建筑设计中建筑节能措施探索

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我国建筑的耗能量约占全国耗能的30%以上，随着建筑行业的快速发展，这一比重还在不断上升，加剧了日益紧张的能源危机。建筑节能是当代建筑发展方向，也是实现建筑工程事业可持续发展的重要举措，国家除了在政策领域给予建筑节能以支持外，还需要普及社会公众对于建筑节能减排的认知度，通过不断完善和优化建筑节能设计，从规划之处就要把节能减排理念融入到建筑设计、建设和运营的全过程。因此，需要在建筑设计中秉持扩散思维，充分将建筑设计与能源资源高效利用有机结合起来，以降低能耗、经济环保作为建筑节能设计的出发点和落脚点，积极探索建筑节能设计新举措、新路径和新方法，推动建筑设计在建筑节能环保中发挥积极作用。节能建筑还处于起步阶段，尤其是节能设计还是一个比较薄弱的环节，要坚持“以人为本”为理念，在建筑形体、采暖和资源的可再生等角度进行节能设计，既体现当代建筑风格，又能体现建筑节能特点，不断提升节能建筑的经济效益、社会效益和环境效益。

1建筑节能设计存在的问题

建筑节能设计是实施能源、环境、社会可持续发展战略的重要组成部分，也是国际社会建筑走可持续发展之路的基本价值取向。但，我国的建筑节能设计研究和实施起步较晚，在建筑节能设计领域还存在诸多问题。

1.1建筑节能规划重要性认识不足

一直以来，建筑领域注重结果，轻效果的现象普遍存在，我城市建筑的规划设计方面，建筑设计人员更多关注的是建筑物的容积率、空间布局形态、建筑物与环境之间是否协调，以及建筑物的楼间距和日照情况等等，真正重视建筑节能设计的较少，即便引入了节能设计理念，也大多是对建筑物的单体方案中体现了一定程度的节能设计，没有从整个规划布局中进行总体设计。

1.2建筑单体通风设计不合理

随着新一轮房市的火热，越来越多的建筑开发商尤其是商品房的建设者们为了追求最大的经济效益，往往会要求建筑设计人员在容积率方面充分利用，按照最高容积率进行建筑物的设计，有的还会超值设计，容易导致建筑的单体面积的通风效果难以达到最佳状态，后期建筑物在使用过程中所产生的大量热量难以在短时间内散失，一般采取人工通风或者人工智能进行降温，增加了建筑能耗。例如，窗户的设计多选择立面造型，虽然满足了人们对于采光的需求，但隔热效果差，也不利于通风效果。

1.3建筑外遮阳设计不合理

当代，建筑物除了满足日常的功能需要外，对于建筑物的外观设计要求越来越高，建筑美学被引入到了建筑设计和建设中，越来越多的建筑物体现了人与自然的和谐共处。但是，设计人员刻意追求建筑立面的装饰，忽略了建筑外遮阳的设计，导致了建筑物的能耗较大，甚至可以节约利用的资源没有很好的得到充分的利用，与建筑设计中的节能原则相违背。

1.4忽视了热桥问题

现在的建筑设计越来越讲求其外在造型的新颖、别致，导致在后期建筑施工中的建筑物屋面和墙体的凹凸进退越来越多，在实际建设中会使用许多飘窗，增加了建筑物的美观性，但由此也增加了建筑的热桥产生，使得建筑节能效果大打折扣。

2建筑节能设计原则

2.1与气候条件相适应

建筑物建成后受到自然环境的影响较大，我国地域广袤，南北地区气候条件差异性巨大，在建筑设计中的建筑节能方面要坚持与气候条件相适应原则，不同的地区，在建筑设计要充分考虑其当地的气候条件，最大限度的节能能源，充分利用好当地的自然资源条件，如对于风能和太阳能充沛的地区，在建筑设计时可以在楼面安装相应的太阳能面板，在建筑材料的选择方面要注重趋利避害，结合建筑设计的总体结构，在建筑内营造良好的室内环境，节省资源和能源。

