淺談民用建筑的節能設計

（成都天華西南建筑設計有限公司，四川 成都 610000）

1 民用建筑節能設計

1.1 節能設計的特點和優勢

建筑節能設計是遵循高效節能、環保安全、經濟實用、宜居的原則進行設計的，所以設計的方案更加科學合理，不僅可以滿足人們基本的生活需求，而且也實現了人和自然和諧共生的目標。在進行節能設計時，首先應控制自然資源，盡量用最少的資源達到理想的設計目標。其次在設計中將充分利用太陽能、風能等自然可再生資源，積極采用高效節能的措施來減少對不可再生能源的利用，同時減少污染物的排放[1]。另外，節能建筑設計可以實現保護地理環境以及人文歷史的目的，盡可能地使用當地風格的建筑材料，不僅節約了建筑材料運輸的成本，取材便利，而且也體現了地域性特點，更加適合當地人們的居住。

1.2 建筑節能設計的原則

建筑節能的設計有4 項原則。1） 合理選址。在進行民用建筑設計前，選擇合理的場地是關鍵，要求所選擇的場地必須和當地氣候、地質和周圍環境相適應，保證民用建筑在使用中可以和周圍自然氣候相協調，和生態環境互相平衡。2）規劃和體形設計的合理性。在進行民用建筑設計時必須保證建筑規劃和形體設計合理，使其能夠更好地適應各種惡劣環境。3）科學選擇節能建筑材料，遵循高效、經濟和節能的原則，保證各建筑物造價合理。4）本土化和外部環境設計。即建筑設計不僅要在外觀上體現本土化，建筑材料以及內部裝飾和空間環境等也要體現本土化特征，根據當地實際情況進行設計，打造能凸顯本地文化和生活的建筑。同時在外部環境設計時要在滿足基本使用功能的基礎上合理地進行布局，營造高效的建筑節能環境。

2 節能設計在民用建筑設計中的有效應用

2.1 總體布局

在民用建筑節能設計的過程中要注意3 點。1）必須選擇合適的建筑場地，方向盡量向陽，尤其是北方建筑朝陽的方向可以保證建筑物能充分利用太陽能輻射，同時起到避風的作用，可減少熱能的損失。在進行建筑規劃時要控制建設規模，尤其要控制高層建筑的建設。2）充分考慮日照因素，盡量選擇南北朝向位置，根據每一個房建的功能進行內部房間設計，次要房間一般朝北，樓梯和電梯的設計不能占用主要采光面。3）合理控制氣流，減少建筑物熱能損失，同時可保證自然通風。一般將底層建筑物布置在迎風面，將多層建筑物放在中間，高層建筑物放在建筑群體后面，采用并列式、平行式布局而避免使用周邊布局模式，同時要根據具體地形情況組織建筑群的氣流，建筑物內走廊兩邊的門盡量面對面設置可更加合理地組織建筑物內部的自然通風。

2.2 節能建筑外觀設計

外觀設計也是民用建筑設計的重要內容，且外立面和節能設計之間存在緊密的聯系。為了實現節能環保的目標，要求建筑外立面盡可能簡潔實用，具有立體感，避免出現凹凸不平的現象。這種設計方式可減少體型系數，同時應將外觀設計為圓形或正方形。夏天房屋受到的熱量比冬天大很多，因此盡量控制建筑物的長寬比，減少建筑區外墻圖面，做好架空樓板設計，坡屋頂盡量設置在坡腳部位的水平位置或降低坡度。此外，加強建筑構造的熱工性，嚴格控制采暖空調的能源消耗[2]。

2.3 節能建筑外圍護結構設計

如圖1 所示，在進行墻體節能設計時，可將墻體結構分成基層墻體、砂漿找平層、保溫層、抗裂防護層和飾面層5 個部分，其中保溫層由粘接層和膨脹聚苯板構成，抗裂防護層由塑料膨脹錨栓、抗裂膠漿、耐堿玻纖網格布和抗裂膠漿組成，飾面層一般由柔性的耐水膩子和涂料組成。在選擇墻體材料時，為了實現節能環保的目標，首先要考慮材料是否安全環保和節能耐用，一般選擇保溫隔熱型墻體材料，這類材料的強度好且透氣性好，能夠很好地起到抗腐蝕和抗老化的作用。常見的保溫隔熱墻體材料有巖棉、聚苯乙烯塑料，也有采用空心磚墻等填充材料的，或者通過外墻外保溫的方式來達到保溫隔熱的效果。在進行門窗節能設計時，除了要求所選材料具有節能環保的特性外，還可以通過增加玻璃層數、粘貼聚酯膜、安裝密封條、采用低輻射玻璃材料、隔熱保溫效果好的塑料窗等形式來改善保溫隔熱的效果，以此阻止空氣熱傳導。在屋面的節能設計中，首先要重點考慮保溫性良好的材料，不可采用密度大且導熱系數高的保溫材料，否則會導致屋面重量和厚度過大，同時也不要采用吸水率大的材料，否則會在施工中出現大量吸水而降低保溫效果，一定要使用吸水性強的材料時必須合理設置排水孔，且排除在保溫層內不易被排除的水分。此外應合理設置架空型保溫屋面或者倒置型保溫屋面等節能屋面。

