淺談我國建筑節能設計分析

馬征西

摘 要：在自上世紀70年代末開始的全世界人口激增、全球工業不斷發展、科學技術進一步提高和經濟持續發展的大環境下，能源短缺的情況已不容忽視，而作為我國國民經濟支柱產業的建筑業同樣面臨著新一輪的挑戰，建筑節能已成為建筑設計未來發展的大趨勢。

關鍵詞：建筑節能；新材料；新能源；可持續發展

1 建筑節能設計的必要性

建筑節能是指在建筑物的規劃設計、新建、改造和使用過程中，執行節能標準，采用節能型的技術、工藝、設備、材料和產品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱、空調制冷劑熱系統效率，加強建筑物用能系統的運行管理，利用可再生能源，在保證室內熱環境質量的前提下，減少供熱、空調制冷制熱、照明、熱水供應的能耗。

目前，我國建筑在我國的能耗中占社會總能耗的三分之一，如果建筑都采用節能措施，對能源的緊缺就可以起到有效的緩解，據統計，如果新建建筑嚴格執行建筑節能標準，逐步推行既有建筑的改造，到2020年，我國每年預計可以節約電4200億度，節約標準煤2.6億噸，減少二氧化碳等溫室氣體排放8.46億噸，可見建筑節能的意義非常重大，是非常必要的。

2 建筑節能設計

建筑節能設計是一個非常復雜的問題。建筑節能不是建筑某一個方面的節能，而是在設計中要綜合考慮建筑整體的節能，不但包括建筑材料的節能，還包括施工過程的節能以及建筑整體性能的節能。在設計過程中要考慮建筑所在地的具體情況，如地理位置、地形、地貌、氣候、天氣、陽光、布局朝向以及建筑自身的樓高、層高、材料等，使建筑的外圍維護構件保溫隔熱性能能夠充分發揮出來，還要對建筑進行必要的綠化措施和園林經管建設，以實現整體節能措施的綜合利用，使建筑的日常使用能夠最大限度的減少能量的消耗，達到建筑節能的期待效果。

在國家建筑節能規范中，明確規定了建筑節能設計的基本原則，即與氣候相適應的原則、整體性原則、綜合性原則、性能性原則，同時在建筑節能設計的方法中還提出了以下幾個問題，即通風換氣與建筑朝向、體形系數、窗墻面積比、外窗及陽臺門氣密性指標圍護結構個部分的傳熱系數和熱惰性指標、圍護結構、節能綜合指標等。所以筆者認為，要達到建筑節能的目的應該考慮如下方面。

2.1 建筑整體和外部環境的節能設計

建筑整體和外部環境設計是在分析建筑周圍氣候環境條件的基礎上，通過選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計，使建筑獲得一個良好的外部微氣候環境，達到節能的目的。

首先，選址要盡量符合自然的發展規律，盡可能利用天然的環境創造適宜人類生活的環境。比如選址在避風和向陽的地方，使建筑能夠充分利用冬日的陽光和夏天的蔭涼，同時建筑自身對于周圍已經存在的植被、動物、土壤等的危害要達到最小化。其次，建筑物的朝向與節能也有很大關系，南北朝向建筑物的耗能是最低的，在中華人民共和國行業標準中就明確規定：建筑物朝向宜采用南北或接近南北向，主要房間宜避開冬季主導風向。為了達到節能的目的，若其他條件允許時，應盡可能的首選長方形，朝向朝南，盡量避免東西方向。同樣，建筑適當間距可使建筑物得到極佳日照質量以及相對長時間的日照，非常有利于建筑節能。但在設計中要處理好節約土地資源和建筑間距的關系，所以在平面設計的時候，必須將建筑物合理布置，達到較小間距和良好日照的最好組合。如濟南的太陽樹國際公寓采用了一系列的節能科技措施及歐洲成熟的建筑技術，建造“恒溫恒濕”高舒適度低能耗的新型生態高科技公寓。該建筑項目以小高層板樓為主，其規劃設計充分考慮基地自然地形和周邊整體自然環境，營造出一個現代時尚和生態科技相結合的高尚住區。

