浅谈节能技术对节能建筑形态的影响

【前言】浅谈节能技术对节能建筑形态的影响由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。二、节能技术成为技术与形态的转译中介 建筑的节能性能是由建筑设计、暖通空调设计、水电设计等建筑节能设计组成的，还包括建筑施工、建筑材料、建筑构配件、建筑设备安装、工程竣工验收等多个环节。建筑设计是节能的关键，采用节能技术提高建筑能源的有效利用率、节...

【摘要】在大力提倡可持续发展的今天，建筑设计应尽量采用各项节能技术以达到节能环保的目的。节能建筑形态设计应与平面设计、立面设计、形体塑造等各项节能技术相结合考虑。各项节能技术都对节能建筑形态设计产生了深远影响。

【关键词】节能建筑；节能技术；平面布局；立面设计；形体塑造

【中图分类号】TU564【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0302-01

一、引言

纵观建筑发展史可见，建筑形态及其设计理念随着技术与人文尤其是技术的发展而不断更新。一部西方建筑史，就是一部反映不同技术的形式语言不断产生和运用的历史。在节能与环保早已成为热点话题的今天，现代节能技术的发展已经给当代建筑带来了多方面的影响。下文将着力探讨新技术对于节能建筑形态的影响。

二、节能技术成为技术与形态的转译中介

建筑的节能性能是由建筑设计、暖通空调设计、水电设计等建筑节能设计组成的，还包括建筑施工、建筑材料、建筑构配件、建筑设备安装、工程竣工验收等多个环节。建筑设计是节能的关键，采用节能技术提高建筑能源的有效利用率、节约用能、减少浪费，是当前建筑业发展面临的重大挑战和机遇。

1、节能技术对于建筑平面形态设计的影响

在节能建筑的平面设计过程中，对于建筑的体形、朝向、布局都要周全考虑。一般来说，在建筑设计中建筑的外形越简单，建筑物体形系数就越小，热量交换量也就越少，建筑节能的效果就更好。而且适当的建筑体形还可以节约用地、节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的消耗。此外，建筑的朝向与节能也有着直接关系，因为不同朝向的建筑物，在不同季节所得到的太阳辐射热能量不一样，热损失也不一样。科学的建筑朝向可在冬天避开寒风的侵袭并充分利用温暖的日照，而在夏季又可以获得良好的自然通风条件，从而保证室内冬暖夏凉的效果。为了利用自然环境来使室内达到最大的舒适度，可以将住户经常出入的厅、主要卧室设置在日照通风条件最佳的南风位置，从而为住户节约采暖和空调的能耗。

此外，据研究显示，建筑体形系数每降低0.1%，建筑能耗可下降8kWh/(.a)，现列举两种平面设计形式：明厨明厕式(见图1)和明厨暗厕式（见图2）。在相同建筑面积下，明厨暗厕式建筑的体形系数较明厨明厕式低0.032。显然，在体形系数上，明厨暗厕式的建筑平面优于明厨明厕式。由此可见，在满足建筑诸多功能要素的条件下，设计时应尽量减少建筑体形的凹凸或错落。降低建筑物体形系数，最好控制在0.3以下。但体形系数过小，将制约建筑师的创造性，造成建筑呆板，平面布局困难，甚至损害建筑功能。因此要权衡利弊，两者兼顾。

图1 明厨明厕式设计图 图2 明厨暗厕式设计图

2、节能技术对于建筑形态造型设计的影响

节能技术向建筑形态转译过程中所传达的信息，是一种抽象的形态结构关系。新节能技术突出以物理学相关知识：流体力学、空气动力学、热力学等为形体处理依据。由这些依据决定的建筑多表现为流线化的造型，由此使建筑变形，更具流动、非几何性的特征。诺曼福斯特设计的伦敦市政厅（图3）。该建筑提供近17000的使用面积，容纳议会、委员会办公室及一些公共设施，以及市长办公室等。建筑的造型是一个变形的球体，高约50 m，共分10层。这种变形并非随意而来，而是通过计算和验证来尽量减小建筑暴露在阳光直射下的面积，以在冬夏季分别增加和减少太阳热（图4），从而获得最优化的能源利用效率。具体做法是通过对全年的阳光照射规律的分析，得出建筑表面的热量分布图。利用这一结果确定建筑的外表面形式，以达到用最小面积的建筑表皮促进能源效率最大化的目的。“经过计算的这一类似于球体的形状比起同体积的长方体，表面积减少了25%。”

福斯特总能以一种超乎寻常的理性方式，根据科学原理和数学公式，“计算”出建筑的表皮形式，而其计算依据则是夏季伦敦酷热的直射阳光。同时这种建筑的表皮形式也因为“计算”而呈现出流动、非几何性的特征。

图3伦敦市政厅 图4 根据冬夏季太阳辐射角度

“算出”的建筑形体示意图

3、节能技术对于建筑立面形态设计的影响

图5公共建筑节能设计标准规范

在建筑护结构中，墙体所占比重最大，占整个建筑耗能的25%。实践证明，相对普通外墙而言，使用节能外墙可使室内温度相差在10℃左右。因此，外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外，外墙体的保温设计相当重要。随着我国建筑节能技术的不断完善和发展，目前我国建筑中采用的新型墙体材料主要有加气混凝土砌块、粉煤灰空心砌块、陶粒砌块和轻集料砌块等，保温节能墙板主要有聚苯乙烯板、挤塑板和泡沫玻璃等。

此外，窗户是建筑护结构中耗热的薄弱环节，也是薄壁的轻质构体。在建筑能耗方面，建筑护结构总散热量中，铝、钢、塑窗散热量平均约占50%，所以节能工作的重点就是改善门窗的绝热性能。方法如下：①合理控制窗墙面积比：据统计，经窗户传递的热量是同面积墙体传递热量的2～4倍，因此，必须适当地减小窗面积，以减小空调的能量损耗。但设计时要按照不同地区气候特征来合理控制窗墙比。如在南方地区，为了能在冬季可以获得较多的太阳辐射热，在夏季利用较大的南向窗户进行自然通风，建筑设计中的窗墙比要比北方地区的要大一些。②加强外窗的遮阳措施：冬季室内热量散失的最薄弱环节之一就是建筑外窗，其能耗是同面积屋顶的5倍、墙体的4倍，对建筑能耗影响较大。因此可增设外阳卷帘、遮阳百叶、遮阳板、遮阳棚。此外，为了达到一定的遮阳效果，可以适当增加南向阳台的挑出长度。③加强外窗的隔热性能。可采用保温隔热性能好的玻璃，或者采用有很好效果的贴热反射薄膜，特别是选用对太阳光中红外线反射能力强的反射材料，如热反射镀膜玻璃、低辐射Low-E玻璃、双银Low-E玻璃等。④改善外窗的保温性能。利用空气间层热阻大的特点，采用多层玻璃窗或中空玻璃，以减少空气渗透，最终降低耗能。

在全球范围内大力倡导节能环保生活的今天，我国在建筑节能方面具有巨大的潜力，只有扎实认真地做好建筑节能设计工作，才可以有效地降低建筑耗能，为中国能源保护工作做出贡献。当代建筑师应积极关注节能技术的发展应用，在设计过程中，不断探索节能建筑形态的设计方式，使其平面布局、空间功能、结构体系都能更好的达到节能效果，寻求建筑、环境、能源消耗之间的最佳结合。

参考文献：

[1]廖东伟、罗耀忠.浅谈节能建筑设计要点.广西城镇建设.2010.7

[2]严建伟.生态建筑软化趋势――解读生态建筑形态特征.石家庄铁道学院学报.2006 .19(2)