浅谈建筑设计中的建筑节能设计

摘要：针对我国建筑节能工作现状，探讨了建筑节能设计的方法和对策，详细介绍了建筑节能设计的具体内容，指出相关部门应加强监控，规范建筑节能设计的各个环节，通过优化设计来有效控制能源消耗。

关键词：建筑；建筑能耗；节能设计

随着人们生活、生产水平的提高，人们对建筑舒适性、功能性的要求也越来越高，但与此同时，和建筑使用有关的各种能耗也越来越大。在国家建设节约型社会的过程中，建筑节能已成为城市建筑水平和经济社会发展的重要标志。建筑节能是一项系统工程，它涉及到建筑群的总体规划，建筑单体设计，建筑施工，物业管理，政策法规等诸多方面。为了提高建筑的节能效果，应该重点从规划设计入手。

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13亿吨；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多亿平方米，绝大部分为高能耗建筑，且每年新建建筑近2O亿平方米，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。建筑的节能首先应为设计者重视。

2.建筑节能设计中存在的问题

2.1忽略规划节能的重要性

在以往的规划设计中，设计人考虑的往往是容积率、日照间距、空间形态、以及建筑与周边环境协调等问题，而很少从节能的角度来指导设计，节能设计只有在单体方案设计阶段才有所重视，从而产生了许多单体设计难以解决的问题。

2.2忽视建筑单体的通风设计

建筑市场中，住宅开发商为了达到土地最大利用率的目的，往往要求建筑师按容积率的最高值进行设计，甚至超值设计，这样导致许多新建住宅多为一梯六户、一梯八户，甚至一梯十户以上都有。这种住宅单体平面在实际使用中通风将十分不利，特别是在夏季，室内积聚的热量难以散失，必须采用人工通风或空调降温，大大增加了建筑使用的能耗。而且目前的许多住宅设计，建筑立面窗户的设计主要是从立面造型方面考虑――采光面积大，可开启窗户面积小，这样的设计不但对隔热不好，对通风就更加不利。

2.3建筑外遮阳不受重视

在实际设计中，设计师经常会为了达到造型效果而刻意增加立面上的装饰构件，这些构件由于并非从遮阳方面考虑，所以形式作用大于实际功能。这并不符合设计的经济原则和节能原则。

2．4热桥问题往往被人们所忽略

当代建筑由于追求造型的变化，立面上的凹凸进退增多，突出墙体、屋面的构件也越来越多，外飘窗得到了广泛的使用，这些设计手法丰富了建筑造型，却无形中增加了热桥的产生， 对建筑节能带来不利的影响。

3.创建舒适、合理的居住环境

3．1 总平面设计过程中的节能设计

建筑节能设计的第一步也是关键的一步即规划设计。进行规划设计时，要认真分析建筑群的平面布置、总体景观与绿化率、太阳辐射方向和自然通风等参数和建筑节能的联系。具体进行设计时，建筑物的朝向、平面布置、夏季的日照方向、采暖期的主导风向、建筑体形系数等都是应该在认真调研后做出判定的。对总平面进行合理的设计，不仅能够营造出良好的自然通风条件，还能够均衡建筑物的日照时问，使得冬季采暖和夏季制冷的耗能有效降低，使建筑尽量实现自然条件下的冬暖夏凉状态。在实际应用中，建筑主体朝向应选取朝南偏东并且要避开采暖期上导风。具体来讲，建筑的主体(或者主要的房间)朝向应该朝南适当偏东，而且要避开采暖期导风向和夏季最大日照方向，而住宅群体的排列可以将夏季主导风引入住宅群，使风既“穿楼又穿堂”；最后各住宅楼之间的距离在保证日照要求的前提下，尽可能改善通风效果。

3．2 总体景观与绿化阶段的节能设计

绿化在改善建筑物总体景观各方面都具有重要的意义，如提升环境空气质量、减少住宅粉尘、降低噪音污染、营造出优良的室外热环境。所以可以通过减少硬化地面等方式提高绿化覆盖面积。绿化植物主要由花草、灌木、乔木构成，设计时应使这三类有机地结合，尤其是乔木，它既有观赏价值，还可以起到遮阳、降温的功能。因此，可以在住宅小区的道路两旁和四周种植树冠较大的常绿乔木，这样就可以充分发挥乔木的遮阳降温作用。

