淺析綠色公共建筑節能設計

靖自祥

摘要：公共建筑節能設計在社會發展中有著越來越重大的意義，實現節能設計是當前世界范圍共同的追求。我國頒布了強制性的建筑節能標準，并推廣了節能減排的政策措施，體現了國家對建筑節能的重視。

關鍵詞：綠色；公共建筑；節能設計

中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）05—128—02

前言

當前，國內外各類公共建筑的建設規模不斷擴大，尤其是近些年來大型公建日益增多，為人類帶來豐富多彩生活的同時，也帶來了公共建筑總體耗能巨大的問題。僅以電能消耗來講，公共建筑的耗電量就達到民用建筑的總用電量30%以上。我國政府對建筑節能重視力度增加，制定并不斷完善節能規范，近期又頒布了《公共建筑節能設計規范》GB 50189—2015，為公建節能設計制定了標準，提供了依據。

1公共建筑耗能概況

公共建筑包含面比較廣，涉及科教、醫療、工商、文體等多領域的非居住類民用建筑。當前公共建筑整體耗能不容樂觀，比如采暖、制冷、保溫等方面還存在欠缺。下面對公共建筑的耗能特點、節能潛能和當前國家政策概況進行介紹。

1.1建筑耗能特點

通過大量文獻查閱證實，我國不同地區公共建筑耗能有很大差異，特別是南方與北方地區相差懸殊，如北京和深圳相比，年度耗能差了1/3左右；除了地域因素之外，居住建筑和公共建筑的耗能也差異很大，據統計，公共建筑每平米耗能量竟然達到居住建筑的15～20倍左右。當前，我國年度工程建設總面積達到20億平方米，公共建筑僅占到整體不足5%，但公共建筑的耗能量竟然達到了總建筑耗能的50%，這充分說明了公共建筑耗能巨大的突出特點。

1.2建筑節能潛力

當前，國內外大型公共建筑主要耗能突出表現在幾方面：空調、照明、辦公設備等耗能嚴重。如大型商場、辦公樓、酒店主要能耗集中在采暖、通風、制冷和采光照明方面。調查公共建筑耗能大的原因發現，大型公共建筑空調耗能超過總耗能量的50%，而該部分能量消耗主要是由圍護體系對熱量的散失導致的；25%左右的能量消耗源于照明用電，這主要是由于建筑采光設計的不合理導致的。通過調查公共建筑主要的能耗來源表現，發現要解決公共建筑的能耗大問題，是可以通過合理的設計措施來實現的，如合理的圍護體系設計、合理的采光設計、合理的采暖通風設計等。

1.3國家政策對建筑節能設計的相關規定

為了提高國內公共建筑節能水平，政府頒布了《公共建筑節能設計標準》GB 50189—2015，并得到了大范圍的推廣和實施。近年來，我國對節約型社會建設提高了重視程度，推出科學發展觀、節能減排等政策。這不僅針對建筑行業，更要求各行各業以節約能源為前提，實現全方位的節能減排，建立節約型社會。

2建筑設計對建筑節能的影響

2.1建筑設計方案對節能的影響因素

（1）建筑外形的影響

建筑的外形對建筑整體的節能有著重要的影響，如建筑的朝向、體型、圍護結構形式等直接關系到建筑是否能夠節約能源，因此一定要重視方案中的外形選擇。

（2）選用幕墻類型的影響

為了提高公共建筑外觀的美觀和舒適程度，很多公共建筑采用透明式幕墻體系。如香港的中銀大廈（如圖1）、臺灣的101大廈、上海陸家嘴高層建筑（如圖2）等地方標志性建筑都大量運用了透明幕墻，透明式幕墻對建筑內部采光照明有一定的優勢，但對內部熱量散失和隔熱效果相對較差，這直接對公共建筑的耗能造成很大的影響。因此，采用節能效果好的幕墻種類很必要。

屋面綠化對建筑的保溫隔熱有著獨特的功效。屋面綠化設計是當前節能建筑提倡的重要的節能設計方法，同時還能夠節約土地資源、提高城市綠化率，有效地改善空氣質量，同時還可以提高夏季室內抵御酷暑的能力，有效地降低了夏季空調制冷的耗能總量。隨著綠色屋面設計覆蓋率的提高，有效地改善了整個區域的環境狀況，同時也降低了地區局部熱島效應。在世界各地廣受推崇。如圖2為某建筑工程中綠色屋面設計的應用。

2.2內部空間合理布置對節能的影響

通常建筑內部布局是建筑的使用功能決定的，但由于不同的內部功能空間布置對建筑節能影響很大，所以必須考慮內部空間的合理布置。以下從交通組織和空間劃分兩方面因素進行說明。

