淺析民用建筑節能設計

【摘要】本文闡述了民用建筑節能設計的含義，對民用建筑節能設計進行了分析探討，提出了自己的見解。

【關鍵詞】民用建筑；節能設計；原理

1 民用建筑節能設計含義

1.1 節能的重要性。中國建筑能耗約占全國總能耗的30％，建筑物保溫隔熱性能很差，再加上供能系統的低效率，致使建筑物要達到規定的舒適度，單位面積所需的能耗比同緯度發達國家高出3～5倍。因此，對建筑進行節能設計具有十分重要的意義。

據統計，我國冬季采暖煤每年排放二氧化碳、二氧化硫、煙塵，造成嚴重的大氣環境污染，這些對人類的身體健康所造成的危害是觸目驚心的。因此，建筑能耗的降低，建筑節能的實施是改善大氣環境的重要途徑。所以，實施建筑節能是保護環境，也是建設環境友好型社會的必然要求。

1.2 節能設計的內容。建筑節能是一個系統工程，從建筑材料和制品的選擇與生產、建筑規劃與設計、建筑施工技術與管理、建筑設備設計與選型，到建筑物在使用過程中自然能源開發與利用，采暖、空調、照明等設備的能耗節省，各個環節要相互協調和緊密聯系。節能設計的原則是在整個建設活動中，通過綜合衡量生態建筑各個方面，在不破壞原有環境的條件下，盡可能減少自然資源耗費，將環境、氣候等綜合因素轉化為高品質的空間、高舒適度的環境和完美的建筑形式。

2 民用建筑節能的技術原理

建筑物的能耗是由其圍護結構的冷風滲透和熱傳導兩方面造成的。民用建筑的圍護結構主要指墻體、屋面、窗戶(含玻璃幕墻、外遮陽設施)等。建筑物圍護結構的作用是防熱御寒，使室內受到遮護，形成溫暖、舒適的環境，以不受室外氣候變化的影響。房屋內外的熱流方向在冬季和夏季截然不同，但都要求外圍護結構具有絕熱的性能，使流出或流入的熱量減少。為了降低建筑能耗，在減少建筑物冬季空氣滲透耗熱量和夏季空氣滲透得熱量的前提下，盡量利用太陽輻射得熱和建筑物內部得熱。建筑的圍護結構直接影響民用建筑的能耗，據調查，圍護結構的耗熱量占建筑采暖熱耗的1/3以上。因此，對于民用建筑物來說，節能的主要途徑是:從墻、門、窗、頂等圍護結構著手，通過逐步優化圍護結構設計，盡量減少其能量散失，更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求，達到最佳的節能效果。

3 我國建筑節能當前存在的問題

3.1 未能在規劃及前期方案中進行建筑節能的設計

建筑室外熱環境和自然通風環境對建筑節能是很重要的。有了好的室外環境，建筑可以在多數時間內滿足熱舒適，從而不需要開空調。但是，由于目前建筑節能只是在施工圖審查中才受到重視，而規劃報建中并未進行建筑節能方面的審查和評審，所以，已經確定的建筑方案有可能造成建筑的不節能，提高建筑后期的實施成本。

在建筑前期設計的過程中，多數建筑只重視建筑形式，不重視建筑的性能，沒有把建筑節能作為建筑的一個固有的、內在的品質進行考慮，把建筑節能的要求撇在一邊，到了要實施階段，才根據建筑節能設計規范進行草草的計算和設計調整。此時由于受到建筑方案的制約，只能在材料和設備選型等方面進行調整，效果差強人意，而且往往造價高昂，實現起來很困難。

3.2 不重視低成本節能技術和傳統措施的應用

在目前的節能設計中，傳統的、有效的節能措施例如自然通風、建筑遮陽等未被廣泛采用，取而代之的是片面強調節能的高科技，不重視低成本的節能技術應用，造成節能昂貴的印象。而且，昂貴的設計在將來的施工中很可能被改變，使得最后建筑達不到建筑節能設計標準，同時也造成了社會資源上的浪費。