2.4 供配電系統設計

圖1 民用建筑外圍結構墻體的節能設計

合理設計、動態控制及管理各個子系統的能量需求，是建筑節能設計的重要工作。供電系統能否安全穩定的運行、設備和線路消耗、損耗能量是否過大等因素都會影響整個建筑工程的節能效果。因此，首先要考慮供電系統中的電力設施，它們的功率、布局和負荷容量是否合適，要求優先考慮節能型供電設施。尤其是對變壓器的選擇，由于該設備能耗消耗最大，必須根據實際要求合理選擇和合理分配變壓器的荷載，使其荷載和驅動負載能力保持一致。此外，線路損耗也是供配電系統中能量消耗較大的一部分，在輸電中受各種不確定因素的影響，出現線損現象十分正常。因此要對線路進行節能設計，優先選擇可以減少熱量和電阻的材料作為線路材料，例如常見的有銅鋁復合型材料，該材料不僅可以降低能源消耗，而且還能保證線路整體運行的安全穩定性。

2.5 電梯、通風和供水系統設計

在電梯的節能設計方面，首先要根據民用建筑工程具體情況，合理地選擇規格和數量合適的電梯，盡量減少電梯機房的使用可以有效降低電能消耗。其次應將電梯系統和消防報警系統結合起來設計，對電梯系統進行實時監控，及時發現異常情況，可保證電梯的安全穩定運行。在進行通風系統的設計時，一方面必須滿足電力需要，另一方面可選擇高效型的通風設備，比如選擇合適的空調設備，在保證通風制暖制冷等功能的基礎上減少空調數量，可有效減少電能損耗問題。在使用空調設備時，可適當調整溫度，減少能源的消耗。在進行供水系統設計時，優先選擇無負壓供水設備，盡量選擇節水型設備，并對供水管道進行優化設計，完善熱水供應系統，不但可達到凈化水質的作用，還能避免水資源的浪費，實現節能環保的目標。

2.6 照明系統設計

照明系統是民用建筑設計的重要內容，也是電力系統中消耗電能較大的一個部分，為滿足節能降耗設計理念，要求盡量加大對自然光源的利用，常見的有聲感和光感設備，能高效利用自然光，實現對照明設備的自動化開和關控制。其次，要加強對照明設備本身的設計優化，比如在選擇照明設備時不僅要滿足高效照明的需要，而且應該考慮提升其使用率。此外，需要注意的是，因為不同地區建筑風格、自然地理氣候等不同，因此在進行照明系統設計時必須充分考慮當地情況，確定合理的節能設計標準，確定合理的設計方案[3]。最后要根據建筑物朝向、形狀等合理設置照明系統，加強對自然光線的使用，盡量采用淺色系的墻面和地面，同時將空調系統和照明系統結合起來，既能實現各自功能，又能利用多光源形式來滿足特殊的照度要求。

2.7 積極利用新能源技術

民用建筑設計階段，在節約不可再生資源能源的同時，也要注意加強對各類新能源的積極利用，比較常見的有太陽能和風能，這些清潔能源不但取之不盡用之不竭，而且還不會產生污染，極大地減少了對環境的破壞。但是在開發利用這些能源時，還需要和建筑施工當地的情況合理選擇和搭配。以太陽能為例，應建立太陽能技術體系，在建筑設計時了解當地在不同季節的日照情況，然后對建筑的朝向、形狀、內部布局等進行合理設置。太陽能技術的利用一方面減少了電能的消耗，另一方面起到保護環境的作用。另外，太陽能技術系統操作簡單且需投入的成本較低，在我國南北方差異較大的情況下利用太陽能資源不但滿足了人們對節能建筑的要求，而且因為減少了不可再生能源的使用，所以對于民用建筑的可持續發展具有十分重要的意義。

3 結語

綜上所述，我國目前依舊是能源短缺、環境污染較為嚴重的國家，為了實現節能環保的目標，在民用建筑設計領域采用節能設計的理念，充分利用可再生能源和節能型建筑材料，同時進行科學合理的房屋布局，可在提高整體工程質量的基礎上實現建筑物使用中的節能環保，不僅實現了經濟效益，同時也獲得了環保和社會效益。