节能技术在建筑设计中的运用

摘要：节能技术是现代建筑设计可持续发展的方向，随着人民对生活水平要求越来越高，引发了我们对未来地球的思考，一旦我们生态环境遭到更为严重的破坏会直接危及到我们自身的生命，节能技术设计将成为现代建筑不可或缺的重要组成部分之一。本文探讨了节能技术在建筑设计中的运用。

关键词：节能；建筑设计；含义；措施

中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：

近年来，我国在建筑行业方面有了快速的发展，为了适应发展的要求，就需要大量的能源，我国位于北半球，有很大一部分地区冬季寒冷，所以建筑在采暖方面的能源消耗是非常巨大的。根据调查统计的数据表明，我国在建筑行业的总能耗是和我国气候环境相接近的发达国家的3到4倍。此外，我国每年新建和改建的建筑高达几千万栋，这些庞大的建筑要消耗林木、矿物以及砖石达到几十亿吨，这些都会造成资源短缺，同时还会使自然环境恶化，长此以往，我国的能源会很快消耗殆尽，所以我们一定要加大建筑节能的步伐，摒弃传统的建筑方式和材料的选择，以节约能源为首要任务。

一、节能建筑的设计原则

1、因地制宜

我国疆土广阔，各地区因跨越多个气候带而具有着不同的气候特点。设计时应认真了解当地的气候特点，然后制定相应的设计方案，以最大限度利用当地气候的潜在优势，使建筑与当地地域相匹配。同时，建筑物的造型、功能及所处的方位、区域不尽相同，设计时应对这些方面进行综合考虑。

2、适当应用新技术

通过应用高科技手段，使建筑达到低能耗、高舒适度。设计者应该系统地考虑高新技术的运用，使各单项技术之间密切配合， 形成有机的整体。技术系统的采用必须要有针对性，而不在于价格的高低，以迅速解决实际问题，取得良好的效果。

3、节能方案需全方位分析

设计时须全生命周期、全方位考虑，因为节能建筑是一个有机整体。全生命周期指综合考虑建筑全生命周期内的运行、维护费及建筑建设投资，以达到最佳平衡点，真正起到节能环保的作用。全方位是指综合分析与建筑相关的因素，如：噪音控制、可再生能源的利用、护结构、建筑与规划等。

4、有机结合建筑技术与建筑艺术

建筑设计其中包含艺术成分，但其首要的本质是技术工程，所以节能建筑设计时，应首先考虑其功能，以功能决定形式，而不是刻意追求视觉效果，制造中看不中用的建筑产品，这样可使建筑技术与建筑艺术得到完美结合。

二、节能建筑设计措施

1、建筑规划设计

( 1) 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。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。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。

(2) 合理规划空间布局及控制体型系数

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。一般可以采用下面几种方法控制体形系数：一是加大建筑体量，增加长度和进深； 二是外形变化尽可能少，尽量规整；三是设置合理的层数；四是单独的点式建筑尽可能少用，或点式建筑尽量拼接以减少外墙面。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值。

( 3) 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。

2、建筑围护结构的节能

（1） 墙体保温技术。墙体是建筑保护结构的主体。我国长期以实心粘土砖为主要墙体材料，这对能源和土地资源都是严重的浪费。现在，不少地区，特别是粘土资源丰富的地区，注重发展多空砖，按节能要求，改进孔型。根据地方资源条件，不少地区用粉煤灰、煤矸石、浮石与陶粒等生产各种混凝土空心砌块，用保温砂浆砌筑。砌块的材料组成及其孔洞设计对热工性能关系甚大，有的24cm 多排孔砌块的热阻可优于62cm厚砖墙。但轻骨料混凝土大型墙板及现浇轻骨料混凝土外墙，由于保温效果难以满足要求，多为复合墙体所取代。加气混凝土生产厂在我国分布甚广。充分利用加气混凝土保温性能较好的条件，按节能要求较过去增加使用厚度5～10cm，用于框架填充墙及低层建筑承重墙。有的工程则在横墙用砖墙或混凝土墙承重的条件下，外墙全用加气混凝土包覆，效果颇佳。

（2）门窗节能技术。在建筑保护结构中，门窗的保温隔热能力较差，门窗缝隙还是冷风渗透的主要渠道，改善门窗的绝热性能，是节能工作的一个重点。

控制窗墙比。窗墙比指窗户面积与窗户面积加上外墙面积之比值。窗户的传热系数一般大于同朝向外墙的传热系数，因此采暖耗热量随窗墙比的增加而增加。在采光允许的条件下控制窗墙比以及夜间设保温窗帘、窗板对节能十分重要。

改善窗户保温效果。增加窗玻璃层数，在内外层玻璃之间形成密闭的空气层，可大大改善窗户的保温效能。双层窗传热系数比单层窗降低将近一半，3 层窗传热系数比双层窗又降低近l／3。窗上加贴透明聚酯膜，也颇有效。近来，强度高的钢塑复合窗，绝热性好的塑料窗等日益发展，窗框由于采用钢材存在的冷桥及结露问题正在改善。中空玻璃、隔热玻璃和反热玻璃等，因价格较高，目前只在高档建筑中应用。随着节能要求的提高和高效节能玻璃生产的发展，像低发射率玻璃之类的节能玻璃，将逐步在建筑中推广应用。

（3）屋顶节能技术。顶层住房冬冷夏热是居民普遍关注的一个问题，在节能建筑中已有所缓解。

平顶屋面。应用较多的仍是加气混凝土保温，但厚度增加50～100mm。有的将加气混凝土块架空设置；有的用水泥聚苯板、水泥珍珠岩、浮石砂保温，保温效果更好；有的则在架空混凝土薄板下设袋装膨胀珍珠岩，保温效果更好。

尖顶屋面。近来尖顶屋面发展较快，这种屋面较便于设置保温层，可顺坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉毡，也可在天棚上铺设上述绝热材料，还可喷、铺玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩等松散材料。

3、充分利用洁净丰富的太阳能天然能源

就目前而言，太阳能为目前已开发的绿色能源中最重要的能源，是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源，其具有极为洁净和廉价等诸多显著优点。目前，在住宅建筑中太阳能的利用主要有太阳能空调、太阳能热水器和太阳能电池。对于我国而言太阳能资源相对还是十分丰富的，在我国年日照时数为2500小时以上的地区占国土面积达三分之二以上，甚至有的地区年日照时数高达3000小时以上。这为我国开发利用洁净的太阳能资源提供了良好的条件。现在制约着太阳能利用的最大因素在于其能量转换率过低，但是从发展的角度来看，随着科学技术的进步，太阳能利用的范围将会更广，能量转换效率将会更高。

可持续发展是我国经济发展的总体目标，我国人口众多，能源总量较多，但是人均能源可利用少。随着节能技术的不断推进，建筑节能已经得到快速的发展，为人们提供了舒适的生活和工作环境。在建筑建造过程中，将节能意识运用到每个环节中，让每个环节能实现节能效果，这样才能获得更大的经济效益和社会效益。

参考文献：

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[3] 汪洁. 论绿色建筑设计与绿色节能建筑[J]. 建材与装饰(中旬刊). 2008(04)

[4] 王程陟. 浅谈节能建筑中的设计环节[J]. 科技信息(科学教研). 2007(19)