关于建筑节能相关设计的探讨

【摘 要】随着国际能源危机的日益加重，如何有效利用有限的资源和最大限度节约能源是当今社会所面临的一个大难点，建筑能耗大约占我国能源消耗的40%左右，所以如何有效节能是目前急需解决的重要问题。本文探讨了如何通过相应的技术手段，满足市民改善对人居住环境的需求，推进建筑节能技术在住宅建筑设计中的应用。

近年来随着国家经济建设的蓬勃发展，城市人口急剧增长，居住建筑大量建设。随着人们生活水平的提高，对人居环境的要求也逐渐提高。在过去绝大部分的建筑通过消耗大量的能源来换取舒适的生活环境。随着世界能源不断紧张，环保意识深入人心，节能成为世界人们共同关注的问题。我国政府提出建设“节能省地型住宅”和“2020年建筑节能远景规划目标”，节能环保意识已渐进入人心，住宅建筑节能设计已经成为潮流。

一、节能建筑规划设计

根据建筑功能要求和当地的气候参数，在总体规划和单体设计中，科学合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高、选用节能型建筑材料、保证建筑外维护结构的保温隔热等热工特性及对建筑周围环境进行绿化设计，设计要有利于施工和维护，全面应用节能技术措施，最大限度减少建筑物能耗量，获得理想的节能效果。

（一）建筑朝向和平面形状

同样形状的建筑物，南北朝向比东西朝向的冷负荷小，因此建筑物应尽量采用南北向。如对一个长宽比为4∶1的建筑物， 经测试表明：东西向比南北向的冷负荷约增加70%。在建筑物内布置空调房间时，尽量避免布置在东西朝向的房间及东西墙上有窗户的房间以及平屋顶的顶层房间。因此，选择合理的建筑物朝向是一项重要的节能措施。空调建筑的平面形状，应在体积一定的情况下，采用外维护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小，冷负荷越小，能耗越小。

（二）合理规划空间布局及控制体型系数

如果是依靠自然通风降温的建筑，空间布局应比较开敞，开较大的窗口以利用自然通风。而设有空调系统的建筑，其空间布局应十分紧凑，尽量减少建筑物外表面积和窗洞面积，这样可以减少空调负荷。

体形系数的定义是建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值。对于相同体积的建筑物，其体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越高，研究表明，体形系数每增大0.01，能耗指标约增加2.5%。因此，出于节能的考虑，在建筑设计时应尽量控制建筑物的体形系数。但如果出于造型和美观的要求需要采用较大的体形系数时，应尽量增加围护结构的热阻。

（三）绿化对节能建筑的影响

绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改善气温，调节碳氧平衡，减弱温室效应，减轻城市的大气污染，减低噪声，遮阳隔热，是改善居住区微小气候，改善建筑室内环境，节约建筑能耗的有效措施。

（四）建筑单体设计

1、控制建筑物的体型系数。

体形系数是指建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著，对于相同体积的建筑物，其体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越高，建筑能耗也越高。因此需要把体型系数控制在一定得范围。岭南地区单元式、通廊式建筑居住建筑体形系数≤0.35，塔式住宅≤0.40。

2、平立面设计

平面上应充分考虑室内空间布局的合理性，尽可能让每个居室都有穿堂风，夏季利用自然通风进行降温。保证主要居室有朝南的充分日照，使住宅在冬季有充足的阳光，基本满足白天的自然取暖要求。

立面的设计讲究实用，尽可能减少外墙的凹凸面，以减少热量散失。在满足日照、采光的前提下，要根据不同朝向控制窗墙比。目前广为流行的凸窗、转角窗、大面积幕墙窗、落地窗对节能是不利的。

3、建筑材料选择

建筑材料的选择尽量使用本地区的材料，可以大大减少材料运送过程中的能源消耗。尝试使用可再生的，可持续发展的环保材料，可以减轻对于人工材料的需求以降低资源的消耗和生产过程中所产生的环境污染与破坏。

二、增强建筑维护结构的保温隔热性能

改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。据有关资料介绍，围护结构的传热系数每增大1W/M2·K。在其他工况不变条件下，空调系统设计计算负荷增加近30%。所以改善建筑护结构的保温性能是建筑设计上的首要节能措施，我国《采暖通风和空气调节设计规范》（GBJ42）对空调建筑外维护的传热系数作了规定，对舒适性空调的最大传热系数规定为0.9～1.3，可采用玻璃棉、聚苯乙烯板、加气混凝土等保温材料，也可采用双玻璃、顶层架空隔热层等空气间层起隔热作用。

（一）外墙的节能措施

1、使用环保、节能型建筑材料

使用环保、节能型建筑材料，可有效减少通过围护结构的传热，从而减少各主要设备的容量，达到显著的节能效果。采用新型墙体材料与复合墙体围护结构。在进行经济性、可行性分析的前提下，在墙体内外侧敷设保温隔热的新材料。

2、 隔离太阳辐射热

对垂直墙面可采用外廓、阳台、挑檐阳等遮阳设施和浅色墙面、反射幕墙、植物覆盖绿化等。

（二）门窗的节能技术措施

1、尽量减少门窗的面积

门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面积约占建筑外维护结构面积的 30%，其能耗约占建筑总能耗的 2/3，其中传热损失为 1/3。所以门窗是外维护结构节能的重点。所以在保证日照、采光、通风、观景条件下，尽量减少外门窗洞口的面积。

2、设置遮阳设施

设置遮阳设施，考虑空调设备的位置。减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内，可采用外廊、阳台、挑檐、遮阳板、热反射窗帘等遮阳措施。门窗的遮阳设施可选用特种玻璃、双层玻璃、窗帘或遮阳板等。

3、 提高门窗的气密性

有资料表明，房间换气次数由0.8h-1降到 0.5h-1。建筑物的耗冷可降低 8%左右，因此设计中应采用密闭性良好的门窗。通过改进门窗产品结构（如加装密封条），提高门窗气密性。防止空气对流传热。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一。

4、尽量使用新型保温节能门窗

采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗（塑钢门窗）可大大提高热工性能。同时还要特别注意玻璃的选材。玻璃窗的主要用途是采光，但由于玻璃窗的耗冷量占制冷机最大负荷的20%～30%，冬季单层玻璃窗的耗热量占锅炉负荷的10%～20%，因而控制窗墙比在30%～50%范围内时，窗玻璃尽量选特性玻璃，如吸热玻璃，反射玻璃，隔热遮光薄膜。

5、合理控制窗墙比

窗墙比是窗洞口与墙的面积比值，增大这两个比值不利于空调建筑节能，应尽量减少空调房间两侧温差大的外墙面积及窗的面积。控制窗墙比、对外墙及屋顶的导热系数等提出具体要求。通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的 35%～45%。故在进行前期建筑设计时，在保证室内采光通风的前提下合理控制窗墙比是很重要的，一般北向不大于25%；南向不大于35%；东西向不大于30%。

三、结束语

建筑节能对缓解我国能源紧缺矛盾，改善人民生活工作条件，减轻环境污染具有十分重要的意义，它既是促进经济可持续发展最根本的措施，又是深化经济体制改革的一项重要组成部分，作为建筑设计师，用从不同角度，依据不同的准则，加强节能设计的实际应用，创造良好的技术条件。

参考文献：

[1]民用建筑节能管理规定[M].中华人民共和国建设部，2006，1.

[2]建筑节能工程施工质量验收规范（GB50411-2007） [M].中华人民共和国建设部，2007，10.

[3]林涛.建筑节能的社会经济效益分析与应对措施[J].建筑经济，2005，7.