建筑方案设计中如何贯彻节能设计思想

摘要：在国家构建节约型社会的背景下, 如何在建筑中贯彻节能思想,不仅符合国家节能减排的要求,还是建筑设计可持续发展的要求,更是构建和谐社会的要求。本文探讨了建筑方案设计贯彻节能设计思想的方法。

关键词：建筑；方案设计；节能；设计

Abstract: in the country under the background of constructing economical society, how to carry out in building energy saving thought, is not only in conformity with the requirements of the country's energy consumption and pollution reduction, or in the architectural design the requirement of sustainable development, but also the requirements of building a harmonious society. This paper discusses the architecture design implementation design thought of energy saving method.

Keywords: architecture; Design; Energy saving; design

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

建筑能耗指建筑使用能耗, 其中包括采暖、空调、通风、热水、炊事、照明、家用电器、电梯和建筑有关设备等方面能耗,目前我国这部分能耗占全国社会终端总能耗的27. 6%，随着人们生活质量的改善,热舒适度的提高, 建筑能耗所占比例还将明显地上升。在国家构建节约型社会的背景下, 如何在建筑中贯彻节能思想,不仅符合国家节能减排的要求,还是建筑设计可持续发展的要求,更是构建和谐社会的要求。

一、总体布局设计

总体布局设计是每个方案设计的起始点，是建筑设计的重中之重，关系到整个建筑功能使用方便与否的关键，在建筑节能设计方面同样如此，合适的外部微气候条件能使建筑节能设计事半功倍目前建筑方案设计通常已由业主购得土地，其周边道路环境等情况大多已经被限定，单体建筑的选址和主要开口方向往往建筑师无法控制尽管如此建筑师也并非在总体布局设计方面无所作为，其建筑的体量、 朝向、入口方式等方面，都是建筑师可以自主选择的 。比如：设计中建筑开口应充分避开冬季主导风向，利用夏季凉爽时段的自然通风；建筑主体朝向应充分利用冬季日照，夏季避免引起东西晒和眩光；入口不利条件可以用照壁门斗等改善总之，尽一切可能给建筑设计一个有利于节能的高起点。

二、建筑体形设计

建筑节能计算首先要考虑建筑的体形系数，国家规定严寒、 寒冷地区公共建筑的体型系数应≤0.40 ，当不能满足规定时，必须按相应的标准进行围护结构热工性能的权衡判断，这是建筑节能设计考核的硬性指标其实，建筑体形设计的意义不仅止于此，选择合理的建筑体形才能更好地适应不同地区的气候条件：北方严寒寒冷地区应采用紧凑的有较小体形系数的建筑形体，从而减少热损失；南方湿热气候地区可利用天井院落等组织通风同时建筑形体设计上，应减少进深，尽可能利用自然采光、 通风，减少日常使用的运行成本。

三、中庭的设计

1、中庭的热工特征

中庭有两个主要的热工特征：温室效应和烟囱效应。温室效应是由于太阳的短波热辐射透过玻璃温暖室内建筑表面，而室内建筑表面的较长波长的二次辐射则不能穿过玻璃反射出去，因此便获得和积蓄了太阳能；烟囱效应则是由于空间高度造成热压力差，从而形成中庭内气流的流动。鉴于中庭的这两大特征，通过设计过程中的合理利用，将会对建筑的节能产生重要影响。

2、 中庭的基本剖面形式

中庭的基本剖面形式大致可以归纳为三种：矩形、Ｖ字形、Λ字形。矩形剖面中庭以采光通风结合交通为主；Ｖ字形剖面的中庭，每层向上向后形成退台，这样每层都有一部分面积可获取直射阳光，渐扩的断面也有助于削弱烟囱效应；Λ字形剖面的中庭，上部楼层可以为下部楼层提供遮荫，这在那些主要考虑如何隔绝阳光直射的气候区，可以发挥较好的作用，同时渐缩的断面，有助于烟囱效应的发挥。

3、 中庭高度与宽度的比值SAR

当SAR值较小时，可以多吸收太阳辐射；当SAR值较大时，烟囱效应比较明显，能促进自然通风作用。因此，要根据实际情况，适当地设计中庭的高度与宽度，最好地发挥其节能的作用。

4、 中庭的气候类型

中庭的气候类型大致可以分为三种：采暖型中庭、可调温中庭、降温中庭。在气候寒冷的地区,应该采用采暖型中庭。多采用Ｖ字形的剖面形式，有利于接受太阳的辐射能。在夏热冬冷的地区，应该采用可调温型中庭，一般可使用矩形的剖面形式。在热带地区,应该采用降温型中庭。降温型中庭一般宜采用高耸及小面积采光天窗的形式，设计时注意SAR值要较大。

四、 门窗节能技术

1、控制窗墙面积比

从节能考虑, 在保证天然采光的情况下应限制外窗的面积。窗墙面积比是表示窗户洞口面积与房间立面单元面积(即建筑层高与开间定位线围成的面积)的比值。确定窗墙面积比要根据建筑所在地区不同朝向墙面冬、夏日照情况、季风影响、室外空气温度、室内采光设计标准等因素综合考虑。窗对建筑能耗损失主要有两个因素:1) 由于窗的热工性能差导致室内外温差引起的热量损失的增加;2)窗受到太阳辐射而造成的建筑空调能耗的增加。因此,减少窗的温差传热是建筑节能中窗口热损失的主要因素。

