論建筑節能設計

【摘 要】隨著人類社會的發展，能源危機的問題將會變得更為嚴重，設計建造節能建筑已被認為是全世界的一個主要優先事項。本研究從合理利用自然通風、合理利用太陽能、合理設計建筑布局以及空間布局、合理利用建筑門窗的節能、合理利用建筑材料幾部分總結了建筑節能設計基本思路。

【關鍵詞】建筑;節能;設計;通風

1、引言

如今，設計建造節能建筑已被認為是全世界的一個主要優先事項。新的建筑法規明確傾向于低排放和節能設計。通過分析文獻可知，在夏熱冬冷地區建筑節能設計中，運用統一性原則，構造了一個指標-成本-效益比，從經濟性和能效的角度來確定哪些節能措施是最優的。利用住宅環境模擬軟件DeST -對四川南充市的一棟六層住宅進行了模擬，分別計算了23種不同節能模式下的23種性價比，可以方便地做出最佳選擇。然而，建筑的優化設計應考慮多個通常具有競爭力的目標，如能耗優化、降低財務成本和減少環境影響。這使得它成為一個具有挑戰性的多目標優化問題，旨在將建筑物的生命周期成本和二氧化碳當量排放降至最低。

2、建筑節能設計基本思路

2.1合理利用自然通風

自然通風-已有研究旨在將節能辦公室和非翻新建筑材料中受控自然通風的總體能效和舒適性與相關的機械通風參考進行比較。目標是確定與供熱負荷占主導地位的現有建筑相比，供熱需求低、夏季冷負荷高的現代辦公樓的節能量。為了確保模擬假設與現實相符，通過與示蹤氣體測量結果進行比較，驗證了單側通風策略的氣流模型。模擬結果表明，適當設計和控制的自然通風在最先進的建筑和庫存中都顯示出良好的功能。對于最先進的建筑，供暖季節的通風能量損失很容易通過一年中溫暖時期較低的冷卻需求來補償。

2.2合理利用太陽能

太陽能利用-已有研究提出了太陽能利用與熱回收相結合的住宅建筑換氣通風方案設計，這樣可以降低新風能耗，設備簡單，操作方便。這是一個針對建筑換氣的節能通風系統方案，根據我國的特殊情況，采用了詳細的方法。建筑節能新風系統的設計方案能滿足新風要求，不僅能改善室內空氣質量，還能為綠色住宅設計提供技術支持。

2.3合理設計建筑布局以及空間布局

提高建筑保溫能力是節能設計的根本措施。已有研究結合天津市現有的居住建筑，通過對平面布局和空間布局對能耗方面影響的全面分析，提出了節能設計策略，從而通過合理使用天然材料和施工工藝，改善平面布局，降低居住建筑的造型因素，提高外保溫能力。大力推進可持續發展、舒適、經濟、節能和環保。

2.4合理利用建筑門窗的節能

建筑合理的窗地比的優化設計可以大大降低照明能耗，提高室內環境質量，改善居民身心健康。已有研究以西安為例分析了門窗設計合理化因素在西安住宅區的重要性，并對緯度、日期、窗位、建筑高寬比、建筑高度和窗面積等因素進行了分析。研究發現冬至（12月22日）是西安最不利于住宅照明的一天。考慮到建筑美觀、建筑節能和自然采光，冬至是計算西安地區居住建筑窗戶面積的有效時間。緯度越高，房子所需的窗戶面積越大。從4月到8月，緯度對窗面積的影響較小;從1月到4月和從8月到12月，緯度對窗面積的影響較大。同時，研究還建立了西安地區住宅窗面積回歸方程，為建筑師設計住宅窗提供了計算工具，為同緯度（北緯33度）住宅窗的設計提供了參考。針對工薪階層家庭，提出了住宅建筑自然采光的智能控制策略。開發了智能手機應用程序，實現窗簾的智能控制。根據家庭日常習慣，窗簾的開啟寬度根據房間功能和外部照度自動控制，從而調節室內照度，改善室內環境質量，降低暖通空調系統能耗。另有研究從能源、經濟和環境的角度，對地中海地區典型住宅建筑的最佳朝向、窗戶尺寸、隔熱厚度進行了評估。結果表明，通過選擇最佳的朝向、最佳的窗戶和遮陽裝置尺寸以及最佳的保溫厚度，可以節約27.59%的年能耗。生命周期成本降低了11.94%。

2.5合理利用建筑材料

已有研究討論了一種翻新項目的設計方法，作為一種節能升級建筑存量的方法。通過對德國戰后多住宅建筑的案例研究，研究評估了改造后的建筑構件對建筑環境性能的影響。不同的選項被系統地組織成不同的類別，形成一個“工具箱”。不同“工具”的匯編構成了翻新戰略。這樣，翻修的影響在早期設計階段就得到評估。工具箱支持設計的決策過程，從而產生提高建筑性能的綜合策略。

3、結論

建筑節能是當今世界建筑行業的發展潮流，我國在建筑節能這方面起步相對較晚，但只要將節能這個概念貫穿整個建筑開發過程，必將創造出健康的建筑。我國才能節約更多的資源，走上生態意義上的可持續發展道路。

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作者簡介：王鵬（2000—），四川德陽人，建筑學專業，本科生。