簡議建筑節能設計

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摘要：建筑是耗能大戶，全球有近30%的能源消耗在建筑物上。我國建筑能耗已超過全國能源消費總量的25%，且有不斷增長的趨勢。因此，從可持續發展戰略和能源發展戰略出發，如何在滿足使用者舒適度的基礎上，提高建筑對能源的利用效率，更合理地利用自然能源，同時降低外界熱環境的影響，即建筑節能的問題，是當前建筑業發展面臨的一個重大挑戰和機遇。建筑節能的現實需要建筑設計的觀念和設計方法進行變革，從建筑功能和價值形成的初期保證建筑節能目標的實現。

一、建筑節能設計的理念的重要性

建筑節能是長期的、持續的和發展的動態過程，又是一項系統工程，針對我國建筑節能技術發展的現狀，重視建筑節能設計，在建筑設計中遵循節能設計理念對建筑節能的實施和發展具有重要的現實意義。

1.秉承“因地制宜”的節能設計理念

重視當地氣候環境因素和資源條件，因地制宜、合理利用，建立壽命周期成本觀念，尋求最佳的合理方案，設計滿足人們對建筑室內環境需求的綠色節能建筑。

2.建筑外圍護結構的熱工設計應適當超前

現行建筑節能設計標準對建筑外圍護結構熱工性能的規定性指標實際水平較低，距離舒適性建筑的要求甚遠，與發達國家的差距很大。隨著我國經濟的發展，建筑外圍護結構的熱工性能必然會逐步提高，因此建筑外圍護結構的熱工設計適當超前是必要的。

3.建筑設計者要有社會責任感

建筑節能是貫徹國家能源節約法和可持續發展戰略的大事，由于建筑的使用年限較長，使用期內耗能巨大，建筑設計者實際上承擔了一份涉及到國家發展戰略和后代人生存條件的社會責任。

4.重視建筑設計工作者的繼續教育

提高設計者的綜合素質。由于節能新技術發展很快，涉及許多技術領域，在設計實踐中，堅持節能新技術和新方法的學習，完善設計者的綜合素質和節能設計水平是實現建筑節能設計目標的基礎。

二、建筑節能設計的具體措施

在建筑設計中，秉承節能設計的理念，應用建筑節能設計的方法設計節能的建筑，是設計者必不可少的手段，其中建筑圍護結構的節能設計是重中之重。建筑圍護結構由窗、墻、屋面和門等構成，是控制建筑能耗的最重要因素。建筑節能設計一般可從以下幾方面考慮：

1.建筑體形

在建筑設計中，應對建筑的體形以及建筑群體組合進行合理地設計，以適應不同的氣候環境。在同等條件下，體型系數越大，單位面積散熱量越大，能耗也就越大。一般建筑物的外形越簡單，建筑物體形系數越小，熱量交換量亦越少，建筑節能的效果就更好。若建筑的體形系數不滿足規范要求，則應對圍護結構進行綜合判斷，提高圍護結構的熱工設計標準。

2.建筑物的朝向

建筑物的朝向和間距會對建筑物內部采光、得熱產生很大影響，因此建筑布局應考慮朝向與節能的因素。坐北朝南的建筑物能夠避免太陽的東照西曬，降低日射影響，若同時配合以遮陽隔熱，效果將更加顯著。因此，在設計中根據日照和太陽入射角確定建筑朝向范圍后，可進一步根據季風主導方向進行調節，選取合理的朝向，以獲得良好的夏季穿堂風，并盡量利用建筑的體形變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獲得較好的節能效果。在住宅平面設計中，夏季穿堂風和全明房是建筑物節能的關鍵因素。如將電梯、樓梯、管道井、機房等布置在建筑物的南側或西側，可以有效阻擋日射，利于節能；恰當的平面布置有助于形成理想的通風作用，通過建筑物門窗的合理設置，形成通風口，組織并誘導自然通風，既起到節能作用又克服了空調室內空氣品質差的缺點。

