建筑方案节能设计方法探讨

建筑方案节能设计方法探讨

侯文文

深圳建昌工程设计有限公司韶关分公司

摘要：绿色建筑理念是当前比较受关注的理念之一，因此，如何在方案设计阶段做好节能设计，是提升建筑整体节能达到预期要求的渠道之一。从当前建筑方案设计现状来看，可利用的方法并不多，而且这个阶段各个建设单位其实并不重视，导致节能设计过程形同虚设。本文主要对节能设计原则及方法进行分析，供同行借鉴参考。

关键词：建筑方案；节能设计；技术

一、建筑方案创作阶段节能设计的内涵及现状

建筑方案节能设计主要是指项目在前期规划过程中，根据建筑区域的实际气候特征，遵循建筑环境控制技术基本原理及建筑功能、形态设计等要求，对建筑各元素进行科学合理组织，最终降低建筑对空调等设备的依赖性，从而达到节能目的。当前，在进行建筑设计时，实际涉及到的每个层面、部门人员之间存在关联，设计人员节能理念的应用还不够深入，甚至采取传统滞后的设计方式对建筑方案进行设计，过多的将注意力集中在经济利益方面，更多的摄取业主方的意见，而缺乏关注节能方面的需求，最终影响建筑方案设计效果。

二、建筑节能设计与气候之间的关系

（一）建筑能耗与气候之间的关系

在我国部分气候较为寒冷的地区，建筑间距通常都比较大，这样的设计方式主要是为了争取更多的光照时间，消除过低的气温对建筑内部环境的影响，而在我国日照时间较长的地区，建筑间距也要更小一些。结合这一点来说，气候是影响建筑设计的主要因素。另一方面，若气温过高，为了保障居住环境适宜，住户仍需要通过空调等电气设备来进行调节，建筑整体能耗将会有所增加。若在实际设计过程中，设计人员能通过节能设计办法降低气候对建筑内部环境的影响，那么建筑投入使用后所产生的能耗自然能得到更好的控制。

（二）基于气候进行节能设计所应遵循的原则

首先，在气温较低的季节或地区，设计人员应能注意到以下几点问题：（1）建筑保温设计。（2）建筑防风设计。（3）建筑整体对太阳能的利用。在这几点因素的综合作用之下，建筑自身的保温性能自然能得到更有效的保障，同时，通过对太阳能等自然资源的利用，构建节能建筑、绿色建筑的目标也能更好地达成。其次，在气温较高的季节或地区，设计人员应重点针对以下几点内容进行考量：（1）降低太阳对于建筑物的照射程度。（2）合理利用自然风。（3）建筑物要能进行自身蓄热。通过内外防控手段的综合作用，不但高温对于建筑内部环境的影响能得到有效降低，空调等电气设备应用所造成的能源损耗也能得到更好的控制。

三、建筑方案节能设计办法

（一）绿色景观设计

绿色植物在生长过程中将会发生光合作用及蒸腾作用，若能将建筑方案创作与绿色景观设计结合起来，那么建筑自身废气的排放量将能得到有效减少，进而改善建筑局部微气候条件。结合上文中的内容，建筑所在区域的气候是影响建筑能耗的主要因素之一，在绿色景观的作用之下，建筑周边环境将能得到有效改善，建筑物的能源消耗自然也能在原有基础上得到更好的控制，降低建筑所产生的环境负荷，保障建筑建设的经济性。

（二）建筑形态设计

建筑形态将直接影响建筑采暖能耗，因此，相关设计人员必须能结合建筑形态设计来保障建筑环保性能的不断提升。为了达到这样的要求，节能设计人员则可以从以下几点入手进行考量：

建筑最佳体形系数。对于2000m2以下的住宅建筑来说，此类建筑物所对应的最佳体形系数相对较大，外围护结构传热面积大，建筑能耗自然也会大幅上涨，无法在节能上满足要求，采暖需要耗费大量的能量。结合这一点，建设单位应将2000m2以上中高层建筑的建设作为重点，除非必要情况，尽量减少2000m2以下建筑设计方案的应用。另一方面，当建筑层高固定时，设计人员应针对层高所对应的最佳楼层数、最佳体形系数等进行计算和选择，在保障楼层数及建筑体形合理性的基础之上，建筑能耗才能得到更有效的控制，从而达到节能的目标。

