究，這項研究為研究含水材料層的蒸發(fā)問題提供了良好的思路。[5]
由于被動冷卻技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保的特點，并且對于室內(nèi)空氣冷卻效果顯著，長期以來這種冷卻技術(shù)倍受人們關(guān)注。特別是在我國經(jīng)濟(jì)、工業(yè)的各個產(chǎn)業(yè)都迅速發(fā)展的今天，能源的大量消耗、環(huán)境污染嚴(yán)重，這些都促使人們更加的關(guān)注尋找新的冷卻方法以減少能源的消耗和環(huán)境污染。被動冷卻技術(shù)就是這樣一種冷卻方式，它利用太陽能、自然風(fēng)、蒸發(fā)冷卻等自然的方法對建筑物進(jìn)行冷卻。因此在未來對于減少環(huán)境污染和能源消耗的研究中，我們應(yīng)該對被動冷卻技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給予更大的關(guān)注。首先應(yīng)該在全社會范圍內(nèi)使得人們了解能源消耗、環(huán)境污染的嚴(yán)峻性，從而使得人們認(rèn)識到建筑節(jié)能的重要性以及被動冷卻技術(shù)的在建筑節(jié)能中應(yīng)用的必要性。其次就要求科研工作者要繼續(xù)努力，在總結(jié)過去經(jīng)驗的同時大力的研究開發(fā)效果更佳、經(jīng)濟(jì)性更好的被動冷卻應(yīng)用方法。
新世紀(jì)已經(jīng)來臨，科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都對能源與環(huán)境提出了更高的要求，隨著我國改革開放的深入，在“科技興國”的國策指引下，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求的被動冷卻技術(shù)必將得到長足的發(fā)展，在我國建筑物節(jié)能應(yīng)用中會有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
1.ZahraGhiabaklou.Thermalcomfortpredictionforanewpassivecoolingsystem.BuildingandEnvironment,2003.
2.董琳，龍惟定.綠色建筑與暖通空調(diào).建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2003年第3期.
3.N.M.Nahar,P.Sharma,M.M.Purohit.Performanceofdifferentpassivetechniquesforcoolingofbuildingsinaridregions.BuildingandEnviornment.2003.
4.曠玉輝，王如竹.太陽能熱利用在我國建筑節(jié)能中的應(yīng)用和展望.制冷與空調(diào)，2001年8月
5.孟慶林.建筑物表面被動蒸發(fā)冷卻.華南理工大學(xué)出版社,2001年2月.
6.M.CappelliD’Orazio,C.CianfriniandM.Corcione,ENERGYSAVINGBYEVAPORATIVEAIR-COOLINGPROCESSESINBUILDING-ENVELOPEVENTILATEDAIRSPACES.HeatandTechnology,1999.
7.王子介.建筑物被凍冷卻與混合冷卻的方法.暖通空調(diào),1998年第6期.
8.孟慶林.建筑屋面利用含濕多孔材料被動蒸發(fā)降溫技術(shù)研究.重慶建筑大學(xué)學(xué)報,1997年12月第6期.
9.孟慶林.建筑屋面太陽能被動蒸發(fā)冷卻研究.太陽能學(xué)報,1996年7月第3期.
10.錢以明.高層建筑空調(diào)與節(jié)能。同濟(jì)大學(xué)出版社，1990.
11.剛性蓄水屋面.南方輕型屋蓋熱工設(shè)計研究.四川省建筑科學(xué)研究院,1980年.
