对建筑节能在建筑设计中落实的探讨

摘要: 文中就建筑节能的重要性、涵义、如何在建筑设计落实、建筑设计中应加强建筑节能方面的学习和建筑设计中实现建筑节的基本条件的方面进行的探讨，下面就建筑节能来谈谈建筑设计。

关键词:建筑节能建筑设计探讨分析

1建筑节能的重要性

目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能,而我国的能源问题更加严重。我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量低、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿t;③能源资源分布不均, 主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。

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,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。因此建筑行业全面节能势在必行。

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、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。

2全面的建筑节能的涵义

全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备, 执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗, 合理、有效地利用能源。

全面的建筑节能是一项系统工程,必须由政府主导,由国家立法,对建筑节能做出全面的、明确的政策规定;必须由相关部门按照国家的节能政策,制定全面的建筑节能标准;必须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节, 按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地、严格地采取节能措施,使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。

3全面的建筑节能如何在建筑设计落实

建筑设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。

3.1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、道路走向、外部环境和建筑体型、建筑方位朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。

3.1.1合理选址

建筑选址主要是根据当地的气候、土质、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。

3.1.2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。

3.1.3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。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到极好的通风效果,达到节能的目的。而对于北方地区，建筑形态宜采用体型系数小，冬日得热多，夏日得热少，日照遮挡少利于避风的平整简洁、美观大方的建筑形态。

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。

3.2单体的节能设计

单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。

3.2.1建筑各部位的节能构造设计

建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对各部位(屋顶、地面、楼板、、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。

（1）屋顶和地面的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温;根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。

（2）楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。

（3）建筑墙体的节能设计。新型墙体材料节能、节土利废的效果十分明显。我国现有的空心砖、混凝土砌块、多种利废砖、加气混凝土等新材料的生产平均能耗每万块为0.7t标准煤，比实心粘土砖每万块为1.32t标准煤约低47%，为此我们在建筑设计中采用各类新型墙体材料。

（4）建筑门窗的节能设计。在建筑护结构中，门窗的保温隔热能力较差，门窗缝隙是冷热风渗透的主要通道。据统计资料, 在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。改善门窗的保温隔热性能是节约能源提高建筑舒适性的一个技术重点。门窗的节能设计主要应考虑:①控制建筑不同朝向的窗墙面积比;②设置遮阳措施,我国节能标准中规定, 夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳;③改善窗户的保温性能;增加窗玻璃层数，使用双层或三层窗，利用玻璃之间的密闭空气间层，增大热绝缘系数，降低窗户的传热系数，采用节能玻璃窗 ④提高门窗的气密性，减少空气渗透。严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施, 其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施;⑤选择高性能的建筑门窗和幕墙技术,建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来,积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。提高户门、阳台门的隔热保温性能。

（5）建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件, 如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面, 应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能; ⑥采用全玻璃幕墙时, 隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennaruUmno大厦外墙中,则外加了一种“铺风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋, 将风铺捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。

3.2.2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,以改善室内保温、通风、采光等微气候条件, 达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中,就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧,形成对北侧寒冷空气的“温度阻尼区”,从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的;在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中,就通过空间的竖向分隔,起到了极佳的通风降温效果。

3.2.3 选用建筑节能材料

合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面, 随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。

如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用,达到了更好的保温防潮效果; 新型透光隔热玻璃在门窗中的应用,起到了更好的透光隔热效果;采用可调节的铝材遮阳板,达到遮阳的目的。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。

（五）太阳能的利用。太阳能是一种最丰富、最便捷、无污染的再生能源。在设计中可采用廉价而耐用的太阳能电池，自动跟踪太阳的反射镜，可将收集的太阳光反射到室内或通过光导纤维送到用人房间，并通过发光器把光能释放进行日光浴，栽培花卉、蔬菜或供地下室及背阴处使用。

4建筑设计中应加强建筑节能方面的学习

4.1学习现有的节能技术

当前,很多建筑师不太懂节能技术,以及如何把节能技术应用到建筑当中。建筑师不能只是设计时套用标准图,更重要的是要明白节能原理,才能在设计中按照不同的工程、不同的部位,采取相应的节能措施,所以必须加强建筑节能方面的学习。

4.2学习建筑节能新“理念”

在推行节能理念同时,眼睛不仅要“向外看”,引进学习国外先进节能理念,而且要学会“向内看”,从传统建筑模式、风格中学习节能办法。强调中国节能建筑发展的民族性、地域性应该是设计师们的共同理念。

中国传统民居都蕴含了丰富的节能理念,它们的设计和用料都给建筑师以无穷的启示。

吊脚楼为每扇四柱撑地,横梁对穿,上铺木板呈悬空阁楼,绕楼三面有悬空的走廊, 廊沿装有木栏扶手,符合南方夏季炎热、湿度大、空气流通需求量高的特点。中国传统民居都是在与周边生态环境共存共生的条件下,各类功能利用与自然环境达到完备效果的典范, 并且各自拥有独立的形态样式,可以成为当代建筑节能的借用范式, 形成新的节能理念。

发展生态节能建筑

发展生态节能建筑是近年来关注的一个方向。利用自然规律和周围自然环境条件，改善区域环境微气候，节约建筑能耗。

4.3.1太阳能建筑

4.3.2掩土建筑。掩土建筑有地下建筑和覆土建筑两种类型。可提供冬暖夏凉的稳定温度条件。

4.3.3绿化建筑。绿化建筑除美化环境外，还可改善局部热环境。这种建筑的绿化方式，可分为入口绿化、围墙绿化、墙面绿化、窗台绿化、阳台绿化、屋顶绿化和屋角绿化等类型。

建筑绿化温室化是目前的一种研究倾向。它是将农业和种植业的温室技术应用到建筑绿化的一种方法。该法可更有效地实现生态建筑节能的效益。主要类型有平屋顶温室、毗连温室和下沉式温室等类型。

4.3.4自然空调式建筑。建筑物中由设在地下的底部铺有卵石储热层的蓄热库和一条掩入土中的双陶罐组成自然空调系统。室内空气受热升温后由排气管迅速排出室外，而室外新鲜空气经蓄热库降温后升入室内形成良好的有组织的通风换气循环系统，并起到调节温、湿度的作用。

5建筑设计中实现建筑节的基本条件

5.1实现建筑节能主要靠先进的技术手段。选择适当可靠的技术措施，考虑工程的具体条件，包括气候条件、建筑体系、施工时间、地方习惯和业主意图等因素，经设计方案比较作出选择，这些技术措施要经过工程试点，证明成熟可靠，方可推广采用。

5.2优先选用投资少、节能效率高的技术。采用新技术所增加的资金，必须适应当时当地的社会经济条件。前期宜采用门窗密封等简易技术；其次是安装散热器恒温阀；再次是采用屋顶保温、高效锅炉；后期采用节能综合技术，如热泵、太阳能热储存等投资大的技术。

总之，我国能源人均可采储量不丰富，建筑用能巨大，大气污染严重，居民对改善冬寒夏热的环境要求迫切，建筑节能对建筑业又有巨大的经济效益和社会效益。