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现代节能建筑与立面研究

  摘要:随着城市化进程不断加速,建筑业已成为国民经济的支柱产业之一。如何通过设计手法实现建筑节能,已经成为当今城市建筑建设发展的研究热点。众所周知,建筑不仅要满足人们的物质功能要求,还要符合人们精神方法的需要,因此,建筑美是客观存在的。建筑立面设计包括屋顶、主体和基座三部分,其中建筑的主体是建筑立面的主要组成部分。 

  关键词:节能建筑;立面设计;设计要素;构成要素  

  中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号: 

  1节能建筑与立面设计的概述 

  当今社会,城市化进程不断加速,建筑业已成为国民经济的支柱产业之一。建筑业的繁荣直接导致了生态环境的破坏和能耗的加速,据统计,人类消耗能源的三分之一用来支撑城市建筑。如何通过设计手法提高建筑内部环境、实现建筑节能,如何抑制生态环境的恶化,已经成为当今城市建筑建设发展的研究热点。 

  节能建筑是指遵循基本的节能方法,对建筑规划分区、建筑单体、间距、朝向、风向、太阳辐射以及外部空间环境进行分析后,设计出低能耗的建筑。由于建筑能耗包括建设过程中的能耗和使用过程中的能耗两部分,本文主要研究民用建筑在使用过程中的能耗,主要包括空调、采暖、热水供应、通风、照明、电梯、家用电器等方面的能耗。其中空调、采暖和通风三者占到总能耗的65%。 

  众所周知,建筑不仅要满足人们的物质功能要求,还要符合人们精神方法的需要,因此,建筑美是客观存在的。建筑的美观主要通过外部造型的艺术处理,同时也包括建筑的群体空间布局。由于建筑物的外观造型经常被人们接触,对人的精神世界直接产生影响,因此,建筑设计是要重视立面设计。建筑立面设计包括屋顶、主体和基座三部分,其中建筑的主体是建筑立面的主要组成部分,包括采光设计、立面材料和结构构件等因素。 

  2现代节能建筑中立面设计的要素分析 

  2.1现代节能建筑立面设计的影响因素 

  现代节能建筑的立面设计与建筑所处的地域环境、基地环境、建筑物的体形系数、形态构成等紧密联系,这里因素不仅表达着建筑物本身的性格特征,还是我们降低建筑物能耗的重要方面。 

  ⑴地域因素。由于建筑物所处的地理环境各不相同,应对自然条件的方法也不同,现代节能建筑的立面设计首先要结合当地的气候特点、地域特征,例如温度、湿度、风力、风向、日照强度等因素,然后选用当地的材料、能源和建造技术,吸收当地的建筑文化成就,进行适合于当地地域特征的建筑立面设计。 

  ⑵基地因素。由于任何建筑都是在一定的环境之中建成的,自然环境是建筑赖以存在的物质前提,建筑立面设计和自然环境中的基地因素息息相关。基地因素包括建筑环境在城市中的位置、周边环境、场地情况等。因此,建筑立面设计时应从地形地貌、水资源、植被、场地、朝向、建筑性质和形状等方面进行考虑。 

  ⑶建筑体型。现代节能建筑在设计时还要考虑体形系数(体形系数是指建筑物的外表面与其所包围的体积的比值),节能建筑希望体形系数越小越好,例如如果把建筑物设计成圆柱形,则外表面积较小,有利于减少能量的消耗。研究表明,体形系数每增大0.01,建筑能耗增加2.5%。 

  ⑷形态构成。由于建筑的形态特点往往给通风、照明带来一定的影响,从而影响了建筑的自然通风状况、自然采光水平和建筑物和外界的交换热能。因此,建筑的形态构成也是影响建筑立面设计的主要因素。 

