淺論建筑設計過程的節能

【摘 要】 近幾年我國城鎮不斷擴大，建筑業快速發展，能源消耗在逐步上升，對環境造成了巨大的壓力，每個城市不同程度地存在著環境污染和能源消耗過大的問題。而建筑在能源消耗中占據相當大的比例，所以建筑設計要從降低資源消耗、減少污染，保護環境的角度出發，切實做到在設計過程中實現合理用能和達到節能設計的目的。

【關鍵詞】 節能 建筑設計 措施

一、前言

隨著建筑業的不斷發展，能源在逐步減少，節能需要建筑設計從各個環節予以考慮。建筑節能的核心是減少建筑能耗，提高建筑中能源利用率。建筑節能除了采用一些新興的建筑技術和材料之外，更多的是在現有建筑技術的基礎之上，通過科學合理的設計，使整個建筑在整體上與周圍自然環境充分的融合，達到與周圍自然環境的和諧統一，最終減少能源的消耗。隨著可持續發展理念的興起以及在各個領域的廣泛應用，建筑領域也引進了可持續發展的相關理論，從而產生了建筑節能理念。建筑在其投入使用之后，應能夠盡可能的減少其使用周期內對于各種能源的消耗，將對環境的破壞降低到最低的限度。隨著技術的日新月異，能源短缺已經不容忽視，我們必須從可持續發展的戰略出發，使建筑盡可能少地消耗不可再生資源。因此．推動建筑節能成為世界建筑實現可持續發展理念的大趨勢，也是我國建筑業需要面臨的重要任務。

二、節能存在的問題

由于經濟、技術等種種原因導致上世紀七八十年代以后的建筑拆除比例很高，建筑使用壽命遠小于實際壽命，造成資源能源極大浪費。我國建筑使用壽命年限規定，一般建筑為50年，特殊重要建筑為100年，而實際房屋的平均使用壽命僅為30年。歐美等發達國家建筑使用壽命年限同我們一樣，但統計平均使用壽命比我們的長，美國80年、法國85年，英國達到125年。同時上世紀現存房屋由于技術落后，所建房屋過于簡單，且未對節能予以考慮，造成能源消耗過大。在能源越來越短缺的今天，為節約有限的資源，減少能源浪費，建筑設計需從整體環境及各個環節充分考慮節能的問題。

1．建筑節能意識薄弱。人們沒有充分認識建筑節能工作的重要性，同時對建筑節能的基本知識也缺乏深刻的了解。人們在建房時，很多人不懂得也不關心建筑能耗的高低。這樣，人這個主體沒有了對房屋這個客體的節能需求，更沒有對房屋節能性能的選擇和監督，導致相當一部分缺乏社會責任，守法意識淡薄的建房者根本不考慮建筑節能，同時也逃避政府的監督。加之一些地區的主管部門沒有真正樹立起科學的發展觀，為追求“政績”，只注重建筑數量和規模，放松或放棄了自身的監督管理職能。

2．缺乏行之有效的新技術、新材料和新管理模式的推廣交流平臺。近年來，我國建設規模和總量增長比較快，但科技投入沒能同步跟進，建筑的科技進步是滯后的，對建筑發展的貢獻率一直不高；我們不少的所謂“創新”，實際上是建筑的概念炒作和表皮包裝，著力點沒放在內在品質的提高上，甚至生搬硬套、東拼西湊一些概念性的東西，缺乏技術支撐，結果浪費資源、污染環境的狀況沒有根本性改變，治標不治本。

3．法律、法規、政策措施不完善。建筑節能涉及國家和政府多個部門，也涉及到自然科學和應用科學的各個領域，如設計標準、建筑材料、供水供電等。單靠哪一個部門都很難實施，應有相應的職能部門牽頭，加大協調力度，制定行之有效的強制各方利益主體必須積極參與節能的法律法規和行政監管體系，并組成強有力的政府權威的綜合監管機構。