4.提高建筑围护结构的保温隔热性能

降低采暖和空调能耗的前提是满足居民舒适度的要求，主要措施是尽量保持室内的温度、减少室内热量或冷量通过维护结构散失，所以提高建筑围护结构保温隔热性能是建筑节能工作的重要措施。建筑围护结构保温散热性能是由组成结构的各部分材料性能所决定的，材料的保温隔热性能通常用传热系数K来衡量，传热系数越大，则表明材料传热的能力越强，那么保温隔热的效果就越差。提高建筑维护结构保温隔热性能就是要尽量降低围护结构各个部分的热传系数。下面分别从技术和管理两个方面来分析。

一、从技术层面来看，通过合理的设计，采取以下措施，可有效的提高建筑物的保温隔热性能，降低能耗。

(一)应尽量减小建筑物的体形系数。体形系数是建筑物的表面积和体面积之比。它的大小实际上反映了建筑物表面积的大小。我们对两栋体形系数分别为0.349和0.293的同类型建筑的能耗量进行计算分析可知：体形系数大的建筑物能耗量高13.8%―15.5%。以上对比结果表面，体形系数越大，表明同等体积的房间，表面积越大，那么建筑物能量损失的途径就越多；同时体形系数越小，意味着建筑物外墙、外窗的面积较小，造价相对较低。因此，建筑设计应尽量减小建筑物的体形系数。

（二）外门窗负担了建筑物主要的采光、通风的功能，选择适当的窗墙面积比、采用传热系数小的窗户、解决好东西向外窗的外遮阳问题，是提高外窗保温隔热性能的重要途径。

由于窗户的传热系数（4.7―2.5W/(m2•K)成倍大于外墙的传热系数（1.5―1.0W/( m2•K ),从建筑节能这个层面考虑，合适的窗墙面积比应该以满足室内采光需要（即住宅设计规范所要求的窗地面积比值）为限。在经济条件许可的情况下，应采用中空玻璃塑钢窗或采用段热桥的铝合金中空玻璃窗。对体形系数超标较多的别墅建筑，采用低传热系数的窗户则是必须的。

（三）尽量减小屋面和外墙的传热系数，增强屋面和外墙的保温隔热性能。标准所规定的维护结构传热系数的限值，只是建筑节能现阶段的目标值。随着经济的发展和社会的进步，建筑节能设计标准将分阶段的目标值。随着经济的发展和社会的进步，建筑节能设计标准将分阶段进行修改，围护结构传热系数的限值也会逐步要求降低。由于建筑的设计使用周期为50年，几十年后再来对既有建筑进行节能改造是很困难的，特别是高层建筑。因此，对标准较高的住宅，特别是高层住宅，其围护结构的传热系数宜适当低于标准所规定的限值，为贯彻建筑节能的超前性原则。

二、从管理层面，加强对各种保温隔热材料的质量管理是实施建筑节能、提高建筑保温隔热性能的有力保证。

（一）建立对工程项目上采用的保温隔热材料的抽检制度，保证使用材料的质量。目前在质检体系中，居住建筑项目中采用材料的保温隔热相关指标不属于强制性检测的范围，这样就为各种劣质保温材料提供了可乘之机。对于建筑物的室内外温差不像设备、管道的温差大，即便采用不合格的保温材料不会出大的质量事故，所以许多建设单位、施工单位不太重视材料的质量，只求价格低。因此，必须把材料的保温隔热性能指标重点控制，才能切实提高建筑物的保温隔热性能，实实在在的节约能源和节省费用。

（二）对建筑物围护结构各部分采用各种类型的保温体系和选择门窗部品必须按照保障体节能保温效果的思路，合理选择经济性好、方便施工、质量控制容易的方式和材料。这些必须通过适当的政策引导，并配合一定的行政手段（如施工图审查等）、技术手段（如节能性能评估等）来保证实施。

7.结语

节能作为一项系统工程，涉及到诸多方面，如自然环境、规划设计、建筑施工、政策法规、物业管理、居民节能意识等。建筑节能设计在现阶段还存在一定的问题，比如片面追求建筑面积，设计时执行节能标准比例较低、公众的节能意识薄弱、缺乏可操作性的法律法规等等，但是作为我国国民经济支柱产业之一的建筑业，必须和各方共同努力，加大科技研究力度，采取严格的奖惩措施，从前期着手，大力推广节能型建筑，这也是我国走实现可持续发展的必由之路。

参考文献：

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[2] 赵文强．建筑围护结构节能工程施工质量控制[J]．山西建筑，2009，35(33)：245―246．