  2.2现代节能建筑立面设计的构成因素 

  现代节能建筑的立面设计构成因素很多,主要有立面材料、建筑构件、屋顶设计、采光设计、立面颜色、保温材料等,本文主要从以下四个方面进行论述。 

  ⑴立面材质。立面材质不仅反映在围护结构、装饰和文化艺术的表达上,还能表现对环境资源的有效利用。立面材质在功能上能隔绝室外气候的变化、起到遮光、保温、通风、隔热和隔音等作用。立面的材质一般有金属,玻璃,石材或者其他复合性的材料,随着科技的不断进步,将各种光热和光电转换装置加装到立面材质上,还能起到收集能源,降低能耗的作用。 

  ⑵建筑构件。建筑构件不仅要满足功能上的要求,也要发挥节能的巨大作用。例如阳台的凹凸,屋檐的出挑,楼板的设计,还有局部细节的定位都要从节能的角度出发。通过建筑构件和高质量设计之间的全面配合,尽可能地减少能源的浪费。 

  ⑶屋顶设计。屋顶设计又称为第五立面设计,是相对于建筑的前后左右四个立面而言的。屋顶是与大气接触、承接雨水阳光的主要界面,屋顶的耗能约占建筑总耗能的10%。因此,重视屋顶的节能设计,能提高抵抗夏季室外热作用的能力、减少空调能耗。屋顶设计常采用隔热屋面、外保温屋面、种植屋面、采光屋顶、太阳能屋面和蓄水屋顶等不同的设计手段。 

  ⑷采光设计。采光设计主要有遮阳设计和窗口设计,在保证建筑室内充足光照的同时,通过对入射光线的控制,起到节约能源的目的。由于太阳辐射对建筑有相当的影响,通过遮阳设计可以减少照明系统的能量消耗。窗口设计主要是窗户的形式、大小、方位上的思考。 

  3 现代节能建筑的立面设计 

  3.1 现代建筑立面设计的原则 

   由于建筑物从整体到立面有不同部分和不同材料组成,各个部分之间相互联系又有区别,立面设计时要注意立面虚实与凹凸处理、立面比例尺度的处理、立面的重点与细部处理和立面的色彩与质感处理。现代建筑立面设计的原则主要有反映建筑功能的特征、结合建筑结构和材料性能、适应施工技术要求、符合社会经济条件、适应建筑周围环境规划的要求、符合建筑美学等。 

  3.2现代节能建筑立面的的设计手法 

  现代节能建筑立面设计要从整体出发,分析建筑和历史文化、自然环境、城市发展的关系,把握建筑的设计风格,使最终的设计成果结合各种节能技术的综合运用,只有这样才能设计出使用、科学、现代、美观的节能建筑。 

  ⑴整体分析。整体性是指建筑在时间上的连续性、在空间上的整体性,现代节能建筑立面设计的整体性思维主要表现在:将建筑物看成一个开放的系统,是自然环境中的一个环节;整体审视建筑系统和周围自然环境生态系统之间的相互影响;体现出空间因素的影响。 

  ⑵建筑风格。作为反映建筑直观形象的立面设计,要受到众多自然因素的影响。由于不同地区有着独特的气候条件和建筑特色,这对建筑的风格和形式影响很大。同时不同历史时期的经济、文化等因素也对建筑风格产生影响,随着社会文化多元化的发展,建筑的个性化特征越来越明显,再加上设计师自己的设计风格,建筑的个性化更加强烈和明显。 

  ⑶细部设计。现代节能建筑立面设计还要从微观上来把握具体的设计元素,这是因为表现风格最重要的还是细节元素。每一个细节设计不仅确保了建筑物的整体性,也是建筑师设计理念的载体,呈现出建筑物想要传达的意境。 

  4 结束语 

  随着人们对节能建筑的关注,低耗能的建筑越来越多,生态建筑、绿色建筑和可持续性建筑逐渐成为节能建筑发展的趋势。本文通过分析建筑节能的设计理念,特别是建筑立面设计对建筑节能的影响,探讨了具体的设计方法,使设计过程理性化、清晰化、科学化,为今后的设计提供有益的参考。    

  参考文献    

  [1]杨子江.国外节能建筑[J].建筑节能.2003(05). 

  [2]吴为民.发展节能建筑的研究与思考[J].浙江建筑.2005(10). 

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