只要在建筑設計中注意低成本節能措施的應用，在空調設備設計和電氣設計方面進行精心設計，就算節能建筑稍微提高了成本，但卻節約了能耗，獲得了良好的舒適性，必將取得良好的經濟效益和社會效果。

4 提高建筑節能效率的方法

根據建筑功能要求和當地氣候參數，在總體規劃和單體設計中，應科學合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體型、間距、層高、選用節能建筑材料、保證建筑外圍護結構的隔熱保溫性能等及對建筑周圍環境進行綠化設計，全面應用節能技術措施，最大限度減少建筑物能耗量，獲得理想的節能效果。

4.1 建筑朝向和平面形狀

形狀相同的建筑物，南北朝向比東西朝向的冷負荷小，如對一個長寬比為4:1的建筑物，經測試表明：東西向比南北向的冷負荷約增加70%，因此建筑物應盡量采用南北向布置。在建筑物內布置空調房間時，盡量避免布置在東西朝向及東西墻上有窗戶的房間以及平頂的頂層房間。建筑物的平面形狀，應在體積一定的情況下，采用外圍護結構表面積小的建筑，因為外表面積越小，負荷越小，能耗越小。

4.2合理的外部環境設計

在建筑位置確定之后，應研究其微氣候特征。根據建筑功能的需求，應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境，創造建筑節能的有利環境，主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被，既能有效地遮擋風沙、凈化空氣，還能遮陽、降噪;②創造人工自然環境，如在建筑附近設置水面，利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等。

綠化對居住區氣候條件起著十分重要的作用，它能調節改善氣溫，調節碳氧平衡，減弱溫室效應，減輕城市的大氣污染，減低噪聲，遮陽隔熱，是改善居住區微小氣候，改善建筑室內環境，節約建筑能耗的有效措施。

4.3采取合理的建筑設計方式

首先，要有合理的空間布局。一般來說，人們平均每天約1/3～1／2的時間是在室內度過的，因此，建筑設計需要考慮空間健康因素和生理健康因素。它包括清晰的功能分區、適宜的空間尺度和無障礙的室內布置。合理的建筑平面布局不僅使建筑在使用上極為方便，同時也能有效的提高室內的熱舒適度，并有利于建筑的節能。

合理的功能空間形式取決于必要的設備、設施、家具布置所需空間、人體占有空間、生活或操作所需空間，將其綜合進行合理組織，求得一個符合人體行為的空間尺度。簡單來說，目前有些開發商將住宅高度降低以取得較多的樓層數量，獲得較大的容積率，但事實是低矮的高度與寬大的水平空間比例失調，所以，對動區如大開間客廳，這樣的高寬比確實使人感到壓抑，空氣也不流暢，又如何談得上生態、健康，如何有利于節能減排。

其次，加強外圍護結構的保溫性能。建筑外圍護結構組成部件直接與室外環境接觸，發生熱輻射交換，對建筑能耗、室內環境性能、熱舒適環境有著根本的影響。建筑外圍護結構節能設計的重點是提高外圍護結構的熱工性能，減少能量損失，提高圍護結構的保溫、隔熱性能和密閉性能。

墻體是建筑外圍護結構的主體，我們可以采用保溫性能好、蓄熱能力強及強度較低的砌塊墻體，并且做好外墻保溫，從長遠來看，外墻外保溫的效果明顯高于內保溫。門窗縫隙是冷風滲透的主要通道，改善門窗的保溫性能，是建筑節能的關鍵，主要應從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽輻射能三個方面進行。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分，在設計中可采用坡屋頂形式、設置保溫隔熱屋面來提高其節能效率。

5 結束語

總之，我國建筑節能設計才剛剛起步，而環保又節能的建筑設計需要充分考慮節能、節電及循環利用等幾個方面，這一建筑設計正逐漸成為建筑界的發展趨勢，有良好的發展前景和發展潛力。只要我們認真扎實地做好各個環節的工作，就可以有效地降低建筑耗能量，為中國建筑業、能源業，甚至是環保業做出貢獻。

參考文獻

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