試論建筑設計與環保節能

摘 要：國家在能源節約、環境保護、可持續發展方面一直在努力并堅持發展戰略， 建筑節能工作是以節約能源、減少污染為核心的可持續發展的一部分，建筑設計理念的更新和改變也逐漸成為當今建筑師不懈追求的目標。因此，本文針對目前節能問題提出了通過建筑設計達成建筑節能的新思路。

關鍵詞： 建筑；能耗；節能設計；發展

隨著國民經濟持續穩定增長，國內建設發展迅速，城鄉發展逐漸趨于一體化，建筑規劃和建筑設計隨著人們的要求也越來越科技、信息化了。陸續出現的節能環保家電需求旺盛，建筑設計在圍繞諸多因素下難免出現建筑的耗能大幅度增加。預計到2050 年， 建筑能耗將占國家總能耗的1/3。同時在建設過程中還存在水污染嚴重、土地資源利用率低、建筑耗材高等嚴重問題。如不注意防止水、土和空氣的污染，綠化與水面嚴重不足、空氣污濁、氣溫升高、能耗劇增。自然環境的日趨惡化，結果是建筑系統內和建筑系統外的物質良性循環與能量的良性轉換受到嚴重破壞，也就是生態環境受到嚴重破壞。

一、對綠色建筑節能環保的思考

綠色建筑概念傳入我國時間不久，研究起步較晚、區域差異很大、制度體系不完善、綠色環保觀念欠缺以及建筑質量等諸多因素使我國在發展綠色建筑的過程中較發達國家有更多的困難。

1.在區域層面上發展不平衡， 各個地方的氣候不一樣， 自然資源不一樣， 經濟發展不一樣， 形成各地區之間的差距。如北方寒冷地區因冬季采暖造成能源高耗費、環境高污染問題嚴重， 故發展較早； 而有的經濟發達地區節約意識較差故開展的較晚， 甚至處于起步狀態。

2.在制度上沒有激勵性政策的配合， 缺乏有效的監管體系， 執行貫徹度底（喊的多做的少） ， 法規、標準體系、管理體制均不完善， 不能很好的發揮引導性作用。國外實踐表明： 綠色建筑的發展離不開技術和制度兩大因素，技術提供支持， 而制度構筑環境， 是綠色建筑發展的保證。制度革新的獲益要比技術革新更為重要。

3.在觀念上， 隨著政府對環保節能宣傳力度的加大，以及能源緊張的切身感受， 越來越多的消費者將目光轉向綠色建筑產品， 節能、健康、環保的呼聲越來越高， 但大多數人對于綠色建筑的理解僅集中在節能、節水的層面，對于交通、材料、效率提高、污染減排等更豐富的內容沒有充分認識。在面臨具體行動時生態環保者非常少， 人們的生態覺醒與實踐之間存在著脫節。

4.在建筑的節能工作上， 政府大力倡導節能減排，在全面推進建筑節能的大好形勢下， 我國建筑節能工作取得了令人矚目的成就， 但其總體節能狀況令人堪憂， 大批量的高能耗建筑， 成為構建和諧社會的\"\" 瓶頸\"\"。現仍然有眾多建筑未達到節能要求， 其中最重要的原因是由于建筑能耗影響因素極其復雜， 導致從技術體系到配套法規上沒有從根本上理順相關工作。

二、建筑設計的環保節能設計分析

1.平面建筑節能設計

由于我地處北半球，太陽高度角和方位角變化規律使南朝向為最為節能的建筑朝向，此朝向夏季可減少太陽輻射得熱，冬季可增加太陽輻射得熱，而且此朝向建筑與我國夏季盛行的東南風差不多成垂直關系，容易形成穿堂風，而又避開了冬季盛行的西北風。因此，將住戶長時間活動的居住空間（如廳、主要臥室）設于日照通風條件最佳的南向位置，利用自然環境使室內達到最大的舒適度，為住戶節約采暖和空調的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間，所以建筑平面誼設計成南北向。對于日照、通風條件較差的北朝向與長時間接受太陽輻射的東西向可布置些平面功能比較次要的電梯、樓梯、管道井、機房、衛生間、廚房等，以擋住日照直接照射主要房間，避免冬季西北風灌入。經，在其他條件相同的情況下，南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低5%左右。

