建筑方案设计中的节能探索

【摘要】在建筑设计阶段，建筑方案设计环节至关重要，是降低建筑能耗、提升施工质量的关键。本文从单体建筑设计、建筑群布局以及整体规划等方面进行了节能设计探索，并提出了多种节能方案，为节能建设事业的扩张与发展奠定了坚实的基础。

【关键词】建筑方案设计；节能探索

一、建筑群整体布局与规划

随着时代的更迭、经济的进步，城市的面貌也有了很大的改善，形态各异的高楼与住宅小区拔地而起，成为城市一道与众不同的风景。在建设项目当中，选址是一个至关重要的环节，涉及文化、经济与政治等多方面的因素，应尽可能选择一些适合人类生存、符合自然规律的区域。以小区建设为例，工程师在选址时应尽量绕开沟底、洼地与山谷等地，其主要原因是影响室内的换气、通风，且交通也不甚便利，不仅如此，当寒冬来临时，还会形成霜冻效应，影响居住的舒适度。虽然目前的科技手段能够完全消除这些负面因素，然而，却不利于开展节能设计工作。就选择这个问题，我国古代工匠的经验值得我们借鉴，如：“坐南朝北”、“背山面水”以及“阴抱阳”等，均是在“天人合一”的思想观念之下总结而来的实践经验，并建设了大量风景优美、简约大方、舒适度较高的城市。与古人的智慧相比，我们所掌握的知识与经验还远远不够，那么则更应该延续他们在建设方面的精神及原则，由此一来，才能设计出更多、更好的建筑。

从布局上来看，为了融入节能元素，可采用自由式、斜列式、错列式等形式，而非并列式与周边式布局，以免影响自然通风与换气。若具备一定的经济及地理条件，可通过引入山谷风或水陆风，来改善夏季炎热的气候环境，提高人们居住的舒适度。

二、单体建筑方案中的节能设计

以单体建筑为例，可供参考的节能措施的种类较多，具体可从下述几方面入手，即：

（一）复合界面在建筑节能设计中的作用

从本质上来看，建筑界面是离析、选择不利或有利气候的关键，被专业学者称之为膜效应，是表达建筑理念的工具，也是对气候防及用的辩证统一。而众所周知，建筑节能工作的开展，离不开对自然气候的防与用，这也是节能设计探索工作中的核心所在。

建筑界面即二维面，是实体与媒介空间交界之处。而建筑复合界面则与之不同，是指城市和建筑之间的空间。基于宏观的角度来看，它是处于城市私密空间与公共空间之间的“二维表皮”；然而，若从微观的角度来看，建筑复合界面本身也是一个独立的空间，可供人们娱乐与活动。所以，与建筑界面相比，建筑复合界面对建筑节能的意义更为重大，对气候的把控也更为精准。其主要构成形态有下述几种，即玻璃体、异型屋盖、檐廊空间、曲凹空间、阶台状空间、架空空间以及柱廊空间等，下文笔者简单的介绍一下复合界面的几种构成形态。

1.柱廊空间，具有缓冲、延续内外空间的作用

通过对建筑界面的垂直分解和水平分解形成了复合界面。纵观古今中外的设计历史，我们发现柱廊空间是常用的设计原色，诸如：哥特式后现代建筑和现代建筑；故宫建筑群以及古希腊的雅典卫城，为了起到延续内外空间的作用，均掺杂了柱廊元素。柱廊一般被分为两种类型，即局部柱廊与围廊，其作用是缓冲室外大环境和室内微环境对建筑的影响，效果较为显著。通过对柱廊深度、宽度以及高度进行专业性设计，不仅有助于调节室内气候，加强阳光等自然资源对建筑物的作用，还能美化环境，促进节能设计目标的实现。

2.架空空间，具有促进空间流通的作用

通过调查，笔者认为，架空对建筑节能方面的影响是多方面的。首先，架空具有改善、调节建筑周边生态环境、促进空气流通、增强绿化程度等作用，通过调节建筑内小气候来达到节能的目的；其次，架空建筑底部可修建地下停车库，不仅能够减少通风、照明能耗，还可降低土地资源的占用率，有利于节能设计工作的开展。

（二）中庭在节能设计工作中的作用

1.中庭的热工特征

中庭具有烟囱效应与温室效应这两个热工特征。所谓的烟囱效应，一般是指因为空间高度而形成了热压力差，促进中庭内气流的流动；而温室效应通常是指阳光透过建筑表面积蓄的太阳热能。在设计过程中，设计师只要合理利用中庭这两个显著的热工特征，便会收到意想不到的节能效果。

2.中庭的基本剖面形式

据总结，中庭的基本剖面形式包括Λ字形、V字形与矩形。Λ字剖面的中庭，在阳光直射的气候区，可利用上部楼层达到遮阴的作用；V字形剖面的中庭，每层均设计为退台形式，如此一来，便可获取更多的太阳能，可在一定程度上减弱烟囱效应；矩形剖面的中庭具有通风好、加强建筑物采光的作用。

（三）玻璃幕墙和外窗的节能设计

1.幕墙与外窗比例的控制

为了提高建筑施工的质量与效率，《民用建筑节能设计标准》这一文件中严格的规定了幕墙与外窗的面积比，具体为：“南向、西向与动向、北向的窗墙比应控制在35%、30%与20%之内”。东西向应避免建筑吸收过多的阳光；南向房屋能够更好的接收太阳辐射，达到杀菌的作用；北向则易遭受冷空气、寒流的侵袭，所以，在设计过程中，北向为次要空间，南向则为主要空间，如此一来，不仅能够增强室内的光线强度，还可提升居住舒适度。幕墙与外窗的比例要适当，若比例过大，将会加大采光所用能耗，若比例过小，室内采光少，促使周遭环境过于灰暗。因此，控制幕墙与外窗的比例十分重要，可综合多方面能耗制定设计方案，以期达到最佳设计效果。

2.幕墙的有效使用

在使用幕墙时，应注意以下几个问题，即：幕墙的可设计于楼梯间、建筑的主里面或南面，不仅能够促使建筑形象更为丰润，还不会过多影响建筑能耗。幕墙可与遮阳杆件、实体墙复合使用，能够减少对空间的占用率。除此之外，可通过减少窗芯、扩大玻璃面积、采用大窗扇、缩短窗扇缝隙长度来增加固定窗扇及玻璃所用面积，具有加强建筑节能效果的作用。

三、结语

笔者结合自身多年的工作经验，总结了关于建筑节能方面的意见与建议。当然，文中所列不过凤毛麟角，本文的撰写旨在抛砖引玉，希望能为相关领域提供一定的理论依据。此外，还需注意的问题时，节能措施可谓是一个综合运用的动态过程，即便是文中所提供的几个方法，也应通过反复调节方可取得成效，设计师与建筑施工负责人应给予这一问题高度重视。

参考文献：

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