2.2整体规划的原则

建筑节能的实现，要从建筑设计、建筑实践整个环节，因此，首先从设计理念方面要把节能思想融入到节能实现的每个步骤；从建筑的整体出发，宏观层面做好节能规划和实践，注重从建筑设计整体结构做好节能设计的规划和实施。

2.3多措并举的原则

建筑节能除了要从宏观做好设计之外，还需要结合建筑的实际，从建筑的选址、规划、布局以及后期的建造等每个环节中都要把节能理念融入进来，例如，设计时要充分考虑建筑的照明、通风、采暖等方面的节能，还需要从建筑材料的选型、设备和产品的采购等都需要严格按照建筑节能的标准，并做好建筑节能设计管理和监督。

2.4把握好与建筑节能关系

建筑平面设计包括形状、建筑长度、宽度、幢深与平面布局等方面的设计[1]。例如，在从节能角度考虑建筑设计时，原则上尽量减小维护结构总面积；增加住宅建筑的长度、宽度以及幢深，可以有效实现节能效果。此外，根据建筑平面布局结构，合理做好热环境、温度阻尼的分区等等。

3建筑设计中建筑节能措施的运用

3.1建筑整体节能设计

3.1.1做好设计规划根据建筑物的整体情况，充分考虑建筑物所在区域的气候条件，从建筑物的形状等方面进行合理的规划设计，以保证设计后的建筑物能够有效的应对恶劣的自然环境。规划设计通常需要从建筑物体型、整体的体量设计、建筑物的日照和方向，与城市的整体发展规划、道路、历史文化等综合因素结合起来，充分考虑多方因素的平衡，设计出理想的节能建筑风格。

3.1.2合理建筑选址建筑物的选址对周边的环境因素考虑较多，同时，这也与建筑节能密切相关，因此，从建筑设计前的选址方面，要结合气候、地形、水质、土质、周边环境等因素综合考量，要把建筑物建成后的运行与所在地的环境结合起来，在保护好生态环境的基础上，把握建筑物所在区域的自然条件，使建筑设计更具节能环保。

3.1.3外部环境设计

当建筑物选址确定和设计规划完成后，需要充分把握建筑的外部环境设计，根据建筑的功能要求，从建筑物的外部环境进行优化和设计，如建筑物外部的绿化植被、人工湖、隔音设计，以及建筑物周边的温度和湿度的平衡设计等等。

3.2建筑单体节能设计

3.2.1窗户节能设计

窗的使用，可以有效阻挡外界环境变化对建筑室内的侵袭，也可以使人在室内很好的与外界自然沟通。窗的有效节能设计能够减少窗户耗热、提高窗户得热效果。影响窗户热损失的因素主要是窗户的面积、材质热传系数以及朝向、遮挡等情况。因此，窗户的节能设计首先是设计好窗墙比、窗户玻璃层数以及窗户的朝向设计。由于南向双层窗辐射得热量大于窗户热耗值，南向窗为得热构件，因此，在设计双层钢窗的窗户时，要增加南向窗墙比；此外，窗户层数的设计也要考虑不同气候地区的自然条件，例如南向窗户在选择合适层数并采取有效措施减少热耗的前提下，适当增加窗户面积，将太阳辐射产生的热能充分利用起来；而对于其他朝向的窗户，在满足采光需求的条件下适当减少开创面积，以减少热耗。加强窗户的气密性、改善窗户镶嵌部分的保温能力、选择热导系数较小的设备选型（如塑料窗框），以改进窗户热工性能。

