浅析公共建筑节能规划与设计

摘 要：针对目前公共建筑能耗现状，结合实际情况，分析了能源消耗的影响因素，重点对公共建筑节能的总体规划及设计方面的措施进行了探讨，旨在营造舒适的建筑环境的同时实现节能减排，降低能耗的目的。

关键词：公共建筑，建筑节能，总体规划，节能设计

Abstract: In view of the present public building energy consumption situation, this paper combined with the actual situation, analyzing the energy consumption influencing factors, focus on public building energy conservation of overall planning and design aspects probes into the measures of construction, aims to create a comfortable environment at the same time to achieve energy saving and emission reduction, reducing the energy consumption.

Key words: public building; building energy conservation; planning; energy-saving design

中图分类号 :TU201.5文献标识码： A 文章编号：

我国当前正处于现代化建设进程中，建设量巨大，由此产生的建筑能耗也十分惊人。具不完全统计，目前我国建筑运行能耗约占全社会总能耗的近30%，在民用建筑中公共建筑所占能耗远远大于居住建筑，因此对于公共建筑节能设计的相关问题研究显得意义重大。本文将从以下几个方面简要探讨公共建筑节能规划与设计中应当注意的问题和改进的方法。

（一）影响建筑能耗的因素

（1）对节能理解的片面性。建筑的能耗有狭义和广义之分。一般我们所认为的建筑能耗主要是指在建筑物建成以后，在使用过程中消耗各种能源，主要包括采暖、空调、通风、照明、电器、热水等方面所产生的能耗，即建筑的使用能耗，此为狭义的建筑能耗；在广义上建筑能耗则包括建筑材料、构配件、设备的生产和运输，以及建筑建造、使用和拆除四个环节中能耗的总和。而这些能耗在节能设计中往往被忽略。

（2）节能设计方法的单一性。在目前的节能设计中，往往只注重围护结构，而缺乏整体的节能构思。在公共建筑节能设计中，围护结构仅是节能设计中的一小部分，其中建筑选址、体形系数、平面功能、自然通风和采光等对建筑能耗都将产生较大的影响。此外，设备的性能和人员活动对建筑能耗的影响也很大。一般在节能设计中往往容易忽略对这些因素的综合考虑。

（3）舒适度要求的提高。随着社会经济的不断发展，人们对各类建筑的环境舒适度要求越来越高，由此产生的建筑能耗也呈逐步上升的趋势。

（二）公共建筑节能总体规划

总体规划是建筑节能设计的一个重要方面，它决定了建筑与周边环境的关系。大自然为我们提供了阳光、水、风、土地等丰富的自然资源，能否有效利用这些自然资源，从而减少对传统能源的消耗，在很大程度上取决于建筑的总体规划设计。其设计原则是使建筑冬季能够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。

（1）基地的选址。基地的选择需考虑其方位、风速、风向、地表结构、植被、土壤、水体等因素的综合影响。当然，在城市中扮演重要角色的公共建筑在基地选择时，要服从整个城市规划的宏观控制。这就有可能使建筑基地周围环境不太理想。但是，为了减少建筑在建造和使用过程中的资源消耗，我们仍需计算资源利用的程度和对现有自然系统干扰的程度。好的规划设计应尽量减小对现有自然系统的干扰。并且，在基地选择时，应尽量利用现有的公共设施管网。在与市政设施联系时，应尽量减少与电力、给排水、燃气管线等市政设施的连接长度。

（2）充分利用太阳能。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源，它为我们提供光和热量。人类生存、身心健康、营养、工作效率均与太阳有着密切的联系。在寒冷地区，人们需获得更多的太阳能。对于太阳能资源较为丰富的地区，还可以采用主动式利用太阳能的方式，以减少对常规能源的利用。因此，太阳辐射对建筑节能有着十分重要的意义。在进行建筑总体规划设计时，应使建筑充分利用太阳能。如建筑基地的选择应在向阳的地段上；选择合理的建筑间距，使设计的建筑不被其他建筑物遮挡；争取好的朝向，使建筑物能充分利用太阳辐射热。当然，选定建筑物朝向时，应综合考虑主导风向对建筑物冬季热损耗和夏季自然通风的影响。