三、建筑節能設計的技術措施

近年來，我國建筑業得到了快速的發展，隨著中國城市化進程的加快，建筑物的市場需求數量日益旺盛，，我國建筑能耗量約占全國的四分之一，建筑面積的迅速增加及采暖、空調、家用電氣的普遍使用，導致建筑能耗持續上升，使周圍的自然與生態壞境不斷惡化，目前中國建筑能耗中有50％左右是供熱和空調設施，在能源利用過程中，由于我國主要以煤作為主要能源消耗的國家，預計到2020年，中國成為世界二氧化碳的第一大國家，因此中國對全球氣候變暖承擔著重大的責任，而作為能耗大戶的建筑，其節能也就成為我國的重大問題。設計的關鍵是從源頭上控制建筑能耗，減少環境污染，了解相關技術發展，通過科學的整體設計做到能源和資源的消耗最為合理，對環境的影響最小。面對全球能源環境問題，不少全新的設計理念應運而生，具體措施有以下幾個方面：合理選擇建筑的地址、合理設計建筑功能、選用節能建筑材料。

1．建筑選址

建筑選址是要考慮一個建筑小區域的生態、日照、遮陽、通風等因素。這些因素是形成建筑周邊微氣候的自然條件，微氣候的好壞直接關系建筑室內熱環境，進而影響建筑能耗的多少。建筑周邊生態做得好，可以為我們整個社會節省很多能源。

2．建筑功能設計

我們過去的建筑從節能方面考慮很少，特別是在前一二十年的時候，大家都是用最低造價把一個房子蓋起來，但從來沒計算過這個房子耗的空調或者采暖非常大，因為采暖條件很差，包括我們門窗、墻體。但是經過十年二十年來看這個成本是高的，如果我們把保溫、隔熱這些系統做好以后，實際上一次性投資會大一點，但是長期來看一方面可以省錢，另一方面可以降低能耗，節約資源，西方國家很早就對這方進行考慮，我們國家已經在逐步改變了。

建筑功能上要控制體型系數、朝向、風向、面寬、進深等。住宅的客廳面寬需要3.3-4.5米，臥室面寬需要3.0-3.9米，工作間需要2.0-3.6米，廚房、衛生間則需要1.6米以上，否則會太擁擠。客廳進深需要5米，但不能太深，否則采光不好，臥室進深3.0-5.0為宜，總面積以16平米以下為宜，更衣室、工作間、廚房、衛生間的進深也不宜過大。體型系數是建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。體形系數大，對節能有不利；體形系數較小，對節能較為有利，所以必須控制體型系數。窗墻比控制技術，窗戶面積不宜過大，南向窗墻比不宜大于0.35；北向窗墻比不宜大于0.25；東（西）向窗墻比控制比較嚴格，一般不宜大于0.10。

3．運用節能材料與節能技術

建筑圍護結構的主要組成部分：屋頂、墻體、樓板、門窗等。圍護結構的設計對建筑能耗、環境性能、室內空氣質量和舒適環境有著根本的影響，首先提高圍護結構組成的熱工性能，然后根據當地的氣候、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗計算結果為依據，選擇維護結構，組合優化設計方法，最后評估圍護結構技術經濟的可行性，以確定技術可行、經濟合理的圍護結構。設計中盡量使用保溫外墻體、雙層玻璃幕墻、綠化墻體、保溫門窗、中空玻璃、絕熱窗框、保溫屋頂、種植屋面、通風屋頂和架空屋頂、陽光間、中庭空間等技術措施。

（1）.節能型墻體：新型墻體材料的品種很多，從目前來看新型墻體材料主要包括磚、塊、板三大類，如粘土空心磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土輕質板材、復合板等等。從建筑業發展狀況來看，各地需要根據當地的實際情況因地制宜的發展新型節能墻體，通過改變墻體材料結構來達到節能環保的目的。

就墻體節能來講，復合墻體越來越成為墻體的主流。復合墻體一般用塊體材料或鋼筋混凝土作為承重結構，與保溫隔熱材料復合或在框架結構中用薄壁材料加保溫、隔熱材料作為墻體。目前建筑用保溫材料有：礦渣棉、巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨脹珍珠巖等顆粒漿料等，這些材料的生產、制作都需要采用特殊的工藝和設備，這都是傳統意思所能做到的，墻體的復合技術有內附保溫層、外附發泡聚苯板的做法，在國外，外墻保溫建筑占建筑總量的70%-80%，其中70%均采用泡沫聚苯板。

