略论节能建筑设计

摘要：建筑业迅猛发展的同时造成了巨大的能源浪费和环境污染。本文结合工程实际，简单分析了建筑节能设计中建筑整体、局部的节能设计方法和节能设计的实施方案。

关键词：建筑节能整体节能局部节能实施方案

中图分类号：TU201.5文献标识码：A 文章编号：

Abstract: the rapid development of the construction industry and caused a tremendous energy waste and environmental pollution. Combined with the engineering practice, the simple analysis in the design of building energy structures, local energy saving design method and energy saving design of the plan.

Keywords: building energy conservation overall energy-saving local energy saving plan

引言

随着城市建设的高速发展，我国的建筑能耗逐渐大幅度上升，已达全社会能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%，建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿m2，绝大部分为高能耗建筑，且每年新建筑近20亿m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准，将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗已经成为国民经济的巨大负担，全面的建筑节能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、提高人民群众的生活质量、贯彻落实科学发展观，现代低能耗节能型住宅是住宅建筑发展的必然趋势。

1建筑整体节能设计

建筑整体规划设计是建筑节能设计的重要内容之一，应结合地区的气候特点及周边自然环境，综合考虑建筑设计与建筑微气候、建筑技术和能源的有效利用等之间的最佳结合点，降低建筑夏季降温和冬季取暖的能耗，提高建筑的舒适度。在建筑的规划设计中应考虑以下几点。

1．1日照环境设计加强对太阳能的利用是建筑节能设计的重要内容。建筑规划设计中应考虑争取冬季建筑日照时间，温暖和干燥环境，夏季避免强烈的太阳辐射。因此，应合理设计建筑间距及朝向。在规划设计时，应在建筑物之间留出一定的距离，确保阳光能直接照射到建筑室内，也即是保持合理的日照间距。日照间距是由当地的地理纬度、日照标准、建筑朝向、高度及建筑用地的地形等因素决定的。在目前城市用地十分紧张的形势下，应权衡好提高建筑密度与保持建筑日照间距之间的关系，以取得最佳的开发效益。此外，建筑物朝向的选择应满足冬季能获得足够的日照，避开冬季主导风向，防止冷风进入室内，还应考虑夏季防止太阳辐射，但通常都难以取得既夏季防热又冬季保温的理想朝向，对于夏季炎热并且冬季不是很冷的南方来说，建筑物的朝向应以考虑夏季防晒为主。

1．2绿化环境设计绿色植物对于调节局部小气候有着非常显著的效果，合理布置的植被会在盛夏形成自然荫凉，在一定程度上避免建筑外墙被曝晒，减少外部的热反射和眩光进入室内，同时还可产生蒸腾作用，带走带来热量，增加空气湿度，降低环境温度。有绿色植被的墙体或者屋面，其降温效果是非常明显的。在建筑的绿化景观规划设计中，种植成排的植物能产生狭管效应，引导并放大夏日微风，加快散热速度；还可在建筑的西墙种植爬墙植物，对于高层建筑，可分层种植，以便植物布满墙面；有条件的也可设置屋顶花园。在建筑的南向应种植落叶植物，以便夏日提供浓荫遮挡烈日，秋冬落叶之后方便阳光直射室内。

1．3通风节能设计组织好建筑物室内的通风设计，不仅有利于改善住宅室内的空气品质，满足人体健康舒适的要求，还可减少开空调的时间，降低建筑的能耗。因而在建筑群体总平面布置和单体设计时，考虑自然通风是十分必要的。自然通风最基本的动力是风压和热压，建筑物正面迎风时，建筑物表面的阻挡会使其迎风面产生正压区，气流绕过建筑物各侧面及背面，便会随之形成负压区，使得建筑迎风面和背风面产生压力差，改善了自然通风的条件。要想较好地利用风压来实现自然通风，建筑大立面应面向夏季主导风向，其表面形成足够的压力差，开窗之后并会形成气流。在总体规划时，还可通过设计附属结构、道路、景观等来合理引导风朝向主要建筑(或避开主要建筑)，以降低温度(或减少热损失)。此外，在设计中还可采用种植树木、建筑层层后退、高层建筑周围设低层裙房、在建筑中间开洞等方式来改善风环境。

2建筑局部节能设计

2．1墙体节能设计

2．2．1西墙隔热措施。南方地区大多夏季西晒时间较长，太阳辐射强，所以应采取一定的措施对没有遮挡的建筑向西山墙面进行隔热。如前面提到的在西墙种植爬墙植物，遮挡阳光直射。也可将西墙做成夹空气间层的两层墙体，利用空气问层起到很好的隔热效果，双层(或三层)玻璃幕墙就是当今节能建筑中所普遍采用的一项技术，玻璃之间留有一定宽度的通风道，利用烟囱效应对通风道进行通风，带走热空气，并配有可调节的百叶，夏季有较好的遽阳效果。此外，整个建筑外表材料颜色选择反光的浅色，也能反射一些太阳辐射和热量。

2．2．2外墙保温措施。节能建筑外墙设计中，通常有单一材料保温和复合材料保温两种墙体保温形式。单一材料保温层即是将保温层与承重结构材料结合在一起，由于还有装饰面层和保护层等，所以这种围护结构极少。复合材料保温的方式是将结构材料与高效的保温材料及装饰材料一起使用，使结构材料承受压力，饰面材料用于装修，轻质材料用于保温，这样的墙体不仅厚度小，相应的增加了房屋的使用面积，并且保温性能好。