（3）合理组织通风。在较冷地区，建筑总体规划应使建筑主要立面避开不利风向。如我国北方地区冬季寒流受来自西伯利亚冷空气的影响，形成主要以西北风为主要风向的冬季寒流。在建筑总体规划设计中，应封闭西北向，合理安排开口方向和位置，使建筑群的组合做到避风节能。在较为炎热和潮湿的地区，应合理引导自然通风，从而创造一个舒适、健康的工作环境。如我们常说的穿堂风，就是利用建筑手段来引导风向，从而达到自然通风的目的。另外，在进行规划设计时，应避免风影对建筑通风的影响。所谓风影，是指当风吹向建筑物时，其背后形成的涡流区在地面上的投影。风影内，风力较弱，风向不稳定，很难形成有效的风压通风。为了避免这一情况，在进行规划设计时，可将行列式的布局形式改为错列式。风影的长度与风向投射角有一定关系。当风向投射角与建筑物纵向轴线垂直时，风影长度最长。当有一定角度时，风影会明显变小。但是，投射角大会降低室内平均风速，故在规划设计时，应综合考虑，以达到最有利的通风效果。

（三）公共建筑节能设计措施

（1）防晒墙体措施。如何防止西晒是公共建筑节能设计的一个重要方面。当然，可以采用遮阳的方式防止西晒。但有时候由于经济原因及围护结构形式方面的限制，往往难以应用或应用效果不佳。这时可以应用缓冲层的概念，即在建筑西侧设置防晒墙。防晒墙一般采用混凝土材料，其离开建筑主体有一段距离。这样，在夏季其可以有效的阻挡太阳光的直射，并且防晒墙与建筑之间的空隙能够形成烟囱效应，起到拔风作用，从而有利于建筑西侧的自然通风。防晒墙离开建筑一段距离，还可以保证建筑西侧室内空间的自然采光。在北方的冬季，其还能阻挡西北风的侵袭。并且，由于采用了混凝土材料，防晒墙具有较好的蓄热性，在阳光照度好的时候，其蓄积热量，在建筑西侧形成一个热保护层，可以有效缓解外部气温对室内环境的影响。防晒墙的工作原理与双层玻璃幕墙的工作原理很相似，可以这样说，防晒墙是双层玻璃幕墙的变体，但它较双层玻璃幕墙更为经济。

（2）多功能遮阳构件。遮阳构件已不仅仅只是单一遮阳功能的构件，而是与通风、太阳能的利用等结合在一起的多功能构件。在双层玻璃幕墙中应用遮阳技术，不仅起到遮阳作用，还对改善和提高玻璃幕墙的隔热性能及节约能源消耗方面具有积极意义。另外，若将遮阳构件与太阳能光电和光热转换板相结合，不仅可以避免遮阳构件由于自身吸热而导致的温度升高和热传递等问题，还可以巧妙地将吸收的热量转换成对建筑有用的能源加以利用，这也是建筑遮阳构件符合多功能发展的方向。

（3）种植树木遮阳。对于一些非高层公共建筑，对西、北方向种植树木，可以减少对建筑的风压，夏季可有效阻挡太阳能直射，种植树木时，应考虑常青树木与高大宽叶乔木相结合，既考虑常青树冬季挡风，美观，又考虑夏季遮阳。

（4）地面保温。对于没有地下室的公共建筑来说，由于地面下土壤温度的变化比室外空气要小很多，其冬季地面散热最大的部分是靠近外墙的地面，其宽度一般为0.5 m～2 m，这部分要采取适当的保温措施。对于有地下室的公共建筑，若地下室为采暖空间，则对地下室外墙及地面采取保温措施；若地下室为非采暖空间，则对首层地面也就是地下室顶板采取保温措施，通常做法是在地下室顶板下面填充保温材料，并同时在地下室混凝土地坪和地基与土壤之间铺设一定厚度的刚性或半刚性的保温材料。

（四）总结

建筑节能是实施能源、环境、社会可持续发展战略的重要组成部分，也是国际社会建筑走可持续发展之路的基本取向。作为当代建筑师，不应该只追求建筑造型上的新颖独特而忽视了能源的浪费。我们应建立生态建筑思想，尊重自然环境，用科学技术、经济效益和社会效益相统一的方法进行规划和设计，将节能意识贯穿于设计的每一个环节，设计出更多符合时代要求的、高效低能耗的建筑作品，使建筑设计理念上升到新的高度。

参考文献:

[1] 刘加平，《建筑创作中的节能设计》（第二版），中国建筑工业出版社。

[2] 王立雄，《建筑节能》（第二版），中国建筑工业出版社。

[3]《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005。

[4]《民用建筑设计通则》GB 50352-2005。