4.建筑物的門窗

建筑物的外門和外窗是冬季冷風侵入、夏季陽光入射的主要通道，其能耗占建筑物總能耗的比例較大。因此，在保證日照、采光、通風、觀景等要求的條件下，盡量減小建筑物外門窗洞口的面積，是節能設計中應遵循的原則，采用目前流行的大型落地窗的設計應慎重。

選擇節能型門窗也是建筑節能設計的關鍵。所選擇的節能型門窗在抗風壓性、氣密性、水密性、保溫性上必須有嚴格保證。目前，國內節能型門窗主要以斷橋型鋁合金隔熱門窗和多腔室的PVC塑鋼門窗為主，采用雙層玻璃、鍍膜玻璃、三層玻璃，而以高水密性、氣密性的中空玻璃最為節能。

5.建筑物的墻體

墻體是外圍護結構的主體，可采用保溫性能好、蓄熱能力及強度較低的砌塊墻體，也可采用復合墻體的形式，如內保溫復合墻體、外保溫復合墻體，夾芯復合墻體等。隨著建筑節能技術的不斷完善和發展，外墻外保溫技術逐漸成為建筑墻體保溫的主流。外墻外保溫是在主體墻結構外側用粘接材料固定一層保溫材料，在保溫材料的外側用玻璃纖維網加強并涂刷粘結膠漿。隨著外墻外保溫形式的不斷完善與發展，目前主要有聚苯板薄抹灰外墻保溫，聚苯板現澆混凝土外墻保溫、聚苯顆粒漿料外墻保溫等幾種墻體外保溫技術。

6.建筑物的屋頂

受陽光照射的建筑物屋頂，表面溫度比其他圍護結構高得多。對此，除必須考慮采用高效保溫材料作為屋面的保溫層措施以外，還可從建筑設計角度考慮，在頂層設置通風隔熱層或將頂層作為設備間等，形成二次隔熱，減少屋面溫度的影響；在炎熱地區的屋面還可以采用倒置式、綠化、蓄水、淺色坡屋面等方法進行節能。

三、建筑節能設計中應重視新能源系統

人類社會目前消費的能源，包括建筑使用消費的能源，主要是煤炭、石油和天然氣等化石能源。這些能源資源有限，不可再生，終究要枯竭。利用太陽能、地熱以及其他非常規能源給建筑物采暖、制冷、供熱水甚至供電，可減少對常規能源的需求，具有非常重要的意義。

1.太陽能熱水系統

太陽能是一種能量密度較低的環保能源，其中熱利用的太陽能熱水器技術已趨成熟，我國目前是世界上太陽能熱水器的最大生產國和使用國，但是綜合利用的技術水平低。為了更好地利用太陽能，必須綜合考慮太陽能技術和經濟、環境、人文等因素之間的合理關系，將太陽能設計成一個子系統融合在建筑之中，即實現太陽能與建筑的一體化是今后建筑設計的一個方向。

2.太陽能電池發電系統

太陽能電池發電系統是利用光伏效應原理將太陽輻射能直接轉換成電能的發電系統。西方發達國家應用已有比較成功的經驗。由于成本高，在國內的大面積推廣應用還需要時間，可以優先考慮在公共建筑和較高檔的住宅區中試用，以積累設計和使用經驗。預計21世紀中葉太陽能光伏發電將發展為重要的發電方式，在世界可持續發展的能源結構中占有一定的比例。

3.地熱資源利用

在新能源和可再生能源大家族中，地熱是目前最現實和最具競爭力的能源之一，采用地源熱泵技術利用地熱資源可以冬季采暖，夏季制冷，節能效果十分理想。

四、結束語

目前節能熱正在不斷地升溫，世界性的建筑節能高潮正在現代新技術的基礎上興起。節約能源、提高能源利用率已成為各行各業在謀求提高勞動生產率的同時所追求的另一個目標。我國作為世界能耗大國，對于發展可持續發展的生態建筑，減少建筑能耗更是刻不容緩。作為建筑師，更應從自身做起，從不同角度，依據建筑規范對建筑進行優化節能設計，在改善人們居住環境的同時，充分挖掘節能潛力，從而實現節約能源，減少能源消耗，為建設節約型社會作出應有的貢獻。