建筑工程设计中的低能耗建筑设计探讨

建筑工程设计中的低能耗建筑设计探讨

屈国富

武汉和创建筑工程设计有限公司湖北武汉430000

摘要：建筑工程节能方面国家早已发布了相关标准，各地区也相继推出了相关地方标准。本文主要从建筑工程降低能耗方面对总图规划设计、建筑单体设计、细部设计等方面如何优化设计经行阐述，以供业内人士参考。

关键词：低能耗建筑；节能建筑；节能设计

引言

随着经济快速发展，人民生活水平不断提高，夏季空调、冬季采暖、生活热水等用能设备日益普及，建筑能源消耗逐年急剧上升。这种状况如果得不到有效控制，将会阻碍社会经济的发展，不利于环境保护。在我国逐步推广更加节能的建筑政策，有利于进一步提高暖通空调和照明等用能设备的能源利用效率，更好地贯彻国家有关建筑节能的方针、政策和法规，实现改善居住质量、节约能源、保护环境的战略目标。

1建筑设计中低能耗建筑的要求

低能耗建筑基本要求：保证室内热环境质量，提高人民的居住水平；同时，要贯彻执行国家可持续发展战略，积极采用建筑遮阳措施，综合利用可再生能源，提高暖通空调和照明的能源利用效率。为了达到低能耗建筑目的，需要针对建筑工程的有关建筑单体、遮阳、热工、采暖、通风、空调、照明、电气及太阳能利用等方面加强技术措施，已达到降低能耗的目的。

2总图规划、建筑单体设计的低能耗优化

2.1规划布局优化设计

2.1.1建筑群体的布局应营造良好的风环境，保证室内及室外活动空间良好的自然通风条件，减少气流对区域微气候及建筑本身的不利影响，宜引入水陆风或山谷风以改善居住区的夏季热环境，并避开冬季不利风向。组织好建筑物室内外的自然通风，不仅有利于改善室内及室外活动空间的热舒适性，而且可减少开空调的时间，有利于降低建筑物的实际使用能耗。大型水体周边所形成的水陆风，以及山谷周边存在的山谷风对于夏季的热环境具有改善作用。

2.1.2建筑物朝向布置及间距优化。比如夏热冬冷地区冬季有良好的日照，太阳辐射得热较多，可降低冬季采暖能耗；而夏季太阳辐射又较少，可以降低空调能耗。建筑之间的间距，确保满足有关日照时间标准的规定。

2.1.3应满足当地城市规划部门有关绿地率的规定。采用立体绿化、复层绿化，合理进行绿化配置，室外场地及道路铺装宜选择透水性铺装材料及透水铺装构造。增加绿地、透水性铺装、以及水体面积有利于改善城市下垫面条件，促进蒸腾作用，改善居住区微气候条件，缓和城市热岛效应。

2.2建筑单体优化设计

2.2.1优化建筑形体和内部空间布局

体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。体形系数越小，单位建筑面积对应的外表面积越小，暖通空调能耗越小。但是，体形系数不只影响外围护结构的传热损失，它还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关。体形系数过小，将制约建筑师的创造性，造成建筑造型呆板等问题。因此确定体形系数的限值必须权衡利弊，力求合适。

2.2.2充分采用自然通风、自然采光

室内自然通风是夏热冬冷地区居住建筑节能设计的重要手段之一，有数据表明当室外温度不高于28℃室内有良好通风条件时，能基本保证室内人员的热舒适性，从而减少空调的运行时间。自然采光则直接降低了照明耗电量。

2.2.3围护结构优化保温隔热与遮阳等措施

外墙及屋面的传热系数需满足现行规范要求的同时做到经济合理。当建筑有凸窗时，对凸窗不透明的上顶板、下底板和侧板，应进行保温处理，板的传热系数满足外墙传热系数的相关要求。分户墙、分隔采暖空调与不采暖空调空间隔墙在满足地方标准的基础上经可能考虑保温效果，特别是主体部位与梁柱、剪力墙等热桥部位的保温处理。

满足窗地比前提下尽可能限制窗墙比，合理选用玻璃性能。外窗（包括阳台门的透明部分）比外墙的传热系数大数倍，是冬季采暖热量损失的重要部位，太阳辐射透过玻璃直入室内，是夏季空调负荷的主要部分。窗墙面积比越大，则采暖和空调能耗也就越大。能耗计算结果表明，当建筑围护结构其它部位的热工性能一定，建筑能耗随着窗墙面积比的减小而减小，但当窗墙面积比减小到一定程度，建筑能耗不但不减小，反而增大。外窗具有采光和通风的功能，当窗墙面积比太小，阴雨天会造成室内采光不足而需采用电照明，凉爽天因通风不良也需开启空调。

