简议建筑节能设计

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摘要：建筑是耗能大户，全球有近30%的能源消耗在建筑物上。我国建筑能耗已超过全国能源消费总量的25%，且有不断增长的趋势。因此，从可持续发展战略和能源发展战略出发，如何在满足使用者舒适度的基础上，提高建筑对能源的利用效率，更合理地利用自然能源，同时降低外界热环境的影响，即建筑节能的问题，是当前建筑业发展面临的一个重大挑战和机遇。建筑节能的现实需要建筑设计的观念和设计方法进行变革，从建筑功能和价值形成的初期保证建筑节能目标的实现。

一、建筑节能设计的理念的重要性

建筑节能是长期的、持续的和发展的动态过程，又是一项系统工程，针对我国建筑节能技术发展的现状，重视建筑节能设计，在建筑设计中遵循节能设计理念对建筑节能的实施和发展具有重要的现实意义。

1.秉承“因地制宜”的节能设计理念

重视当地气候环境因素和资源条件，因地制宜、合理利用，建立寿命周期成本观念，寻求最佳的合理方案，设计满足人们对建筑室内环境需求的绿色节能建筑。

2.建筑外围护结构的热工设计应适当超前

现行建筑节能设计标准对建筑外围护结构热工性能的规定性指标实际水平较低，距离舒适性建筑的要求甚远，与发达国家的差距很大。随着我国经济的发展，建筑外围护结构的热工性能必然会逐步提高，因此建筑外围护结构的热工设计适当超前是必要的。

3.建筑设计者要有社会责任感

建筑节能是贯彻国家能源节约法和可持续发展战略的大事，由于建筑的使用年限较长，使用期内耗能巨大，建筑设计者实际上承担了一份涉及到国家发展战略和后代人生存条件的社会责任。

4.重视建筑设计工作者的继续教育

提高设计者的综合素质。由于节能新技术发展很快，涉及许多技术领域，在设计实践中，坚持节能新技术和新方法的学习，完善设计者的综合素质和节能设计水平是实现建筑节能设计目标的基础。

二、建筑节能设计的具体措施

在建筑设计中，秉承节能设计的理念，应用建筑节能设计的方法设计节能的建筑，是设计者必不可少的手段，其中建筑围护结构的节能设计是重中之重。建筑围护结构由窗、墙、屋面和门等构成，是控制建筑能耗的最重要因素。建筑节能设计一般可从以下几方面考虑：

1.建筑体形

在建筑设计中，应对建筑的体形以及建筑群体组合进行合理地设计，以适应不同的气候环境。在同等条件下，体型系数越大，单位面积散热量越大，能耗也就越大。一般建筑物的外形越简单，建筑物体形系数越小，热量交换量亦越少，建筑节能的效果就更好。若建筑的体形系数不满足规范要求，则应对围护结构进行综合判断，提高围护结构的热工设计标准。

2.建筑物的朝向

建筑物的朝向和间距会对建筑物内部采光、得热产生很大影响，因此建筑布局应考虑朝向与节能的因素。坐北朝南的建筑物能够避免太阳的东照西晒，降低日射影响，若同时配合以遮阳隔热，效果将更加显著。因此，在设计中根据日照和太阳入射角确定建筑朝向范围后，可进一步根据季风主导方向进行调节，选取合理的朝向，以获得良好的夏季穿堂风，并尽量利用建筑的体形变化做到多利用天然能源。

3.建筑物的平面布置

建筑平面的巧妙布局常能获得较好的节能效果。在住宅平面设计中，夏季穿堂风和全明房是建筑物节能的关键因素。如将电梯、楼梯、管道井、机房等布置在建筑物的南侧或西侧，可以有效阻挡日射，利于节能；恰当的平面布置有助于形成理想的通风作用，通过建筑物门窗的合理设置，形成通风口，组织并诱导自然通风，既起到节能作用又克服了空调室内空气品质差的缺点。

