节能建筑设计探讨

节能建筑设计探讨

冯玉霞龚峰毅

北京矿冶科技集团有限公司100160

摘要：节能建筑是指遵循气候设计和节能的基本方法，对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后，设计出的低能耗建筑，同时节能型建筑在某种程度上能降低工程成本投入和提高建筑的舒适度。本文首先说明了建筑设计中节能设计的重要性，然后详细阐述了建筑设计中节能建筑设计的要点。

关键词：建筑设计；节能建筑；遮阳；墙体；环保材料

节能建筑主要指建筑规划和平面布局要有利于自然通风，绿化率不低于35%；建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时等。目前节能建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。一个经常被忽略的事实是：建筑在能源消耗总量中，几乎占到了70%，这一比例远远高于运输和工业领域。在发展低碳经济的道路上，建筑的“节能”和“低碳”注定成为绕不开的话题。

一、建筑设计中节能设计的重要性

设计是贯彻节能技术标准、规范的关键环节，工程项目设计工作前承业主建设意图，后接具体的施工建设，在我国基本建设程序中起到不可替代的作用。它既通过图纸表现出业主的建设意图，又系统化了工程项目的具体实施方案，是后续施工最为关键的依据。工程实践证明，项目功能是否实现基本取决于设计，设计时没有考虑到或考虑不周，必然造成先天不足。另一方面，在工程建设的各参与方中，施工单位、监理单位的主要职责是按图施工、按图监理；业主单位虽然处于主导地位，但是业主单位一般对相关节能设计的各技术标准、规范知之甚少。因此真正能理解并贯彻节能设计标准、规范要求的非设计单位莫属，这为发展节能建筑提供了先天条件。

二、建筑设计中节能建筑设计要点

（一）节能建筑中的遮阳设计

笔者通过查阅大量的文献以及结合自己在节能建筑工程实践中的经验，现将节能建筑中的遮阳设计的基本形式归纳如下：

1、水平式遮阳设计

此形式的遮阳设计主要是遮挡从建筑窗户上方照射下来的阳光，遮挡高度角比较大，一般针对坐北朝南建筑物南向窗口的遮阳。

2、垂直式遮阳设计

此形式的遮阳设计主要是遮挡从窗户两侧斜射过来的阳光，通常遮挡高度角比较小，适合用于东北和西北方向的窗口的遮阳。

3、综合式遮阳设计

此形式的遮掩设计遮挡阳光效果比较突出，可有效地遮挡中等高度角的阳光，即建筑窗户上方和两侧斜射进来的阳光，适用于东南和西南方向的窗口阳光的照射。另外，在节能建筑遮阳设计中遮阳的设计形式还有很多，比如能调节叶片角度的百叶窗、遮阳窗帘等，可根据建筑内对阳光的需求情况灵活地调整百叶窗的角度，达到冬季能够良好采光的同时又能减少室内热量的散失。夏季可以有效地遮挡阳光的照射，起到遮阳防止室内温度上升的作用。

（二）建筑平立面节能设计

1、窗墙面积比

窗户是改善建筑热环，降低能耗的关键，研究可以表明窗户传热的系数大约是墙体的三倍，墙体保温效果比玻璃要好一些。从保温的性能上看，选择合适的开窗比例比采用大落地窗要舒适一些。最重要的就是，大面积开窗不利于节能，因此在满足采光的要求前提之下，为了降低能耗，窗户的面积要适宜，不能单纯追求大窗。

2、套型平面

在住宅平面功能布置的时候，第一，应该尽可能地做到“全明”设计。现在很多开发商为了节约土地的资源，增加利润进而牺牲了很多房间的采光。现在很多的住宅当中房间白天也需要开灯，有的时候是客厅里离光源最远的一角，这也是传统的住宅通病。为了消灭黑房，让所有的房间都能享受到明媚的阳光并不难的。而在现代的建筑技术的设计之下，不论是板楼还是塔楼，都能做到通风透气，但是南北朝向的板楼能达到最佳的节能效果。

3、体形系数

实践可以证明，减小体形系数能显著地减少采暖的冷热能耗，但是体形系数太小，就意味着加大进深，这样很容易地造成了通风、采光的不良，不能充分利用自然采光以及自然通风降温，使得空调、照明灯具的开启时间变多，反而增加了建筑的能耗。应该在兼顾建筑功能以及艺术的情况下，把体形系数控制在0.23~0.27之间，最大不超过0.35，假如体形系数太大的话，就需要控制维护结构的传热系数，外墙的保温厚度就会加大，造价也就能跟着上升，实施中就增加很多的困难。