夏季时阳光进入室内，会增大空调能耗并恶化室内热环境。兼顾到冬、夏季不同特点规定：阳台门窗应利用阳台板（含阳台雨篷板）水平遮阳，采用透明白玻璃以利于冬季时阳光进入室内；非阳台的东、西向窗，应采用活动外遮阳设施，不宜采用阳光控制镀膜玻璃（其性能保证年限有限，且不利冬季阳光进入室内），不得采用吸热玻璃（会增大空调能耗）；北向窗宜采用垂直侧板遮阳。冬季时阳光进入室内，有利于室内采光、卫生要求和降低采暖能耗。同时，为了使常用低传热系数中空玻璃的可见光透射比也能满足标准要求，因此也规定了外窗玻璃的最小可见光透射比。

2.3建筑细部设计

2.3.1针对建筑单体的造型特点，选择合适的保温系统及保温材料。一般来说，建筑外保温整体性较好，适合立面造型较为平整，线脚及凹凸关系较少时适合采用。内保温造价相对较低，施工较为方便。相同厚度的保温材料，其本身的热工属性对建筑整体的热工性能影响较大，实际工程中应根据保温材料的热工性能结合具体项目的要求选择有利的保温材料，因地制宜，尽量选择性能较好的保温材料。

2.3.2优化冷热桥部位的细部节点设计、严格控制建筑的气密性。外墙、内墙变形缝、顶棚与楼（地）面变形缝，是外墙主要的热桥部位之一，为了保证不因变形缝热桥的存在而降低外墙和楼（地）面的的保温性能，对变形缝的保温需进行断热处理；为了保温整体的有效性，对外挑尺寸较小的构件（例如天沟、檐沟、檐口板等）做全包保温断热处理。建筑节能设计相关标准中随着社会的发展和技术的进步，对建筑气密性要求也越来月严格。国家规范、地方标准以及正兴起的装配式建筑均对建筑气密性做出了要求。

2.3.3利用新能源、新技术

根据建筑规模、使用特征、投资和能源条件，经技术经济分析综合论证后确定合理的供暖、空调方式是必要的。有丰富的地表水、地下水及浅层地能资源时，部分区域有发电厂余热、工厂废热可以利用，选择空调冷热源时应优先采用利用可再生能源、余热、废热的供冷供热技术，符合国家的能源政策，有利于节能和环保。

太阳能、风能是取之不尽、用之不竭的能源，虽一次性投资大，但维护和运行费用很低，符合节能和环保要求。经核算证明技术经济合理时，宜利用太阳能、风能等可再生能源。备太阳能集热条件的需供应热水的建筑，应设置太阳能热水系统，与建筑进行一体化设计。将高品位的电能直接用于供暖，能源利用效率低，是不合适的，应限定电加热供暖。但是对于蓄热式电散热器、蓄热式发热电缆供暖系统，当系统与编程温控器配合使用，在夜间低谷电时段进行蓄热，且不在用电高峰和平段时间消耗电能的供暖系统，可酌情考虑使用。

设置分室温度控制及分户热（冷）量计量装置，分室温度控制，热（冷）量计量装置，采用高效节能光源，配用电子镇流器或节能电感镇流器等现代化科技技术的设计与应用有助于提高全明节能意识、提高舒适度。

结语

目前，随着我国对节能要求的提高和产品的技术进步，建筑工程也逐步走在科学发展的路上。目前，关于建筑工程节能相关国家及地方规范已逐步完善，正逐步适应未来社会综合发展的需要。建筑节能涉及规划设计、建设施工、建筑节能产品等多个环节，甚至延伸到整个建筑的全周期。建筑节能是社会经济发展的需要，还是减轻大气污染的需要。建筑节能还可以改善热环境的质量，随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高，舒适的建筑热环境日益成为人们生活的需要。

参考文献：

[1]王军芳.刍议建筑装饰设计施工中的节能环保技术[J].中国标准化，2018（16）：78-79.

[2]许水泠.绿色建筑设计要点及设计方法探究[J].住宅与房地产，2018（15）：77.