2.外墻節能設計

目前，常用的幾種外墻材料中，保溫隔熱性能較好的是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復合墻體。復合墻體中絕熱材料主要有巖棉、礦棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、聚苯乙稀、加氣混凝土等。復合墻體保溫隔熱宜選用外墻外保溫。為得到合理的有利節能的建筑體形，體形系數一般應控制在0.3以內，住宅進深應擴大到10m以上，而長度則以55m為宜。從熱傳遞方面分析，通常建筑物實墻的陽角內側氣流較通風口處差且散熱面相對比較大，所以交角處內表面的溫度遠比主體內表面溫度低。同時由于具有熱橋作用的框架柱或構造柱常設在此處，所以一般交角處是建筑物耗能量較大的部位。如果建筑物設計成圓柱形，則外墻棱角少，外表面積也小，有利于減少能量的消耗。所以外表面整齊的建筑比外表面凸凹變化的建筑要節能。從接收太陽輻射熱能考慮，應使建筑物南向墻面的面積盡量的大，其他墻面的外表面積盡可能的小，也就是說南向墻面與其他各方位墻面的面積比應是越大越好。另外，也可以利用植物來調節氣溫，在日照強烈的墻面，種植植物來吸收太陽熱量，減少傳入室內的熱源。據報導，建筑西墻種植爬墻虎，在植被遮蔽90%狀況下，外墻表面溫度可降低8.2℃，并有利于吸塵和消音，減少溫室效應。

3.屋面節能設計

在建筑物受太陽輻射的各個外表面中，屋面是接受太陽直射時間最長的部位，因此受輻射得熱也是最多的，相當于東西向墻體的2～3倍，所以它的保溫隔熱也顯得尤為重要。保溫隔熱的材料宜選用密度大、導熱系數小、憎水或吸水率較小的材料（如膨脹型泡沫聚苯板）。采用倒置式屋面將憎水性保溫材料設于防水層上，可有效防止傳統屋面構造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問題。此種方法施工簡易，可廣泛采用。

另外，利用屋頂種植花卉、灌木（如彩葉草、三色堇、麥冬草等）形成生態型屋面，既可阻擋熱源，減少溫室氣體的排放，達到保溫隔熱，又可美化環境，改善城市氣候，做到一舉兩得。同時，在屋面蓄水，形成蓄水型屋面，也是節能屋面的有效措施。利用水蒸發可帶走大量的熱，從而有效減弱屋面的傳熱量和降低屋面溫度。此外，采用平坡屋頂結合的構造形式，在屋面保溫隔熱層上做架空層，通過空氣流通來散熱也是個不錯的辦法。

4.門窗節能設計

外門窗是耗熱的重要渠道，它既是太陽輻射的得熱部件，又是主要的失熱部件，傳熱系數約為墻體的3～4倍，是節能的重點部位，所以合理確定窗墻面積比是節能的重要措施之一。對于住宅設計應避免少做落地窗、飄窗等。外墻門窗設計除滿足自然通風外，設計中應該強調東西南北開窗有別，不同功能房間開窗有別。面對冬季主導風向的立面，應盡量減少開窗面積。設置外窗部位，應提高外窗的密封性能（如選用膠條密封而不是毛條），選用好的窗型（如平開窗氣密性相對較好），門窗配件，提高窗框的隔熱性能（如采用塑料型材、鋁合金斷熱型材、玻璃鋼型材、鋁木復合材料等），減少窗框的外露面積，采用保溫隔熱性能好的玻璃（如中空玻璃、鍍膜玻璃等）。同時，外門窗的設計應減少冬季寒風的滲透，有利于室內保溫，改善生活環境的舒適度。對于向陽的地方，可采用凹式開窗設計，外加遮陽板及鍍有特種金屬的熱反射窗簾，這種設計既美觀又兼有較好的遮陽效果。

三、結束語

我國作為世界能耗大國，對于發展可持續發展的生態建筑，減少建筑能耗更是刻不容緩。而建筑節能是養活建筑能耗的有效方法，同時也是節約的方法。因此，作為建筑師，更應從自身做起，從不同角度，依據建筑規范對節能進行優化設計，充分利用我國現有的自然條件，在改善人們居住環境的同時，充分挖掘節能潛力，從而實現節約能源，減少能源消耗。

參考文獻：

1.宋麗娟.建筑節能在建筑設計中的應用.山西建筑.2003

2.楊子江.建筑屋面節能技術.建筑.2005

3.邱永亮，朱菊梅.住宅建筑節能優化設計的探討.陜西建筑.2005

4.孫雯璞. 建筑節能問題淺析[J]. 廊坊師范學院學報（自然科學版）， 2009，（05） .

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