（三）建筑围护结构的节能设计

1、建筑外围护墙体的节能设计

建筑外墙是建筑物的重要组成部分，它对建筑物既起着支撑作用，也有隔绝外部空气、保证室内温度的作用。墙体是建筑外围护墙结构的主体，它本身的热能性质直接影响建筑物的节能效果。其中外墙外保温技术已成为中国建筑节能墙体保温的主流发展方向。外墙保温可以通过两种方法达到设计要求：

一是通过与高效保温材料复合，形成复合保温墙体。目前复合墙保温节能设计主要有以下三种形式：内保温、中间保温以及外保温。其中，内保温主要是在外墙内侧里把各类绝热材料复合在其中，操作简易；中间保温主要是将绝热材料内置于内外墙之间孔隙位置处，保温效果很好，但使用时一定要注意其填充密实性，这对于防止出现空气对流问题效果非常明显；外保温设计，主要是将绝热材料复合在承重墙外侧，热稳定性非常好，宜居性强。

二是使用高热阻和热稳定性良好的墙体材料，具有好的热工性能的材料，能够达到指定的节能目标。外保温使建筑结构处于一个稳定的温度保温层的防护中，增强了对建筑结构的庇护，加强了其耐久性。同时，外保温从外面把建筑包裹住，加大了保温面积，节省了能源。

2、建筑节能门窗

建筑门窗如果设计不合理，就会耗费大量能源。有数据显示，超过30%的能源都是通过门窗而损耗的。对此，节能门窗的合理设计，可以从以下四点进行考虑：

第一，计算好门窗的各朝向面积比例，使朝阳面的门窗面积所占比例适宜，从而保证有充足的阳光照射；第二，保证室内良好的通风，尽量使用自然通风的方式，使门和窗相对应，产生对流，则通风效果更佳；第三，安装必要的遮阳装置，由于国内普遍使用大的玻璃幕墙会造成一定的光污染，应该在外部采取一定的遮阳措施；第四，寒冷地区的建筑使用门斗可以防止冷风进入，并采取一定的聚热保温措施，确保冬季供热标准达标。此外，为了达到一定的节能效果还可以通过提高门窗材料的保温性能及其密闭性。

3、建筑节能屋顶

一般来说屋顶就是建筑物的顶面，它如同一个盾牌保护居住在屋内的人们免受外界的侵袭。热量从屋顶进入房间比从墙体进入房间要多很多。故而，屋面的隔热效果对于节能非常重要。通常情况下，屋顶隔热是由具有一定硬度的低容量、低吸水率及导热系数小的保温材料铺设在防水层和屋面之间实现的。可选择的保温材料有很多，如采用挤塑聚苯板、岩棉板等板块状材料铺设在屋面上部。保温节能型屋面常用的包括以下几种形式：①坡屋顶；②倒置式屋面；③蓄水隔热屋顶屋面；④太阳能屋顶；⑤种植屋面。

（四）使用环保材料

对于我国现阶段建筑发展而言，生态建筑节能材料还处于研究发展阶段，其特征主要有以下几点：环境污染小；节省资源；可回收继续使用，这种建筑材料的使用主要原理就是无污染，在生产过程中所使用的材料不仅仅高效节能且对环境可持续发展没有任何影响。环保材料的主要成分是由石灰粉、煤炭灰等废弃原料组成，经过加工处理被广泛的应用于建筑材料中，这种建筑材料不仅仅完全符合国家建筑材料的使用标准规范，更具有质量轻、隔音性好、抗热能力强等特点。新型环保材料的使用虽然与其发达国家相比还存在着一定的距离，但是随着经济建设的不断变化发展，这种环保材料将会越来越多的被使用于建筑生产重，并推动其建筑的长久发展。

结语

综上，关于建筑节能设计的节能措施有很多，需要广大的建筑节能设计人员更进一步的研究和探索，本文只是起到一个抛砖引玉的作用，望能够对建筑节能设计人员在节能设计方面提供一些参考价值，不断提升我国的建筑节能设计水平，降低建筑能耗，实现人类、经济及环境的和谐共存发展。

参考文献

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[2]陈雪燕.浅谈建筑设计中低碳设计的重要性[j].城市建设理论研究（电子版），2012（11）.

[3]孙国萍，王晓妮.低碳式建筑设计技术及方法[j].城市建设理论研究（电子版），2010（05）