（1）內部交通組織因素

交通組織關系到建筑人流量、空氣流通等方面因素，直接關系到建筑的整體的耗能情況。很多公共建筑會設置中庭來改善自然通風，減少空調耗能。比如香港中銀大廈的首層是營業大廳和辦公區，為了增加人流的通順和空氣的流通，建筑設計師在營業大廳和辦公區之間設置了綠化中庭區域，有效實現了夏季炎熱緩沖，同時也增加了營業廳的采光通風，說明了中庭設置的顯著效果。可以看出，內部交通組織的合理布置能夠有效提高建筑的舒適度，進而減少了不必要的耗能。

（2）空間劃分對建筑節能的影響

功能分區直接對建筑的能耗有著直接的影響。如大型商場空間的布置，冷凍區如果直接跟商品銷售區相通，會直接導致冷藏區受到熱傳遞的影響耗費大量的電能，同時商品銷售區也會因為冷源傳遞的冷形成熱量散失，導致供暖耗能增加。如果合理的劃分區域，就能有效地利用各個分區的優勢，減少耗能，實現節約能源的目的。

2.3建材對建筑節能的影響

建材的選擇決定了建筑主體的熱工性能。比如墻體選用材料，門窗的形式、圍護結構保溫隔熱材料的選擇，都關系到建筑使用舒適度與節能狀況。隨著當今建材的多樣化各種智能材料、高性能材料、節能環保建材的出現都證明，合理的選用建材能夠有效提高建筑節能效益。

3綠色建筑與建筑節能設計要點

3.1新能源使用設計

作為當今時代發展的潮流就是開發和使用新型能源。建筑節能設計離不開新能源的使用，這里主要介紹風能、太陽能、地熱能等幾種常見的建筑用新型清潔能源。

（1）風能的運用

隨著新型的清潔能源風能源使用的逐步成熟，越來越多的建筑設計開始使用風能發電，緩解了電能消耗。風能在建筑節能中設計需要合適的場地，設計初期要對當地的氣象情況進行調查，掌握當地的風速、風量和建筑場地地形等，以收集足夠的風能資源高效地為建筑節能服務。

（2）太陽能的運用

作為當前綠色能源之一，太陽能的使用已經在全世界范圍內得到了廣泛推廣，如在多倫多的青少年活動中心的節能樓設計中，有效地利用了太陽能技術。建筑設計中選用太陽能不僅能夠減少能源的消耗，更能避免環境的污染。要合理地使用太陽能就必須，對當地太陽輻射情況做好足夠的調查，并對太陽能裝置做好合理的配置，以高效地利用太陽能能源，實現節能設計的目的。

（3）地熱能的運用

當前，地源熱泵能源已經為越來越多的人所接受，并逐步成為建筑設計中常用的新能源之一。地源熱泵能源使用主要是基于地下水冬暖夏涼的特點，使用地源熱，便捷地為建筑夏季制冷和冬季采暖提供能源支持。我國著名的清華大學節能樓就使用了地源熱泵能源，為建筑節能設計做了很好的典范。

3.2幕墻與外窗的設計

對于幕墻的設計，首先，要合理控制外窗的面積，之后再考慮外窗自身的隔熱保溫性能。透明幕墻與外窗對公共建筑能量消耗總量的涌向主要表現在兩點：第一，幕墻與外墻的透明材料會受陽光輻射影響，進而影響建筑內部的得熱情況。第二，外窗的熱工性能與夏季空調機冬季采暖的內外溫差傳熱有關。透明幕墻與非透明幕墻相比，在造價控制范圍之內，前者的熱工性能相差較遠。

3.3外墻的保溫隔熱設計

公共建筑的外墻作為與外界直接接觸的部分，其保溫隔熱性能至關重要。因此，公共建筑的外墻設計應采取以下策略。第一，建筑墻體與屋面或者地面相互接觸的部位要引起注意，因為這些部位會形成平面或立體的熱流，容易造成熱量的大量損失，甚至還會造成因表面溫度較低而產生結露的現象，所以應適當增加該位置保溫層的厚度。第二，對公共建筑圍護結構中的圈梁，窗過梁，剪力墻，鋼筋混凝土抗震柱以及柱或梁等部位采取科學合理的外部保溫措施。第三，我國夏熱冬冷地區由于冬季氣候較為陰冷潮濕，室內外空氣濕度相差較大，需要進行合理控制，這也是避免圍護結構表面發生結露現象的有效策略之一。第四，要盡量避免公共建筑外部冷風的滲入，例如，可以在門洞口或者窗過梁處采取加厚措施，防止因溫度過低而產生結露。

4結語

綜上所述，本文以公共建筑為例，對當前公共建筑節能進行了介紹，并引用多個范例進行證明。同時，本文還將當前公共建筑節能設計方案的核心內容進行總結，并舉例實際辦公樓在節能方案中的應用加以對比，進行論證。節能設計在未來發展中必將成為建筑業整體的趨勢。