試議建筑設計與建筑節能

摘要：隨著我國社會經濟的不斷發展，我國的建筑行業也不斷向著新的發展方向發展，建筑過程中基于建筑設計基本要求和發展理念，采用建筑節能已成為我國建筑行業走可持續發展的必經之路，也是我國未來發展的必然要求。本文從多方面重點論述了建筑規劃設計的優化和圍護結構節能設計，并提出利用好可再生能源的節能設計。

關鍵詞：建筑設計；建筑節能；節能設計

引言

現如今，我國建筑業蓬勃發展，各種高樓大廈拔地而起，在給城市帶來現代化氣息的同時，也帶來了一定的環境破壞，比如光污染等。為了使建筑更加環保，使建筑在使用周期內節約更多的能源，就必須優化建筑的設計，充分考慮節能的重要性。

一、建筑外墻體結構的節能設計

墻體是圍護結構的主體也是建筑的主要組成部分，承擔著室內外熱交換的作用。建筑節能的中的30%都是通過墻體保溫隔熱性能實現的。據分析，節能外墻與普通外墻室內溫度差為4℃-6℃，所以在建筑節能的設計中外墻是絕對不能忽略的因素之一。

外墻具備承重、安全圍護以及保溫隔熱等功能，其中在考慮節能方面時，要選擇使用保溫隔熱性能較好的墻體材料進行施工。目前在工程中常常使用的墻體材料是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復合墻體。其中復合墻體使用的絕熱材料主要有巖棉、玻璃棉、聚苯乙稀、加氣混凝土等，復合墻體宜選用外墻外保溫，即采用連續外包的方式，在主體墻結構外層粘接一層保溫材料，并在保溫材料外側用玻璃纖維網加強并涂刷粘結膠漿，隔斷其熱橋作用的混凝土梁或者柱起到“斷橋”的作用，從而降低耗能。由于此方法的效果明顯高于內保溫，隨著建筑節能技術的不斷完發展，外墻外保溫將成為建筑保溫節能形式的領導技術。

除此之外，建筑物的體形系數也是墻體中出于節能考慮的因素之一。《民用建筑節能設計標準》中對體形系數的定義是：“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。”因此減少建筑物體形系數，就是減少建筑物的表面積，減少外圍維護結構面積，就做到了節能，換句話說體形系數越小，建筑物的節能就越有利。一般來說，體積大、體形簡單的建筑以及多層和高層建筑，體形系數較小，對節能較為有利。在設計時也常常將體形系數控制在0.3以內。從熱傳遞方面分析，由于建筑物實墻的陽角內層散熱面大，且交角處多半設置有熱橋作用的框架柱或者構造柱，因此，該處是建筑物耗能較大的部位，如果將建筑物設計成圓柱形則減少了交角，有利于節能。所以從節能的角度考慮建筑物外形設計時，盡量保持外表面整齊，避免凹凸變化太多。

對于一些既有建筑物，可以通過在日照強烈的墻面種植植物來降低傳入室內的熱源。除此之外植物還可以吸收粉塵和噪音，對于凈化空氣降低溫室效應都有很好的作用。

二、住宅平面的建筑節能設計

住宅平面設計中首要問題是確定適當的套型面積。因為適當的建筑面積不但可以節約用地（建筑行業“四節”之一）還可以大大節約建筑用材，減少營造、維護與使用過程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能獲得較好的節能效果。

由于我國地處北半球，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，所以建筑平面宜設計成南北向。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。經調查，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。

三、住宅屋面的節能設計

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（如擠塑聚苯板）。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。種植的土壤在吸水飽和后會自然形成一層憎水膜，可起到滯阻水的作用，有利于屋面的防水，而且土壤導熱系數小，有很好的熱惰性，不隨大氣氣溫驟然升高或下降而大幅波動，有利于屋面的保溫隔熱。

四、門窗節能設計

門窗即使太陽輻射吸熱部位，又是主要的散熱部位，因此在建筑節能設計時，合理設置門窗也是重點考慮的因素之一。設計時在保證采光通風的條件下，盡量減小門窗洞口的面積，選用氣密性高、保溫性好的材質，減少冷風滲透以及門窗的熱傳遞。第一是控制窗墻比，一般住宅設計盡量避免落地窗的設計，對于方向不同，窗戶的設計方式也不同，減少西北方向的立面窗戶的面積。第二是提高門窗的氣密性，選擇好的窗體材料。對于外窗部位設計時，窗框與門窗洞口之間的縫隙采用保溫材料填實，不得采用水泥砂漿。設計選用合適的窗型和門窗配件，減少窗框的外露面積，采用保溫隔熱性能好的玻璃。目前設計中多采用斷橋隔熱鋁合金窗框或者塑鋼窗框，對于玻璃的選用則多采用中空玻璃窗。另外，對于面朝南向的窗戶在設計時可以采用凹式設計，外加遮陽板，這樣可以起到遮陽的效果。

五、節能材料的選擇

科學選擇建筑的節能材料，體現了建筑節能設計的另一大主要工作。節能材料的選取，必須依照環保、安全、節能以及經濟的要求。一方面，在我國科學技術迅猛發展的同時，很多創新型的節能材料被廣泛開發出來，運用到實際的建設中去，起到了較好的節能效果。比如當前流行的新式防水、保溫材料，它們廣泛使用于墻體和屋頂當中，可以防潮，調節室內的濕度；新式的透光隔熱玻璃應用在門窗上，具有超級好的透光、隔熱能力；使用靈活性較強的鋁制遮陽板，使遮陽效果更加可靠有效。另一方面，建筑設計要根據實際的施工情況，使用帶有地方特色的節能材料，多加使用鄉土材料，使其貼合建筑的需要。

六、加大新能源的開發力度

新能源的可發利用，主要包含了風能、生物能、潮汐能、太陽能等新型的能源以及煤制天然氣等對傳統能源進行技術革新所產生的新能源，減少了對環境的污染并且實現能源的再利用和可持續發展。太陽能是一種無污染、可再生的新型能源，在建筑業具有較大的發展潛力。太陽能的使用方式主要有：被動式的太陽能采暖、主動式的太陽能采暖、太陽能供熱水和空調以及太陽能發電等等。我國的地理位置在世界版圖中比較適中，對于太陽能的獲取和利用有較大的優勢，充分的實行對我國太陽能的使用和開發，對于彌補我國能源的日益短缺，滿足我國經濟社會的快速發展和人民生活水平的提高，以及生活質量的提高有重要的作用。

結束語

可持續發展觀是當今時代的主體，可持續性的生態發展觀已經深入到生活中的方方面面。因此，在今后建筑設計中必然會將節能理念融入其中，盡快建設綠色節能建筑項目，盡可能利用基地周圍的自然條件，提高資源利用率；盡可能利用再生資源和節能新技術；采用節能建材；對系統進行整體設計，從而提高人們生活和工作環境的質量。

參考文獻：

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