節能建筑設計與建筑節能技術探討

李碩

【摘要】綠色建筑理念提出之后，建筑的節能設計受到了廣泛關注。此技術的應用可降低建筑使用過程的能源消耗。本文對建筑節能設計進行簡要說明，分別從建筑布局、門窗節能、設備系統節能、清潔能源利用、外墻保溫節能等方面闡述節能技術在建筑設計中的具體應用。

【關鍵詞】節能建筑;設計;節能技術

建立節約型社會，實現持續發展為我國提出的戰略發展目標。建筑行業對能源需求量較高。在行業快速發展過程中，節能建筑的設計理念符合綠色建筑的建設需求，和社會發展方向相同。合理運用節能技術設計建筑，可實現對能源的最大化利用，降低建筑能耗，提高其使用效益。

1、建筑節能設計概述

建筑的節能設計屬于提高能源利用效率的形式之一。從多個方面展開設計，保證建筑對能源的合理使用。設計過程建筑布局、圍護結構、設備系統等節能設計為重點。特別是供暖和空調等系統中，應用大量電氣設備，在建筑使用過程，可占據其總體能耗的35%左右，因此，需要使用節能技術，將建筑功能考慮其中，合理設計布局形式，選擇節能燈具，如：在照明燈具的選擇方面，可使用含有鹵化物的小功率燈具，不但使用壽命長，而且節能效果良好。

2、建筑節能設計的應用

2.1布局節能

2.1.1布局類型

建筑整體布局主要有以下四種形式：第一，行列式，這種布局方式利于通風，保證建筑朝向良好，屬于廣泛應用的形式之一;第二，錯落式，這種建筑布局方式可防止產生“風影效應”，最大化利用山墻的空間，獲取日間光照;第三，周邊式，這種不布局方式，可在建筑院落內形成集中的開闊空間，但是僅能保證部分建筑朝向良好，可能產生風影區，對夏季的通風不利;第四，混合式，這種布局方式就是將前三種布局方式進行混合，組成防護單元，應對氣候變化，適合應用在寒冷的北方地區。

2.1.2朝向與間距

朝向設計過程，需要將光照、風向等考慮其中，保證建筑冬季有足量的陽光照射到室內，夏季盡量減小陽光向室內和室外墻面的照射。同時，還需將夏季的通風情況考慮其中，防止冬季受到冷風的吹襲，最大限度利用地形，保證建筑的節能需求。在間距方面的設計，需要將日照、抗震、交通、消防、通風、采光、管線、視線等因素考慮其中。以住宅建筑的日照情況為例，需要保證大寒日日照時數在2～3h，有效日照時間帶為8～16h;冬至日日照時數在≥1h，有效日照時間帶為9～15h[1]。

2.2門窗節能

在設計建筑過程，門窗位置為節能技術的應用重點，需要科學控制門窗、墻體之間的比例，確保室內空氣能夠順暢流通，為人們提供舒適、安全的環境。同時，還需將建筑外觀結構、通風功能、采暖功能等考慮其中，確保設計可達到節能效果。按照建筑設計規范，門窗比例需要根據建筑朝向各有不同。通常，南向窗需要控制窗、墻體比例<30%，北向窗要控制窗、墻比例<50%，東向、西向窗要控制窗墻比<35%。設計環節，還需重點注意門窗和建筑墻體之間的密封性。建筑整體中門窗結構使用頻率較高，因此損耗較為嚴重，同時，在門窗開關過程還會導致熱量損耗。故此，在設計環節，需要加強門窗口的保溫設計，保證其和墻體之間的密封性良好，合理控制其面積，降低開關過程產生的熱量損耗，降低建筑對能源的消耗。此外，在門窗適當位置還可設計遮陽裝置，減少高溫季節建筑室內接受的太陽輻射，控制夏季室內高溫。窗口遮陽能夠控制散射、輻射等影響，同時利于通風、防雨等，設計環節不可對遠眺視野造成影響，同時遮陽造型和建筑外觀風格協調，保證結構簡單、耐用。

2.3設備系統節能

2.3.1供熱系統

建筑的供熱系統需保證冬季建筑室內溫度適宜，節能設計可從以下幾方面入手：第一，集中供熱方面，可通過對熱網管道進行保溫處理，降低熱能在傳輸過程產生的是損失。第二，在室內散熱的節能方面，可使用對流供暖方式，利用散熱器作為散熱設備，還可使用輻射供暖形式。對比而言，輻射供暖在熱量傳遞過程從下向上，散熱均勻，在地面積蓄熱量，室內溫差較小，因此建筑的熱量損失較小。而對流供暖方式，熱源自鍋爐傳遞出來，經過管網時會有10%～15%的損失，因此設計住宅類建筑，可優選輻射采暖方式，可實現節能10%左右。

2.3.2空調系統

空調系統有兩種負荷類型，一是日冷負荷，主要指在設計標準下，空調冷負荷峰值，需要通過設備容量的合理確定;二是運行負荷，主要指設備間歇、連續等運行環節，維持室溫在合理范圍內。影響負荷的因素主要有兩點：第一，建筑自身節能效果，可在設計過程優選圍護結構，確保材質具有較大的熱組阻值以及較小的熱容量。第二，窗墻比、窗戶遮陽等因素，空調負荷可隨窗墻比增加而增加，對比于窗墻比為50%和30%的建筑，對空調系統的日冷負荷降低約25%～42%，同時運行負荷可降低17%～25%，設計過程盡量避免將空調房設計在頂層[2]。

2.4清潔能源利用

我國含有豐富的太陽能資源，其作為重要的清潔能源，可應用在建筑的節能設計當中，利用太陽能設計熱水系統，利用水和轉換裝置，將太陽能加以轉化，可用于發熱或者發電。如：使用太陽能集熱器收集陽光，用于加熱水，產生蒸汽，對熱力發電機進行驅動，之后帶動電機發電，將太陽能先轉化為機械能，之后轉化為電能。

2.5外墻保溫節能

在建筑的外墻保溫設計過程，可使用混凝土墻作為保溫墻體，建筑墻體從內至外依次為混凝土剪力墻、聚苯板、找平層、抗裂砂漿鋼絲網、裝飾墻面在保溫板和內側結構之間預留出長度25～50mm的空氣層，將室外濕氣隔絕。與此同時，在建筑施工過程，還可在外部墻體上預制外掛類型的保溫板，使用聚苯乙烯作為保溫材料，在其中加入發泡劑，在熱分解的作用下釋放氣體，在內部形成含有小孔的塑料成品。這種保溫材料質量輕，并且隔熱性能良好，具有較高的防潮效果，且價格低廉，彈性高，適合應用在節能建筑外墻保溫結構當中。

結語：

總之，為高效利用能源，需要重點關注建筑行業的節能技術應用。在設計建筑環節，充分發揮節能技術的應用優勢，對建筑的布局、結構等合理設計，最大限度利用自然能源，降低建筑各種設備系統產生的能源消耗，提高建筑的社會效益和經濟效益。

參考文獻：

[1]朱黎明.住宅建筑設計中的節能設計探析[J].居舍，2020（03）：54.

[2]鄭佳奇.建筑設計中節能建筑設計的探討[J].工程技術研究，2020，5（02）：191-192.