建筑设计中节能建筑设计探讨

【摘要】当今社会经济飞速发展，做为我国国民经济三大支柱产业之一的建筑业，在能源消耗中占的比重越来越大，在当下大力倡导节能环保的大环境下，节能建筑做为共同关注的重要问题被提上日程。本文阐述了建筑设计中节能设计的重要性，并提出了节能建筑设计中的几点策略，充分利用自然能，降低不可再生能源消耗，促进我国建筑可持续发展。

【关键词】建筑设计；节能；重要性；应用

1 节能建筑概述

建筑能耗包括建造能耗与使用能耗两大部分。建造过程中的能耗，包括建筑材料、建筑构配件、建筑设备的生产和运输以及建筑施工和安装中的能耗；使用过程中的能耗，包括房屋建筑和构筑物使用期内采暖、通风、空调、照明、家用电器、电梯和冷热水供应等的能耗。

建筑节能设计是一项非常复杂的系统工作,包括房屋建筑本体技术、房屋建筑用材料产品、房屋建筑热环境用设备等各方面的节能。建筑节能设计应是在保证建筑使用功能、建筑质量和室内环境的前提下,采取各种有效的节能技术与管理措施，积极提高建筑的能源利用率。建筑节能范围包括了空调、采暖、炊事、热水供应、家用电气、照明等方面的能耗。因此，节能设计是建筑设计的重点。

2 节能建筑设计的重要性

2.1 建筑能耗量大

我国是世界上每年新建建筑量最大的国家，每年20亿平方米新建面积，相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材。据有关资料统计证明，建筑能耗一般占到全国总能耗的百分之三十五左右，关系到国计民生，我国90%以上的在建建筑都是高能耗建筑。建筑行业与交通行业、工业是三个能耗最高的行业。随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善， 建筑能耗占全社会总能耗的比例还将增长。

2.2 我国建筑节能水平远远落后于发达国家

我国的建筑围护结构保温隔热性能普遍较差，外墙和窗户的传热系数为同纬度发达国家的 3～4倍。以多层住宅为例， 外墙的单位面积能耗是 4～5 倍， 屋顶是 2.5～5.5 倍， 外窗是 1.5～2.2 倍， 门窗空气渗透率是 3～6 倍。

2.3 节能建筑是国家持续发展战略目标的需要

我国的现状是建筑耗能巨大，人均能源分配不足，再加上人们对冬冷夏热这一环境改变的迫切要求，使得建筑设计中节能设计工作的落实变得十分重要。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。

3 推进节能建筑的措施

3.1 建筑规划的节能设计

3.1.1 合理选址

建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。

3.1.2 正确选择朝向

日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。

3.2 建筑围护结构节能设计

建筑围护结构组成部分(屋顶、 外墙、 门和窗、 遮阳等设施)的设计对建筑能耗与用户所处热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的 3%～6%， 而节能却可达 20%～40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能， 在夏季可减少室外热量传入室内， 在冬季可减少室内热量的流失， 使建筑热环境得以改善， 从而减少建筑冷、 热消耗。

3.2.1 屋顶节能

屋顶是住宅第五立面，对建筑造型起着重要作用。住宅做斜坡顶屋面，可借助屋面坡度与日照斜率相接近的特点，可再降低住宅顶层的层高。在维持平屋面住宅日照间距的条件下，既取得了改变建筑轮廓、有效地解决了屋面防水和扩大屋顶部位使用空间的效果；也减少了住宅之间的日照间距，节约了建设用地。平屋顶可采用北向的退台，既获得露天活动空间，也可缩小日照间距。

3.2.2 墙体节能

墙体是建筑护结构的主体，其功能主要是承重、 防水、 防潮、隔热、 保温。其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量，一般情况下，单一墙体材料往往难以同时满足保温、 隔热要求，因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。其一般做法是，用砖或钢筋混凝土作承重墙， 并与绝热材料复合。

3.3 建筑材料节能设计

合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。

3.4 利用新能源

可再生能源在暖通空调系统中的应用包括：太阳能的应用、自然通风的应用、地下水的应用、地热(冷)的应用等。

3.4.1 太阳能的应用地球拦截的太阳能辐射相当于目前全球电力消费量的1500倍，而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能，只占理论资源量的很小一部分。太阳能在暖通空调中的应用主要有太阳能采暖和太阳能制冷两个方面。

（1）太阳能采暖

太阳能采暖用电作为辅助能源，驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热。

（2）太阳能制冷

太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能，再用电能去驱动压缩式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉，将太阳能集热器与吸附床合二为一，冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。

3.4.2 自然风的应用

自然风的供冷是可再生能源在暖通空调应用中的重要组成部分。当室外空气的焓值和温度低于室内时，在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要。通常，这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间，可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷。由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量，与常规空调系统相比，在运行中不用电或少用电，既节约能源，又减少对环境的污染，同时也改善了室内空气品质。

3.4.3 地下水的应用

地下水由于地层的隔热作用，其温度受气温影响很小。在暖通空调中，有些地下水可以直接作为冷源，更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的节能前景。

4 结束语

保护环境、有效利用自然能源、削减能源负荷是新时期实现可持续发展的重要要求之一，建筑设计中应用节能技术是对可持续发展这一理念的最好回应，节能建筑将成为今后建筑设计的主打方向，建筑节能工程作为建设领域的新方向已成为我们既定的基本国策，我们应深刻认识到节能设计的重要性，从自身出发、从实际出发，设计出与实际生活和社会相适应的设计，努力使建筑能耗最低化，大力发展节能建筑， 提高能源利用率，为加快建设资源节约型， 环境友好型社会做贡献。

参考文献：

[1]刘加平,武六元. 建筑节能与建筑设计中的新能源利用[J]能源工程，2001

[2]周炜.小议建筑节能设计[J]陕西建筑，2008