3.2.2屋顶节能设计

建筑屋顶与自然环境直接接触，容易受到外界气温、日光的辐射等因素影响，屋顶所造成的室内耗能大于外墙和地面的耗能量。屋顶外形通常分为平屋顶、曲面屋顶和坡屋顶三中类型[2]，不论是哪一种屋顶在设计时都应满足防水、隔热保温、结构安全以及建筑艺术等基本要求。具体来说，屋顶的节能设计方法可以从以下这些方面来实现：（1）选择隔热保温的平屋顶构造，在传统的保温屋顶构造上面选择“憎水性”保温材料架设架空隔热板，这种构造符合了夏热冬冷地区的建筑屋顶使用，节能效果十分明显；（2）设计绿化屋顶：根据屋顶的结构特点、荷载以及生态环境条件，在屋顶设计选择生长习性与之相适应的植物，将屋顶空间充分利用，营造绿色景观形态，既能够起到很好的隔热效果，又能通过植物的光合作用，释放氧气，改善建筑空气环境质量，降低温度，还能够美化城市环境。（3）屋顶结构改造。例如通过“平改坡”设计，将屋顶的建筑结构在许可条件下，将多层住宅平屋面改造成坡屋顶，并对外立面进行整修粉饰，坡屋顶得热量相对平屋顶较小，缓解建筑物内的温度，提升居住舒适度；（4）太阳能屋顶设计：屋顶具有较好的采光条件，将屋顶设计为太阳能屋顶，能够吸收太阳辐射能，降低室内温度，可以给建筑物内的用电设备提供源源不断地清洁能源，但太阳能屋顶成本较高，普及率较低。

3.2.3外墙节能设计

外墙是建筑的主体部分，做好节能设计尤为重要。针对外墙节能设计要秉持生态节能环保理念，提高资源的利用效率。（1）外墙构造节能设计。外保温方面，选择绝热效果好的材料（如水泥聚苯板、纤维增强聚苯乙烯保温板等等）复合在墙体，维护结构靠室外一面；内保温方面，将绝热材料复合在墙体维护结构靠室内一侧，满足承重及节点不结露基础上适当减薄墙体，设置相应的覆盖层防护；中间保温设计主要是要填充密实，防止内部空气对流。（2）细部热桥与结露设计。在建筑设计时要注意做好墙角、墙面出挑件（如雨罩、空调室外机隔板）等部位做好隔热断桥和相应的保温措施，一般将面接触改为点接触，减少热桥面积。（3）现有墙体改造：针对已建成的防污，在充分利用现有资源的基础上合理使用资源的角度做好墙面的改造设计，例如通过在墙体外种植爬山虎植物，降低外墙的温度，减少噪音污染。

3.3建筑节能技术的应用

建筑节能设计除了整体设计和单体设计外，还要充分利用各种节能技术，将其应用到具体的设计中。

3.3.1遮阳节能技术

遮阳节能技术有水平式、垂直式和复合式，其中，水平式是针对阳光从建筑窗户上访直射下来的遮阳效果，这种技术遮挡的高度角比较大，主要应用于坐北朝南的窗户上；垂直式遮阳遮挡的是从窗户侧面斜射来的阳光，遮挡的高度相对较小，一般应用于西北或东北方向窗户的遮阳；复合式遮阳则是在针对窗户上方和两侧斜射进来的阳光的遮挡，适用于东南和西南方向的窗口阳光的照射。此外，还有遮阳窗帘、调节叶片角度的百叶窗等，可以根据季节的变化，调整使用的角度，起到遮阳效果。

3.3.2自然通风技术

建筑节能设计要充分考虑自然通风条件，综合建筑物各方面的因素对建筑物室内外环境进行设计。建筑物选址时，建筑主立面尽量朝向夏季主导风向，而次要的立面朝向冬季主导风向。组团式住宅开口以面向夏季主导风向为主，对于多排布置的住宅，合理确定开口率，并将其布置成与夏季主导风向呈50度角设计。

作者:丘伟辉 单位:惠州市建筑设计院有限公司

参考文献:

[1]黄晓莺.试论建筑设计与建筑节能[J]工业建筑,2003,33（10）：1-4.

[2]姚伟.浅谈建筑屋顶节能方法[J]河南建材,2008（5）：95-96.