2、加强门窗的气密性, 减少空气的渗透量

（1) 通过提高门窗型材的规格尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量, 减少开启缝隙的宽度以达到减少空气渗透的目的。（2) 采用气密条,提高门窗的气密水平。（3)改进密封方法,对于框与扇和扇与玻璃之间的缝隙处理在国外普遍采用三级密封的做法。这样使门窗的空气渗透量只有1m3/ (m.h) ,而我国同类门窗的空气渗透量为1.6m3/ (m.h), 所以应采用这种密封措施。(4) 应注意各种密封材料和密封方法的互相配合。可以采用在玻璃下安设密封衬垫材料, 在玻璃两侧用密封条加以密封,在密封条上再加注密封料的方法。(5)确定门窗的空气渗透量。由门窗缝隙引起的室内空气渗透量是由门窗两侧所承受的风压差和热压差决定的。风压差和热压差与建筑物的形式、门窗所处的高度、朝向及室内外温差等因素有关。根据国家规定的检测方法把采取密闭措施的各种门窗测得的气密性数据与没有采用密闭处理的门窗气密性数值相比, 求出密闭系数,再根据不同朝向、高度等条件下的门窗渗透量乘以密闭性能不同的密闭系数来计算门窗的渗透量。

3、 改善玻璃的保温能力

玻璃一般可分为平板玻璃( 包括浮法玻璃) 、中空玻璃、镀膜玻璃和彩色玻璃( 吸热玻璃) 等几种类型。中空玻璃比平板玻璃的导热系数小,这是由于在中空玻璃中有一层静止空气或其他高热阻气体, 空气的导热系数为0. 04W/( m.K), 比玻璃的导热系数0.8W/( m.K) 小得多, 因而极大地提高了中空玻璃的热阻。一般情况下空气间层的厚度在4mm~ 20mm之间可明显改善门窗的保温隔热性能, 在此范围内, 随着空气间层厚度的增加, 热阻增大, 传热系数减小。例如空气间层9mm~ 15mm, 传热系数降低10%,15mm~ 20mm,传热系数仅降低2%。而当空气间层厚度大于20mm以后,传热系数变化就不明显了。另外, 具有空气间层的双层玻璃内外表面的温差在10 e 左右,采用双层玻璃既能减少房间的热损失, 提高节能效果, 又能防止人体受到冷的玻璃表面的辐射,提高人体的舒适感。另外还有一些新型功能的镀膜玻璃(如低辐射玻璃和热反射玻璃) , 是在玻璃表面镀上一层或多层金属或金属氧化物。镀膜玻璃的节能作用十分明显, 根据测算在3mm的普通玻璃上粘贴薄膜后, 能使太阳辐射热的透射能量降低70%以上,当隔热薄膜贴在玻璃内侧时, 可使散热量降低17%左右。

4、加强窗框部分的保温措施

加强窗框部分的保温措施主要是加大窗框的热阻以减少窗的传热量,降低空调和采暖能耗。可采用以下3种途径:（1） 选用导热系数小的窗框。框料导热系数越小,其传热阻越大。（2）采用导热系数小的材料截断金属框扇型材的热桥制成断桥式窗。（3）利用框料内的空气腔室或利用空气层截断金属框扇的热桥。

五、墙体节能技术

1、外墙内保温

内保温各部分的作用为: （1) 主结构层:护结构一般为砖砌体、混凝土墙等承重墙体, 也可以是空心砌块或加气混凝土等非承重墙体。（2) 空气层: 其主要作用是切断液态水分的毛细渗透,防止保温材料受潮。同时, 外侧墙体有吸水能力, 其内表面由于温度低而出现的冷凝水被结构材料吸入并不断向室外排放。另外空气层还增加了一定的热阻, 提高了外墙的保温能力。（3) 保温层: 这是保温节能复合墙体的主要功能部分。（4) 保护层: 其作用是防止保温层受到破坏,同时在一定程度上阻止室内水蒸气侵入保温层。

2、外墙外保温

虽然内保温和外保温都能减少墙体的传热量并使墙体的内表面温度升高,而采用外保温效果更好,主要原因是:（1) 外保温可以避免产生热桥。（2) 外保温做法中由于内侧墙体的热容量大, 室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳能辐射或间歇采暖造成的室内温度变化减缓,室温较稳定。同时也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到很好的利用, 有利于节能。（3) 由于采用外保温, 内部的砖墙或混凝土墙得到保护。（4)外保温的综合经济效益高。

六、外部环境设计

建筑离不开环境，优美的室外环境设计能为建筑增添艺术感染力 。在建筑设计中，应该有意识的对建筑自身所处的环境加以充分利用和改善，以创造能充分满足人们舒适条件的室内外环境在总平面环境设计中，可以充分利用室外的水体 、绿化等实现遮阳挡风沙降噪净化空气等功能在美化环境的同时又改善了外部的小气候，实现一举两得。

在方案设计中，我们选用阔叶落叶乔木种植在建筑周围，利用植物的自身生长规律，实现夏季有绿荫遮阳，冬季树木落叶后又不影响室内采光条件。 停车场面积巨大，既不美观，夏季阳光暴晒下令人酷热难耐，植草砖绿化停车场，实现了草坪绿化与停车空间的复合，能有效提高场地的绿化率，它降低了烈日下的室外温度，又能美化环境。 有条件时还可以在建筑周围设计水面，如喷泉 、嬉水池等，利用水面平衡环境温度湿度防风沙及收集雨水在北方地区可以设置浅水池，夏季可以利用水的比热容和蒸发效应来降低室外气温，冬季排干水后，还可以作为旱冰场或下沉广场 。利用建筑的屋面设置种植屋面，加大绿化覆盖面积，又可以利用覆土层改善顶层房间的保温隔热性能，创造宜人的室内环境。

参考文献：

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[5] 刘焱. 新疆地区居住建筑节能设计探讨[J]. 科技资讯, 2007,(04)

[6] 刘冬梅. 浅谈居住建筑节能设计[J]. 工程与建设, 2007,(05)

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