刍议智能建筑设计

摘要：随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升, 庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行,而设计作为一个最重要的环节，必须严格控制好，这样才能保证整个工程过程的低能耗。本文仅就智能建筑设计的几个具体的方面做一定的阐述。

关键词：智能设计建筑

智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。全面的建筑节能设计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。

一、建筑的体形与建筑节能

(1)控制体形系数。体形系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包同的建筑体积之比。体形系数越大，说明单位建筑所分担的热散失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明，体形系系数每增加0．0l，耗热能指标约增加2．5％，一般宜控制在0．30以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说，控制或降低体形系数的方法有：减少建筑面宽，加大建筑进深；增加建筑物的层数；加大建筑物的长度或增加组合；建筑体形不宜变化过多。

(2)控制表面面积系数。从获取更多的日照辐射，降低耗能的观点来看，表面面积系数越小越好。从节能意义来说，长轴朝向东西的长方形体形最好，正方形次之，而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。

二、良好的构造设计

建筑的构造设计除了满足其作为建筑组成部分的基本功能要求之外，还进一步对墙体、楼板、屋顶、门窗等进行了设计，以此满足建筑在营造舒适环境的同时兼顾建筑的节能要求。例如利用物理的光学原理将吊顶设计成折线形，可利用其反光更充分地利用太阳光；设计建筑外墙时可采用新型节能墙设计，利用环境减少耗能；屋顶巾庭的采光顶，采用双屋玻璃形成“呼吸外壁”，从而降低环境素的影响；还可以在楼层板的设计巾，将循环水管布置在楼板处的装修空间，冬天可热水取暖，夏天可冷水降低室温。

1地面。智能建筑内的地面可采用架空地面、预制线槽的楼板面层及地毯地面等。架空地面布线方便，容量大，双层地面可以分开布设强、弱电，更可以用于旧楼改造，但会造成地面高差，使人感到不方便。楼板面层预制线槽可在办公自动化房间内任何地方做接口，不会产生高差，施工方便，可布设在面层10cm内。在方块地毯下布置布线系统，一般是在层高受限制时使用，要求线路少、交叉点少的分支线路，采用扁平线，施工同样方便，但要注意与办公家具的配合，做防静电处理。

2墙面。智能建筑内的墙体除了做隔断以外，墙面上还可以做出线口，墙内空间还能布置各种传感器和控制设施。

3天花板。智能建筑内的天花板需要负责照明、送风、出风、烟感、喷洒等的走线及出口任务。

4屋顶。建筑物屋顶是直接平面敞开的接触大自然的空间，智能建筑的屋顶会被布置上大量的设备，所以设计师在进行设计时，除要考虑屋顶美观绿化以外，还可以布置吸取太阳能和风能以采集热能、收集降水等等，充分吸收和利用自然界提供的一切能量和物质，同时也要设计防止自然力量侵袭的预防设施。还要考虑到设备运转时产生的震动、噪音、电磁场等因素，电缆穿过屋面以后如何防止漏水，电线基座的防水、防风及防震的问题。

三、整体及外部环境的节能设计

建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。

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。

2、合理的外部环境设计。在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。

3 合理的规划和体型设计。合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。

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。

4、合理的建筑空间设计。合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。

4.1围合与开敞的变换。在居住区建筑内部空间的具体设计中可以通过灵活隔断的要素进行设计手法的变换。比如两个或两个以上的内部空间，中间用活动隔墙或隔断进行灵活分隔：推开来、打通后，是一个连成一气的整体空间；迭起来、收拢去，又成了各自独立的几个空间等等，并通过隔断的高度和宽度及闭合关系的变化来适应居民在建筑中进行不同活动时的心理变化。

还可以通过室内活动部件、设施和家具来进行灵活分隔。另外，居住区商业室内设计应尽量缩小陈列面积，利用管材、板材和透明材料制作道具，在物理空间和视觉空间方面均强调其通透性、灵活性。为了适应居民消费需求和市场的不断变化，居住区建筑应该在满足功能使用的情况下尽可能的使空间的限定度小一些，创造活泼、通透、开敞的效果。

4.2竖向高差的变化。高差的设置是处理空间的一个行之有效的手段，高差可以用来区分不同的领域，地面标高的变化能突出及改变空间的特征，标明从一个空间进入另一个空间，在大空间内创造二次空间，但在视觉上和空间上保持其连续性。

在居住区建筑内部空间的设计中，可以采用多种高差设计手法来实现内部空间的二次划分，达到特殊空间效果。如利用台阶处理地面高低变化，连接高低不同的空间，创造出动人的线造型。还可以讲台阶作为休息设施，特别是在多功能空间和空间有限的地方。还可以利用坡道连接高差不同界面，坡道的优点是更人性化不仅满足无障碍设计也可减缓居民购物的疲劳感，不足之处就是占据空间较大，在居住区集中式建筑中要慎用。

4.3庭院和屋项花园。还可以在居住区建筑的室外布置绿化庭院，为居民提供空间尺度亲切宜人、景观富有吸引力的空间场所，能吸引并留住顾客。屋顶花园位于裙房或地下部分的屋顶、天台及露台，作为开敞空间和活动场地，创造独特的外部空间景观。人们可以在此欣赏景色，进行消费和休闲活动，同时还可以增加大量的绿化景观。

四、结束语

通过对建筑节能设计方法的探讨，应从各方面充分合理地利用城镇当地的自然资源，寻求人、建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合，提高建筑的整体效益。降低建筑能耗，减轻国民经济的巨大负担。

参考文献：

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【2】 房志勇.建筑节能技术.中国建材工业出版社，1998.

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