关于建筑节能设计的探究

关于建筑节能设计的探究

胡笳

胡笳（新疆市政建筑设计研究院有限公司）

摘要：建筑节能设计是我国建筑业可持续发展的一个重要手段。了解及利用好建筑节能设计对我国提倡的环保经济起着重要的作用，同时也是为中国建筑业、能源业作出贡献。结合笔者的实践经验，本文首先阐述了建筑能耗状况与节能的必要性，探讨分析了影响建筑节能的因素，并提出了建筑节能设计的基本要求及措施，以供相关从业人员借鉴参考。

关键词：建筑节能设计；措施；优化设计

一、建筑能耗状况与节能的必要性与发达国家相比，我国建筑节能设计起步较晚，且能源浪费现象又十分严重。据统计我国建筑采暖，外墙的耗热量接近的发达国家的4~5倍，外窗为1.5~2.2倍，门窗透气性为3~6倍，屋顶为2.5~5.5倍，总耗能是3~4倍。造成这种状况的主要原因是：①节能意识淡薄，致使房屋建筑结构设计不合理；②过于着重工程的初始投资，而很少考虑建成后的日常运行中的能耗费用；③设备效率不高，运行管理不善；④采用传统建筑材料建造房屋，建筑设计保温标准偏低等。

如果现阶段还不重视城市住宅的节能设计，而任高耗能建筑大行其道，那么城市住宅建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产的增长速度，国家的能源生产势必难以支撑这种浪费型需求。

建筑能耗包括建造能耗(建筑材料的生产、运输能耗、建筑施工能耗)，使用能耗(供暖、空调、通风、给排水、照明、烹饪)等，其中，使用能耗远比建造能耗大得多。当前，我国的建筑能耗已接近社会终端总能耗的30%，占全国总能耗的首位。我国正处于城市化发展的高峰期，我国的民用建筑总面积400多亿m2，既有和新建建筑中，高能耗建筑分别为99%和95%。城市每年都有约20亿m2的新增建筑面积。与发达国家相比，我国的建筑能耗是发达国家的2~3倍以上，在资源再生利用率上也远低于发达国家。建筑节能已被认为是各种节能途径中潜力最大、最为有效的方式，对缓解我国的能源紧张和供应不足具有重要意义。所以，建筑节能是一项意义重大且十分迫切的任务。

充分了解我国建筑节能设计的必要性后，我们应该把建筑节能作为我国可持续发展战略的一部分。在提高和保证住宅舒适性的前提下，有效地利用建筑节能设计原理，尽量降低建筑物使用过程中的能耗。

二、影响建筑节能的因素在使用能耗中以供暖能耗为最多，它约占建筑使用总能耗的40%~60%，降低供暖能耗的主要措施有：①提高供暖设备效率；②提高建筑物的保温隔热能力，减少热量损失，需要依靠建筑节能设计进行。目前，建筑节能设计与人居环境同样受到建筑师的重视，在设计中均有着充分的体现。

但由于建筑设计的成果直接与开发商的利益挂钩，突出表现的往往是强调建筑的一次性投资，以及如何降低建筑造价，这样就导致了大量不合格产品进入建筑市场。例如，屋面保温材料以次充好、气密性达不到要求的窗户、保温材料厚度的减小、甚至取消外墙保温材料等。这使得节能设计在多层次、多方面发生矛盾，使住宅节能的要求达不到设计的满意效果，使成品建筑的供暖能耗自然增加。而由于这种人为增加或自然增加的能耗在供暖设计中并没有加以考虑，将造成建筑物室内热舒适度标准的降低，而不得不在后期增加室内暖气片或加大锅炉容量，使建造能耗加大。由于人们对一次性投资的短期效应与建筑能耗的长期效应没有正确的认识和理解，结果虽然一次性投资得到了控制，却造成了日后长期性的能源浪费，加大了长期性的资金投入。

三、建筑节能设计的基本要求及措施建筑节能设计的主要目的是在保证建筑物使用功能和室内热环境质量条件下，将采暖能耗控制在规定水平。为了达到建筑节能设计的基本要求，在设计中应采用如下技术性措施。

1、优化建筑规划设计。在建筑规划阶段，要慎重考虑建筑物的间距、朝向、体量、体型、绿化配置等因素对节能的影响，改善室内热环境。在建筑的平面布局方面，朝向选择十分重要，夏季应尽量减少太阳直射室内及外墙面，应有良好的通风；而冬季则应有适量的阳光射入室内，避免冷风吹袭。可见，从节能和热环境考虑，建筑物以南北向或接近南北向为好，而应该避免东西向。如某些方位住宅不能为南北向，则至少应保证主要房间设在冬季朝阳或背风的部位，减少围护结构的散热量。同时，注意建筑间距与节能的关系，使建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中不因其他建筑的遮挡而减少。

2、提高围护结构节能的科技含量。建筑物的能耗是由其冷风渗透和围护结构的热传导两方面造成的。大量试验结果表明，住宅围护结构的耗能量占建筑采暖热耗的1/3以上，显然，如果围护结构具有良好的保温隔热性能，则可以减少夏季室外传入室内的热量和冬季室内传出室外的热量，从而减少建筑物的能耗。（1）墙体节能。我国长期以实心黏土砖为主要的墙体材料，用增加砌筑厚度来满足保温要求，这对能源和土地资源是一种严重浪费，因而在节能的前提下，应进一步推广复合墙体和空心砖墙技术。复合墙体的应用越来越广泛。

其主要原理为：用砖或钢筋混凝土做承重墙，并与绝热材料复合达到增加墙体的保温隔热性能，绝热材料主要有矿棉、岩棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。目前复合墙有两种做法：①内保温，将绝热材料复合在外墙内侧此方法施工简易，目前应用广泛。

②中间保温，即将绝热材料设在外墙与内墙中间，可取得良好的保温性，但要填充密实，避免内部空气对流。③外保温，将绝热材料复合在承重墙外侧，此方法热稳定性好，居住较舒适，但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的侵袭，对外保温材料的耐久性提出了很高的要求。在节能设计中也应根据墙体的朝向不同而设计不同的墙体厚度。

如各面墙均相同，由于各朝向所吸收到的太阳辐射量差别很大，特别是南面墙冬季吸热较多，因此不如将增加的保温材料集中设置于北墙或东西墙，这样可以减少保温费用，在构造上也容易做得比较简单。

（2）屋顶节能。屋面节能的主要措施为：①屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。②屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大。（3）窗户节能。窗户为薄壁的轻质构体，是耗热的薄弱环节。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物夏季降温或冬季保温能耗的50%以上。在节能设计中不同朝向的墙窗比不同，在高能耗墙面(东西面)应避免开大窗，且应提高窗户的遮阳性能。同时，要根据制冷采暖费用和空调设备价格的综合比较去确定合适的玻璃品种，从导热性和隔热性两个方面去综合比选。

结束语面对全球性的能源危机，建筑节能是建筑业可持续发展的必由之路，经济需要发展，离不开能源的消耗。随着我国城市化建设的快速推进，能源短缺已经成为制约我国经济发展的瓶颈，而建筑耗能在国家全部能耗中占有相当大的比重，因此做好建筑节能工作是节约能源的关键。

参考文献：[1]王焱.夏热冬冷地区住宅节能优化设计[D].南京：东南大学，2003.[2]刘琦，王德华.建筑日照设计[M].北京：中国水利水电出版社，2008.[3]宋德管.高层建筑节能设计方法[J].时代建筑，1996(3)