2．2屋面节能设计

2．2．1采用导热系数小的保温材料做保温层，并保证一定的厚度，如选用水泥蛭石板、沥青珍珠岩、加砼、硬质聚笨板、水泥珍珠岩等，其总热阻值均较小，传热系数枉0．8以下，可达到要求。

2．2．2屋面没架审隔热层，以减少热辐射效应。

2．2．3采用倒置屋面板，将防水层设在保温层下边，但要注意保温层表而防水。

2．3楼梯间节能设计

楼梯闻楼梯问设门斗安门窗，减少冷风渗透，减少采暖房间向不采暖楼梯间的传热，同时加强楼梯问护结构保温效果，因为加强楼梯问护结构保温效果比增加内围护结构保温效果对楼梯闻得热量的影响要大。例如：如果楼梯问内围护结构面积为护结构而积的四倍，在不考虑朝向等修正系数及楼梯间冷风渗透热损失的前提下。则护结构平均热阻值增加25％与内围护结构平均热阻值增加一倍的效果相当，而且护结构的面积要小于内围护结构面积，即使同样的保温做法在工程造价上也要经济的多。

2．4地面节能设计

采暖建筑地面的保温性能及节能水平，体现了建筑地面设计的经济性和科学性，也影响着居比的健康与舒适。我国建筑热工设计规范将地面按着反映其热工性能的吸热指数分为三类，不同的建筑应根据其功能要求选择不同的地面。笔者建议，可采用40mm厚的水泥膨胀珍珠岩(1：8)可节能3％。

2．5窗户节能设计

由于窗户占整个建筑耗能量的5％左右，因此改善窗的材料和构造是节能的重要手段。在设计中应注意朝向，在满足没计规范和使用要求的前提下，尽量减少窗墙面积比，由于玻璃的导热系数大，热阻值小，空气的导热系数小，热阻值大，所以采用双玻，空气灾层以6―20毫米的间隙为佳，当窗洞面积比在30％一40％，双玻夹层空气厚度为16毫米时，单框双玻的木窗和塑料窗传热系数为2．6w／(m2k)，单框而单玻则为4．7w／(m2k)，钢窗及铝合金窗其值更高，但木窗和塑料窗易变形和老化，因此设计中优先选用单框双玻塑钢窗，同时改善窗的密封性能、增加橡皮条。

3建筑设计中的实施方案

3．1将多种能源进行有机结合

采用可再生能源，如太阳能电池、热水器、地热、地温等技术，与常规能源相辅助，逐步达到零排放的绿色建筑。2020年时，太阳能热水器将进入商业化发展阶段，预计热水器保有量将达到约2．7亿平方米集热面积，总共热量相弩于4500万吨标准煤。将多种能源进行合理的分配和使用，可有效解决能源紧张和能源损耗问题。

3．2加大建筑节能技术创新、技术进步力度

建筑节能的技术途径为：采暖建筑的节能主要依靠减少围护结构的散热以及提高供热系统的热效率。后者要合理提高锅炉的负荷率，改善锅炉运行状况，采用管网水平衡技术，以及加强供热管道保温等等。这些技术的实施需要大量成熟可行的产品作为支撑，需要国家以及有关部门在建筑节能的技术开发方面给予足够的扶持，保证技术进步和创新的进行。

3．3改变现行的供热收费制度

现行的供热收费制度是按建筑面积计算采暖费。供热采暖系统采用垂直单管串联方式，用户无法自行调整供暖量，外网也不能适应系统动态调节控制，是能源严重浪费。

3．4进一步加强相关法律法规的建设力度

实践证明，建筑节能不可能自发地发展。必须首先由政府主导，国家立法，对建筑节能做出明确的规定，对《节约能源法》进行补充修改，增加推进建筑节能的关键性内容，制定激励政策；建筑节能工作走上法制化轨道，建筑节能将成为各级政府、各企事业单位和全体公民的执法行为。建筑节能工作必将得到迅速推进。

结束语

环保节能型建筑是21世纪可持续发展的迫切需要，拥有极大的发展潜力，是今后建筑发展的主要方向之一。推动建筑向绿色、节能、环保方向发展，是个世界建筑领域实践可持续发展理念的大趋势，也是中国经济社会发展面临的重要任务。节能型城市建筑设计通过城市建筑的规划、单体、细部等每一环节的设计，处处创造利用自然能源的便利条件，降低不利因素的影响，节约城市建筑能耗，实现城市建设的可持续发展。

参考文献：

【1】杨日新，罗文龙．屋面建筑节能设计措施探讨【J】．浙江建筑，2006，(10)．

【2】缪峰，李春平．浅谈南京市居住建筑节能设计【J】．南方建筑，2006，(11)．

【3】曹锋．浅谈建筑节能设计[J]．中国住宅设施，2006，(11)．

【4】【龙卫飞建筑创作中节能设计的运用【J】．建设科技．2010(4)．

【5】同济大学主编.《公共建筑节能设计标准》（DGJ08-107-2004），2004.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。