關(guān)鍵詞：建筑工程設(shè)計；節(jié)能；建筑設(shè)計；研究
眾所周知，節(jié)能已經(jīng)成為了當(dāng)今社會各個領(lǐng)域發(fā)展的重要戰(zhàn)略主題，其是實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的必要條件，建筑行業(yè)也不例外。節(jié)能型建筑不僅能夠有效的降低工程的成本投入，還能夠更好的提高建筑的舒適度。為此，相關(guān)的人員在實際的設(shè)計過程中，要充分的將“低碳環(huán)保”作為建筑過程中的重要理念去執(zhí)行，從而保證建筑的施工質(zhì)量和使用效果。
1建筑工程設(shè)計中的節(jié)能建筑設(shè)計的重要意義和必要性
近年來，我國城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，城市中的建筑數(shù)量與日劇增，其在給人們生產(chǎn)和生活帶來便利的同時，也消耗了巨大的能源。這使得社會資源緊缺的局面更為嚴(yán)重，進(jìn)一步的凸顯出了社會建設(shè)和人類環(huán)境和資源之間的矛盾。因此，在這樣的情況下，建筑施工單位應(yīng)該充分的意識到到節(jié)約資源的重要性和必要性，加強(qiáng)對房屋建筑的節(jié)能設(shè)計，從而進(jìn)一步促進(jìn)人與自然的可持續(xù)發(fā)展。但是我國的人口比較多，人均資源占有量比較小，我們要根據(jù)我國的實際情況，選擇合理的節(jié)能方式，對建筑工程的施工進(jìn)行合理的設(shè)計和規(guī)劃，從而在一定程度上，有效提高建筑能源的利用率。
2建筑工程設(shè)計中的節(jié)能建筑設(shè)計的研究策略和具體措施
2.1節(jié)能建筑的朝向選擇。在實際的建筑設(shè)計的過程中，我們要意識到建筑的朝向不僅關(guān)系著自然的光照效果，還會影響建筑的通風(fēng)效果。我們必須對建筑朝向的設(shè)計給予足夠的重視。為此，我們在對建筑朝向進(jìn)行選擇的過程中，要能夠?qū)χ苓叺沫h(huán)境進(jìn)行合理和全面的了解，對建筑物與周邊建筑之間的距離進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置。對建筑所在地的地域環(huán)境進(jìn)行充分和全面的分析，保證良好的光照和通風(fēng)條件，進(jìn)而實現(xiàn)真正的節(jié)能。例如：通常情況下，我國北方地區(qū)經(jīng)常會將建筑設(shè)計成南北向來實現(xiàn)有效的光照需求。而南方地區(qū)經(jīng)常會利用當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)方向來實現(xiàn)自然通風(fēng)的需求。2.2節(jié)能門窗的設(shè)計與優(yōu)化。我們在設(shè)計門窗的時候，要嚴(yán)格的設(shè)計門窗的比例，保證其合理性。眾所周知，門窗是建筑的重要組成部分，因此，我們在設(shè)計門窗的時候，不僅要考慮其外形的美觀，還要有效的注重其通風(fēng)、和保溫以及氣密性。如果其氣密性不夠好，就會產(chǎn)生大量的能耗，無法實現(xiàn)有效的保溫。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，吸熱玻璃和隔音玻璃以及反光玻璃也在市場上逐漸推廣和普及，而且其在實際的應(yīng)用過程中取得了較好的成果。因此，我們要能夠有效的將其應(yīng)用在節(jié)能建筑的設(shè)計過程中，實現(xiàn)對材料的有效節(jié)能。我們從圖1中，能夠看到這是一種節(jié)能門窗，通過百葉窗的設(shè)計和應(yīng)用，實現(xiàn)了對光照和通風(fēng)的有效調(diào)節(jié)，從而提高房屋使用的舒適度。2.3墻體和屋面的節(jié)能設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)涵蓋了多方面的內(nèi)容和因素，墻體和屋面就是非常重要的組成部分。針對于墻體的設(shè)計，相關(guān)的人員應(yīng)該從材料入手，充分利用一些保溫效果好而且光線效果好的材料來建筑的墻體進(jìn)行設(shè)計，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)良好的保溫效果，而且還可以利用余熱來有效的改善環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)能。針對于屋面的設(shè)計，我們可以采用到鋪實的屋面保溫設(shè)計方案，通過對其應(yīng)用，實現(xiàn)良好的保溫效果，也在一定程度上，提高了建筑物的使用壽命和耐久性。2.4合理的選用節(jié)能材料。在實際的施工過程中，我們不難發(fā)現(xiàn)，建筑材料是建筑施工過程中必不可少的物質(zhì)，我們要想有效的實現(xiàn)建筑設(shè)計的節(jié)能，就應(yīng)該加強(qiáng)對節(jié)能材料的使用。為了滿足節(jié)能的需求，相關(guān)的工作人員應(yīng)該從多個角度進(jìn)行入手，要在滿足高效、經(jīng)濟(jì)、健康和節(jié)能的基礎(chǔ)上來選擇合理的建筑施工材料。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)家會研發(fā)出更多的節(jié)能和高效的材料，我們應(yīng)該跟上時代和科學(xué)技術(shù)的步伐，對這些節(jié)能材料進(jìn)行合理的使用，從而實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。2.5節(jié)能建筑中的遮陽設(shè)計。