选择好建筑朝向。建筑朝向将会对采光、通风、集热等多项因素产生影响，因此，设计人员必须能注意到这一问题，尽量选择最有利的朝向，确保建筑能在冬季增加太阳辐射得热，夏季能减少太阳辐射得热，利用建筑自身的形态特点降低气候对建筑内部环境的影响，建筑节能性自然能得到有效保障。对于夏季自然风的利用来说，设计人员应尽量保持建筑朝向与当地夏季主导风向的一致性，最大限度地将自然风利用起来，减少住户对空调等设备的使用频次，最终达到降低建筑能耗的目的。

（三）遮阳设施设计

结合现有数据来看，在关闭窗户的基础上，有无遮阳设施对室温的影响是非常大的，这一温差最大情况下可以达到2℃，平均值则为1.4℃，因此，设计人员必须能通过遮阳设施的设计来降低高温天气对建筑内部环境的影响。另一方面，在此类设施的作用之下，室内温度的波幅相对较小，室温出现最大值的时间也会相应延迟。结合这两点内容，设计人员可以通过以下几方面内容来完成对建筑遮阳设施的设计：

遮阳形式的分类。按照窗口系统进行分类，常用的建筑遮阳类型主要有窗内遮阳系统、窗体自身遮阳系统、窗外遮阳系统等。按照遮阳板形式的不同，建筑遮阳设施则可以分为水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳等几类。在对这些内容进行选择的过程中，设计人员首先应针对当地的气候特点进行考量，确定太阳高度角、纬度、遮阳时间等内容。其次，在上述影响因素的基础上，为了保障遮阳设施应用的灵活性，设计人员可以利用可调式遮阳板来满足住户需求。

智能遮阳。智能技术或智能产品与建筑工程的结合已经成为必然，这一点对于建筑节能设计来说也是一样的，智能遮阳设施能自动对周边环境进行监测，并在此基础上完成遮阳、降温等工作，室内温度将能得到更加智能化的控制，最终通过这一设施的应用达到降低建筑能耗的目的。

（四）合理安排建筑物的布局

建筑物的布局根据建筑物周围的环境进行规划。合理的规划可以使建筑物通风顺畅，利用光线、避免雨雪，尽量减少温度对建筑物的影响，并与建筑节能息息相关。建筑布局的常见形式是行列式、周边式、自由式、错列式和混合式等，这是一种结合周界与行列式相结合的形式，可以更好地构成气候保护与通风结构相结合的优点，更适合寒冷地区。

（五）综合考虑围护结构的节能设计

设计维护结构时，设计人员需要首先考虑对环境影响较小的建筑材料，如粉煤灰砌块、矿渣混凝土砌块等，这些都是工业废渣的环保材料。在建筑的每个环节中，都应该加强使用节能技术，包括门窗、墙体等各个方面都不容忽视。例如，在设计门窗过程中，可以采用的节能措施有：首先，合理设计门窗与墙体的面积比例。应采用科学依据为计算，确保墙窗比例达到最佳，才能确保门窗能源消耗的降到最小值，值得能源利用率最大化；其次，处理好门窗的密闭性。通过提升门窗的密闭性，将室内与室外隔绝开，确保门窗的保暖性能发挥到最大，避免室外的温度影响室内的温度，从而减少因为门窗造成的能源流失；最后，建设使用节能型门窗，与此同时，也要选用与节能门窗相匹配的节能型材料。

四、结语

结合上文中的内容，在对建筑节能设计与气候之间的关系进行分析的基础之上，通过规划及建筑设计等手段实现节能设计。而实际上在建筑绿色节约设计中，过于盲目、打破环境与生态之间的关系等原因，导致节能设计成为纸上谈兵。在后续发展过程中，相关建设单位及设计人员必须能将对建筑节能性的考量重视起来，并从建筑方案创作阶段入手，从根本上保障最终的节能效果，确保建筑能在环保性能、建筑质量等多方面满足住户要求。

参考文献：

[1]周慧慧.浅析建筑设计的节能措施与节能方案[J].建筑工程技术与设计，2018（25）.

[2]牛晓哲.某绿色建筑项目机电节能设计方案研究[J].四川水泥，2018（9）.