（2）.節能型門窗：門窗是建筑熱交換和熱傳導最活躍的部位，因此成為建筑熱能消耗比較大的地方，所以門窗的使用，對于建筑業的節能有著重要的意義。建筑的熱能消耗量主要由建筑圍護結構的傳導耗熱量和通過門窗縫隙的空氣滲透量兩部分構成，一方面通過門窗型材自身材質的選擇提高門窗框的熱功能性，另一方面，通過發泡保溫材料減小門窗邊框和建筑搭接之間的縫隙。從門窗材料來看，近些年出現了鋁合金斷熱型材、鋁木復合型材、鋼塑整體型材、塑木復合型材及UPVC塑料型材等一些技術含量較高的節能產品。這些產品可以有效減少由于門窗的空氣滲透而造成的熱量流失。

外門窗是住宅能耗散失最薄弱的部位，其比例占住宅總能耗比例較大，其中傳熱損失為三分之一，冷風滲透為三分之一，所以在保證日照、采光、通風等條件下，盡量減少門窗洞口的面積，提高門窗的氣密性，減少冷風滲透，所以這就對外圍護結構的節能提出了更高的要求。目前，對門窗的節能處理主要是改善材料保溫隔熱性能和提高門窗的密閉性能。為了解決大面積玻璃造成能量損失過大的問題，正逐漸取代鋼、鋁合金等能耗大的材料。人們運用了新高技術，將普通玻璃加工成中空玻璃，鍍膜玻璃、采用磁控真空濺射的方法鍍制含金屬銀層的玻璃以及特別的智能玻璃。

（3）.節能型屋面：屋面也是熱量損耗的重要部位之一，屋面的節能保溫是通過將容重低、導熱系數小并且有一定強度的保溫隔熱材料輻射在防水層和屋面之間實現的，可選擇的材料有很多，可以用膨脹水泥板塊、聚苯板、擠塑板等板塊材料，還可以使用膨脹珍珠巖混凝土、陶粒混凝土、爐渣混凝土等保溫隔熱材料。

屋面節能措施之一是屋面保溫層不宜采用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果；二是屋面防水層下設置導熱系數小的輕質材料做保溫層，屋面的保溫隔熱是圍護結構節能的重點之一，常用保溫材料有珍珠巖、玻璃棉等，也可在屋面防水層上設置聚苯乙烯泡沫。屋面隔熱降溫的方法有架空通風、屋面蓄水或定時噴水、屋面鋪土綠化等，以上做法都可不同程度的滿足節能的要求，應根據具體情況進行設計。

四、結語

在能源需求越來越大而資源越來越少的今天，建筑節能應逐步做到在很少的能源消耗下滿足不同季節、不同區域阻止太陽輻射，保持室內的舒適性，使室內實現必要的通風換氣。建筑節能主要包括盡量減少不可再生能源的消耗，提高能源的使用率，減少建筑圍護結構的能量損失，降低建筑設施運行的能耗。所以建筑設計不僅僅是設計出一棟棟能用的、外形美觀的建筑，更重要的是要從整體環境出發，結合節能型建筑材料、節能先進技術制造出低能耗、生態化、人性化的建筑產品。節能是一個系統的、復雜的課題，首先要從觀念上充分理解節能對保護環境、節約資源的深遠影響，同時加強對節能產品的研究生產和宣傳，向社會、大眾展示建筑節能和可持續發展建筑概念、技術和產品，讓建筑節能理念深入人心，我們才能在行動上真正做到節能。

參考文獻

[1] 房志勇 《建筑節能技術教程》 中國建筑工業出版社

[2] 張曉健 《建筑節能設計的要點淺析》 天津建筑科技

[3] 《我國建筑節能發展的初探》 建筑節能

[4] 孫亞飛 卜迎春 《試論建筑節能設計》 鹽城工學院學報