通過對相關(guān)材料的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在節(jié)能建筑中的遮陽基本形式主要為以下幾種：①水平式的遮陽，這樣的設(shè)計方式就是直接對從窗戶上方照射的陽光進(jìn)行遮擋，其遮光的高度角比較大，主要應(yīng)用在南朝向的遮陽設(shè)計上。②垂直式的遮陽設(shè)計，這種遮陽設(shè)計主要是為了遮擋從窗戶兩側(cè)斜射進(jìn)來的陽光，其遮擋的高度角比較小，非常適合在東北和西北方向窗戶的遮陽。③綜合式遮陽設(shè)計，這種這樣的設(shè)計方式和遮陽效果都較為突出，其能夠有效的遮擋中等高度角的陽關(guān)。這種方式比較實用東南和西南方向的窗口遮陽。除此之外，還有很多節(jié)能遮陽的方式，相關(guān)的施工單位要能夠根據(jù)實際的這樣需求以及施工的現(xiàn)場情況來對相關(guān)的方式進(jìn)行合理的選擇，從而有效的實現(xiàn)冬季光照足夠，同時避免室內(nèi)熱量的散發(fā)，夏季可以防止陽光的直接照射，并且防止溫度大幅度上升的效果。2.6建筑設(shè)計中的綠化系統(tǒng)的植物的設(shè)計。我們在實際的設(shè)計過程中，應(yīng)該意識到通過綠化系統(tǒng)植物的合理設(shè)計能夠起到降噪和凈化空氣的作用。因此，相關(guān)的建筑節(jié)能設(shè)計人員應(yīng)該重視綠化系統(tǒng)植物的植入和應(yīng)用。通過綠化植物的融合，能夠?qū)崿F(xiàn)減排和降低能耗的重要目的。這種綠化系統(tǒng)主要分為三種方式：①在屋頂上進(jìn)行綠化；②垂直綠化；③式空中花園綠化。針對于屋頂?shù)木G化，我們可以將屋頂設(shè)計為斜坡，然后在其上面種植一些綠色植物，但是我們也要對屋面的荷載給予有效的考慮，從防止荷載過大對屋面造成影響。針對于垂直綠化，其主要采用的爬山虎之類的植物來在外墻邊進(jìn)行種植，使其能夠充分的爬滿和覆蓋到建筑的外墻上，這樣不僅能夠有效避免陽光對墻體的直接照射，還可以有效的降低污染，改善空氣的質(zhì)量。而最后一種空中花園的綠化方式是指在有限的綠化空間內(nèi)，利用盆栽來增加綠化的空間面積，進(jìn)而實現(xiàn)凈化空氣的目的，而且也實現(xiàn)了對環(huán)境美化。圖2是著名的法國生態(tài)屋，我們從這個圖片中能夠看到，其對建筑設(shè)計綠色系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)化效果，他們采用在屋頂和建筑周圍都種植一些綠色植物的方式，來進(jìn)行建筑節(jié)能的設(shè)計，不僅保護(hù)了環(huán)境，凈化了空氣，還能夠使得建筑的外形更加美觀。2.7建筑設(shè)計中的加入海綿城市設(shè)計專篇。為了全面貫徹落實近年來國家和各省市關(guān)于海綿城市建設(shè)的要求，結(jié)合各地區(qū)氣候特點，充分利用自然資源，推行低影響開發(fā)建設(shè)模式，貫徹“建設(shè)自然積存、自然滲透、自然進(jìn)化的海綿城市”理念，建筑設(shè)計應(yīng)基于對地塊的整體功能布局及周邊情況的特點分析，遵循節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，因地制宜，經(jīng)濟(jì)適用的原則，提出相應(yīng)的海綿設(shè)置引導(dǎo)，配置好地塊建筑、道路、綠地與廣場等關(guān)系，并與水、結(jié)構(gòu)、綠建、景觀等專業(yè)等密切配合，具體落實到地塊控制指標(biāo)當(dāng)中，因地制宜地做好場地設(shè)計，節(jié)能減排，水的循環(huán)利用，從而切實做到優(yōu)化建筑的節(jié)能設(shè)計。
3結(jié)語
綜上所述，建筑工程設(shè)計中的節(jié)能建筑的合理設(shè)計和優(yōu)化不僅能夠有效的保護(hù)資源，節(jié)約環(huán)境，還能夠提高人們使用的舒適度，為人們的生產(chǎn)和生活提供更大的便利條件。為此，相關(guān)的人員在實際的設(shè)計過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對建筑工程各個環(huán)節(jié)設(shè)計的優(yōu)化和完善，從而實現(xiàn)更好的節(jié)能設(shè)計，促進(jìn)建筑行業(yè)更快更好的發(fā)展，也為我國的社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的保證。
作者:樊俊 單位:廣東省國際工程建筑設(shè)計有限公司
參考文獻(xiàn)
[1]陳慶華.關(guān)于節(jié)能建筑工程設(shè)計的分析[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2014（24）.
[2]尹麗娜，周偉敬.建筑工程設(shè)計中的節(jié)能建筑設(shè)計探討[J].江西建材，2017（3）：50.
[3]趙穎.建筑工程設(shè)計中的綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用分析[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（3）.
[4]史曉璐.建筑工程設(shè)計中應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)的研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016（36）.
[5]王松.論節(jié)能設(shè)計在建筑工程設(shè)計中的重要性和應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（22）.