4.建筑物的门窗

建筑物的外门和外窗是冬季冷风侵入、夏季阳光入射的主要通道，其能耗占建筑物总能耗的比例较大。因此，在保证日照、采光、通风、观景等要求的条件下，尽量减小建筑物外门窗洞口的面积，是节能设计中应遵循的原则，采用目前流行的大型落地窗的设计应慎重。

选择节能型门窗也是建筑节能设计的关键。所选择的节能型门窗在抗风压性、气密性、水密性、保温性上必须有严格保证。目前，国内节能型门窗主要以断桥型铝合金隔热门窗和多腔室的PVC塑钢门窗为主，采用双层玻璃、镀膜玻璃、三层玻璃，而以高水密性、气密性的中空玻璃最为节能。

5.建筑物的墙体

墙体是外围护结构的主体，可采用保温性能好、蓄热能力及强度较低的砌块墙体，也可采用复合墙体的形式，如内保温复合墙体、外保温复合墙体，夹芯复合墙体等。随着建筑节能技术的不断完善和发展，外墙外保温技术逐渐成为建筑墙体保温的主流。外墙外保温是在主体墙结构外侧用粘接材料固定一层保温材料，在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆。随着外墙外保温形式的不断完善与发展，目前主要有聚苯板薄抹灰外墙保温，聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种墙体外保温技术。

6.建筑物的屋顶

受阳光照射的建筑物屋顶，表面温度比其他围护结构高得多。对此，除必须考虑采用高效保温材料作为屋面的保温层措施以外，还可从建筑设计角度考虑，在顶层设置通风隔热层或将顶层作为设备间等，形成二次隔热，减少屋面温度的影响；在炎热地区的屋面还可以采用倒置式、绿化、蓄水、浅色坡屋面等方法进行节能。

三、建筑节能设计中应重视新能源系统

人类社会目前消费的能源，包括建筑使用消费的能源，主要是煤炭、石油和天然气等化石能源。这些能源资源有限，不可再生，终究要枯竭。利用太阳能、地热以及其他非常规能源给建筑物采暖、制冷、供热水甚至供电，可减少对常规能源的需求，具有非常重要的意义。

1.太阳能热水系统

太阳能是一种能量密度较低的环保能源，其中热利用的太阳能热水器技术已趋成熟，我国目前是世界上太阳能热水器的最大生产国和使用国，但是综合利用的技术水平低。为了更好地利用太阳能，必须综合考虑太阳能技术和经济、环境、人文等因素之间的合理关系，将太阳能设计成一个子系统融合在建筑之中，即实现太阳能与建筑的一体化是今后建筑设计的一个方向。

2.太阳能电池发电系统

太阳能电池发电系统是利用光伏效应原理将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。西方发达国家应用已有比较成功的经验。由于成本高，在国内的大面积推广应用还需要时间，可以优先考虑在公共建筑和较高档的住宅区中试用，以积累设计和使用经验。预计21世纪中叶太阳能光伏发电将发展为重要的发电方式，在世界可持续发展的能源结构中占有一定的比例。

3.地热资源利用

在新能源和可再生能源大家族中，地热是目前最现实和最具竞争力的能源之一，采用地源热泵技术利用地热资源可以冬季采暖，夏季制冷，节能效果十分理想。

四、结束语

目前节能热正在不断地升温，世界性的建筑节能高潮正在现代新技术的基础上兴起。节约能源、提高能源利用率已成为各行各业在谋求提高劳动生产率的同时所追求的另一个目标。我国作为世界能耗大国，对于发展可持续发展的生态建筑，减少建筑能耗更是刻不容缓。作为建筑师，更应从自身做起，从不同角度，依据建筑规范对建筑进行优化节能设计，在改善人们居住环境的同时，充分挖掘节能潜力，从而实现节约能源，减少能源消耗，为建设节约型社会作出应有的贡献。