2.2 建筑物墻體的節能設計

為建立適合資源節約和環保的經濟模式發展的良好基礎，我國實施了一系列能極大推動建筑墻體節能和建筑墻體節能產業發展的環境政策。早在2005年國家就強制規定，必須通過改善建筑維護結構保溫、隔熱性能，提高供暖、通風和空調設備、系統的能效比等措施，在保證相同的室內熱環境舒適參數條件下，全面有效的大幅降低建筑能耗。墻體是建筑物的主體結構，墻體的節能直接關系到建筑的整體能耗，而外墻體的保溫節能是建筑節能的重點。所以在設計時必須要考慮其保溫設計問題，外墻體保溫技術又分為外保溫、內保溫和自保溫三種，在實際的外墻保溫工程中，面層開裂問題較為嚴重，成為較多的建筑通病之一，防裂是墻體保溫體系要解決的關鍵技術。外墻外保溫是將保溫隔熱材料置于外墻外側，使內部結構墻體受到保護，但在設計時必須考慮采用合適的保溫材料和合理的構造措施，因為一旦墻體保溫層保護層開裂，墻體保溫性能將發生很大改變，非但滿足不了設計的節能要求，甚至危及墻體安全。

2.3 建筑節能設計中充分利用太陽能

目前建筑節能設計中新能源的利用已提到議事日程，而太陽能的利用就是其中非常重要的一項。我國具有豐富的太陽能資源，太陽能以其清潔、儲量巨大、成本低、無地域限制和能源質量高等眾多優點成為可再生能源利用的首選資源，在現代節能建筑設計中加強太陽能的利用是實現建筑設計可持續發展的重要環節。太陽能可以為建筑供暖、供熱水、供電，甚至能夠提供建筑物全部的能量。所以，太陽能與建筑結合有著極大的優點和優勢。比如太陽能熱水器，是利用集熱器吸收陽光，并將光能轉化為熱能，再通過熱水儲備裝置將熱水儲備起來。而要使太陽能熱水器真正與建筑有機結合在一起，在進行建筑設計時就必須考慮把它作為建筑的一個組成部分，使其與建筑達成完美統一。如世界第一高樓著名的迪拜塔，沒有廢水，沒有排放物，不需要外部能量，采用了一個尖頂形狀的建筑利用置于樓頂的224個日光反射裝置，將陽光聚焦于中央接收器。塔內還有咖啡廳和觀景臺，全部是由大樓自身產生的太陽能供電。除此之外，剩余電量還提供給附近的迪拜扎比爾公園。

2.4 建筑節能中自然通風的運用

利用自然通風實現室內環境改善和建筑節能降耗是當今建筑普遍采取的一項改革建筑熱環境、節約空調能耗的技術。在國外，自然通風技術已經被越來越多地運用到建筑節能工作中。據統計，歐洲地區利用自然通風，每年可減少約三成的建筑能耗。因此建筑在設計階段就應當充分考慮自然通風環節，尤其是新民居設計，不僅要關注自然通風技術，更要把這一傳統技術與當地地理氣候特征和氣候因素等結合起來，提出多層次的、全面的和適宜的建筑技術，體現出“氣候決定建筑”的設計理念。在設計時要考慮幾個方面的問題：首先要考慮建筑體型與建筑群布局的設計。第二要注重圍護結構的開口設計。第三“穿堂風”是自然通風中效果最好的方式，所以要講究“穿堂風”的組織。第四在建筑設計中形成豎井空間，以加速氣流流動實現自然通風。第五要重視屋頂的自然通風。第六盡可能選用雙層玻璃幕墻圍護結構。如北京朝林酒店的設計是采用分散式新風系統，將過去集中的送風口分散開，使室外空氣從房間下部各方位緩慢流入室內，舊空氣從上部溢出，整個室內充滿了由新鮮空氣形成的“新風湖”。在采用這種新風系統的房間中，分散式新風系統能夠將外部環境的變化直接傳達到室內使工作者能直接呼吸到室外的新鮮空氣，滿足了人們對自然界感知的心理需求。諸如此類的設計都是值得設計者學習和借鑒的。

3 結 語

綜上所述，建筑節能是全球性能源危機下經濟發展的必然需要，同時建筑節能技術在實際工程項目中的應用方式和潛能也非常巨大。建筑設計中進行建筑節能設計勢在必行，作為建筑行業的一員，任重而道遠，在今后的學習和工作實踐中，一定要大力提倡建筑的節能設計，使我國的建筑事業能夠快速、可持續的發展。