建筑設計中的建筑節能措施淺析

李靖

摘? ? 要：隨著社會的發展，自然資源日益緊缺，不可再生能源數量逐步減少，為了推動人類的可持續發展，必須貫徹落實節能措施。在建筑設計中，應該優化建筑周邊設計，提升綠化率，優化建筑布局和朝向設計，改善建筑墻體節能設計，優化窗墻比，注重墻體保溫隔熱設計，優選窗戶原材料，做好建筑屋面節能設計，開發應用新能源，全面降低維持建筑運行的能耗。

關鍵詞：建筑設計;建筑節能措施

1? 建筑周邊環境設計

建筑是社會環境的重要組成部分，在建筑設計中，應該盡可能利用物質循環規律、氣候變異規律、建筑內外能量流動轉化規律、熱濕交換規律等，讓建筑系統融入自然環境中，進入生態循環圈中，打造一個生態建筑良性循環模式，改變傳統建筑能源單向流動的情況，降低建筑能耗[1]。為了給人們創造一個舒適宜居的環境，在進行建筑區設計時，應盡量做好周邊的綠化工作。綠色植物因自身進行光合作用和呼吸作用，可通過蒸發水分來控制其整體的環境熱量相對恒定，在固化水土的同時營造小的生態環境，熱輻射能力也便弱于混凝土地面。夏季當太陽落山，綠植環繞的建筑周邊溫度能夠更快降下來，而冬季植被的枝干又可作為季風的第一道防線，使得流過建筑表面得風速減低，從而降低建筑的熱損失。除去建筑周邊植被的應用，同時還應根據地理位置做相應的遮陽系統設計，應用竹簾、布篷、軟百葉等可拆除遮陽設備，來實現夏季遮陽，有效阻擋太陽輻射，從而降低夏季平均氣溫。

2? 建筑布局和朝向設計

中國地處北半球，建筑朝向大多為“坐北朝南”，這樣能夠令建筑內部的采光、通風達到較優的情況。但隨著社會整體水平的發展，生活水平的提高，一方面建筑高度越建越高，建筑密度逐步增大，土地資源便愈加緊張;另一方面人們對生活中建筑的使用要求也越來越高，過與死板的遵循某種模式為設計創新和合理利用土地增加了難度。為了改變這一現狀，設計師應因地制宜、分類設計，優化建筑整體布局，調整好建筑的朝向、建筑間距，最大限度減少樓層之間的遮擋情況，保證每個樓層都能夠獲得充足的光照。在北方大多數建筑和居住建筑設計時，應充分考慮人們的使用習慣以及不同功能區對于光照的需求，仍應以坐北朝南的節能設計理念為主，靈活分割。但在南方一些日照充足地區，或是在做公共建筑等沒有特殊日照要求的建筑設計時，可靈活大膽的布局建筑，在滿足不同空間的基本日照要求后靈活創新，服務于建筑的平面流線和空間布局。

3? 建筑墻體節能設計

相較而言，南方全面平均氣溫高于北方，南方夏季高溫時間長，冬季溫度相對更高，很少低于0℃，因此，在中高溫度環境下的通風降溫是其主要節能降溫手段，窗墻比則一般較大;相反地，在北方，冬季保溫需求較高，在能夠保證室內采光的情況下，應該盡量降低窗墻比，畢竟外窗是建筑外圍結構中熱工性最差的一個部分，較小的窗墻比，意味著室內經窗洞散發的熱量減少，即建筑室內保溫功能的增強，這樣能夠減少室內制暖的能源消耗[2]。窗墻比的設計，要考慮的因素比較多，除了地域要素外，還應該考慮到建筑朝向，窗前朝向不同，一天之中接受日照的面積和時間也不一樣，基于《民用建筑熱工設計規范》中采暖居住部分的要求，朝北的建筑窗墻比不得大于0.20，朝東、朝西的建筑窗墻比不得大于0.30，朝南的建筑窗墻比不得大于0.35。而且，為了不影響建筑室內采光，還應該合理設定窗墻比的下限，以防窗洞面積過小，室內采光、通風條件太差，影響到居住體驗。

在進行墻體設計時，應該關注其保溫設計，應用科學的保溫結構，來降低建筑在冬季的熱量損失，比如說，在房屋外側設計保溫夾層，設置外墻內側石膏板和外墻外側石膏板，或者在組墻體梁柱熱橋位置，以墻體材料構建保溫隔離層，來優化墻體的保溫隔熱性能，而且，北方建筑可以在此基礎上，以增加外墻厚度、應用頁巖陶粒混凝土空心砌塊砌筑墻體等方式，進一步優化其保溫性。在保溫設計的同時，還應該關注墻體的防風、防潮設計，以防風設計為例，可以在建筑兩側增設陽臺開口，在外墻上設置擋風墻，以控制建筑進風量，調節室內通風情況[3]。

在窗口設計上，根據采光、通風、保暖需求，合理設計窗口形式，比如說寒冷地區，外門應設計為置門斗的形式，以防冷風滲透進來，在夏季高溫地區，可以在窗口部位進行遮陽設計，達到降溫效果。在窗戶原材料選擇上，可以選用保溫隔熱性能優良的雙層玻璃或多層玻璃，在窗框材料選擇上，應該選擇熱損失較低的鋁合金的。

4? 建筑屋面節能設計

屋面作為房屋建筑主要的圍護結構，保溫隔熱是其主要的功能，在夏季，屋面接受日照的時間長，面積廣，太陽輻射強烈，屋面溫度會達到70℃甚至更高，為了避免室內溫度過高，必須優化屋面的隔熱功能，作出節能設計。比如在屋面上建設隔熱層，或者說在屋頂上鋪設泥土層，種植綠色植物，這樣能夠為屋面提供自然遮擋，降低室內溫度，同時還能夠美化環境，改善空氣質量。世界環境保護組織研究發現，當一個城市的屋面綠化率達到70%以上，這個城市在夏季的最高氣溫將下降10℃， 在冬季的最低氣溫將上升5℃，能夠有效緩解熱島效應，提升空氣的濕潤度和潔凈度。

5? 新能源的使用

在環境友好型社會構建背景下，應用新能源，成為當今社會建設的一個主旋律。且在《BP世界能源統計年鑒》2020版中的數據也進一步證實了這一趨勢，“在2019年-2020年可再生能源增長創下歷史新高（3.2千兆焦耳），占全球一次能源增長的40%以上，高于其他各類燃料。可再生能源在發電領域的占比（10.4%）首次超越了核電。”隨著新能源開發應用技術體系的逐步完善，在建筑設計中也應該關注對于新能源的使用。這些技術的推廣應用，能夠有效減輕不可再生能源的使用負擔，有利于社會的可持續發展。以太陽能應用為例，如今太陽能熱水器已經成為建筑熱水供應的主要設備，在農村，建筑多為一戶一棟，人口數量約為3至5人，南方光照充足，太陽能熱水器基本上能夠滿足一戶家庭四季的熱水供應需求。而在城市中除了傳統的利用太陽能電池板，為樓道、小區照明提供能源支持，降低小區照明的電能消耗外，新型的外掛式太陽能集熱器也應運而生，可以廣泛的應用在建筑立面的窗檻墻位置外掛，解決了原本城市樓房密度高且共享空間小不易設置太陽能熱水器的問題。除此之外，人們正在大力開發地熱能源，用以冬季取暖，這樣能夠有效替代煤炭資源，保存煤炭余量，地熱作為一種清潔可再生能源，可循環利用，無環境污染，替代煤炭，能夠有效減少環境污染。

6? 結語

綜上所述，我國國土廣闊，擁有眾多自然資源，但由于人口數量也比較多，人均占有資源有限，遠低于世界平均水平，為了長遠發展考慮，必須貫徹落實節能理念，減少各個領域自然資源的消耗，減輕大自然的負擔。在建筑領域，建筑設計是決定建筑功能及能耗的主要因素，山東緯劍工程設計有限公司對于建筑的節能設計極為重視，在建筑環境、朝向、結構布局等各方面的設計中，融入節能設計理念，爭取能夠優化建筑的采光、通風及保溫性能，從而減少建筑投入使用后在照明、制冷取暖等方面的能源消耗。

參考文獻：

[1] 喬婉貞，郭漢丁，李瑋，秦廣蕾.既有住宅建筑節能改造多主體多目標集成遞階優化實施機理[J].資源開發與市場，2019.

[2] 滕佳穎，王婉，慕曉飛，艾熙杰.嚴寒地區公共建筑被動技術設計參數節能率及敏感性研究[J].新型建筑材料，2020（6）：95～100.

[3] 王基勇.建筑設備電氣自動化系統的節能控制研究與工程設計思考研究[J].磚瓦，2020（6）：80～81.