建筑设计中节能设计的思考研究

建筑设计中节能设计的思考研究

刘成军

中联合盛科技有限公司 河北省石家庄市050000

摘要：随着社会经济的持续发展，人们生活水平不断提升，对生活质量的要求也越来越高。住宅建筑是人们生活中必不可少的部分，其设计应当紧跟社会的发展，不断进行完善和优化。低碳环保、绿色建筑、节能环保等诸多概念在住宅建筑设计中经常被提到，目前几乎所有房屋在初始设计阶段就融入绿色节能理念，既可以有效提高居民生活质量，还可以促进建筑行业的可持续发展。本文对建筑设计中节能设计的思考进行分析，以供参考。

关键词：建筑设计；节能设计；研究

引言

所谓建筑节能，是指在建筑运行中各个环节进行节能之间的总和，主要是以具体的节能规范和要求为基准，对建筑结构、性能所进行的合理设计，例如在规划布局、设计中对于新型材料或者节能机电的应用，从而进一步提升机电设备和节能管理效率。除此之外，为了能够进一步提升能源利用效率，除了要重视可再生能源的应用和降低建筑能耗之外，也要维持建筑功能和室内环境质量的稳定，在兼顾经济、节能的基础上做好各项工作。与此同时，也要重视施工质量的控制，这会对建筑项目的建设水平带来直接的影响。在施工质量控制过程中，应该合理协调工程进度与质量之间的关系，根据具体的施工情况来选择合理的管控策略。

1建筑节能的设计原则

1.1生态保护原则

建筑全生命周期运行过程中都应当严格遵循生态保护原则，新建建筑选址时应避免由于建设工程对需要进行保护的生态环境、自然资源造成破坏；对已在生态脆弱区、敏感区进行建设的建筑工程，应根据国家相关法律法规要求，按情况分批逐步撤出生态保护区，并尽快对当地生态资源进行修复重建并加强保护。其他区域进行的建筑工程，也应在建筑设计中注重建筑与周边环境的协调性，达到建筑与环境的和谐统一。

1.2可持续发展原则

基于绿色和可持续发展的理念，建筑业节能减排势在必行。这不仅能促进建筑业的绿色发展，还有助于人类社会的长远进步。在最新实施的节能减排相关设计标准中已提出了居住建筑和公共建筑平均设计能耗水平，在2016年执行的节能设计标准基础上降低30%和20%，这无疑是对建筑工程各个环节的节能减排提出了更高要求。建筑业的可持续发展既要在设计、施工过程中通过合理的建筑选址与空间构建、适当的建筑材料与工艺选择，减少对自然资源及能源的消耗，还应在建筑营运过程中，通过企业绿色管理，降低建筑碳排放，以实现更高的经济效益与社会效益。

2建筑设计中节能设计内容与方法

2.1外立面的节能设计

外立面即是建筑直接可触及到的外在空间界面，建筑外立面节能设计的原理主要是改善外围结构的热工性能，把室外客观因素对外围结构、室内环境带来的影响降到最低，实现改善建筑舒适度、减少能耗及延长建筑使用寿命的目标。可以采用节能幕墙实现以上目标。其中，呼吸幕墙其是内、外两层幕墙与中部的空气间层共同组成的围护结构，有调节采光条件、遮挡风雨、降低噪声等作用，并且于内外两层幕墙上还分布着错开的通风口。在在冬季，自然光加热封闭式的空气间层会使其停滞在双层幕墙形成的腔体内，保温效果优良;而在炎炎夏日，基于热压原理使热空气持续由夹层上部实现外排，驱散掉多余的热量，进而使内层幕墙温度降低，以防过多热量传输至建筑室内，起到隔热降温的作用。阿联酋阿布扎比大厦建筑采用了双层呼吸式幕墙，内、外层分别是隔热、双层玻璃，双层表皮间形成的空气间层成为室外热空气与室内冷空气的隔热屏障。既有研究已经证实，双层表皮构造能显著降低建筑所需能耗。比如和传统表皮相比，酒店客房所需的空气量减少率12%～15%，制冷设备也因内部配置了形体更小的风机盘管机组节能率达到了5%。另外，双层表皮不同部分起到的作用也有一定差异，比如外侧玻璃表皮与斜肋构架形成的几何结构，对空气腔中的钢结构能起到较好的热绝缘保护作用，有助于减少建筑结构的伸缩量。塔楼南侧立面外1～18层，将金属隔板加装在金属斜肋构架上能起到良好的遮阳作用，金属遮阳能够打开70%以上的面积，进而更好的满足人们对景观建设提出的要求。以上遮阳构造实现了南向办公区的整体覆盖，明显减少了该区的制冷荷载。

2.2建筑空间布局设计

不合理的建筑空间往往需要借助空调等设备来调节室内温度，进而增加建筑能耗。在北方传统建筑的设计中，通常在朝向不好的房间设置次要功能，合理组合建筑的室外庭院及建筑回廊以应对气候变化。在南方吊脚楼、骑楼的设计当中，为解决防潮与通风，将生活空间设置在建筑上层也是常用手法。此外，我国传统建筑多采用坡屋顶，相较于平屋面，传统坡屋面具有更好的隔热效果。坡屋顶构造一方面有利排水，另一方面坡屋顶夏天聚热于顶部。冬天又不会使人感觉室内寒冷，能够使建筑达到冬暖夏凉的效果，可以将顶层设计成坡屋面以达到更好的隔热效果，改善顶层居住环境。在对现代建筑进行设计时，通过合理划分建筑空间、合理运用适当的建筑构造，改善建筑环境，从而降低能耗是十分必要的。

2.3门窗

在围护结构当中建筑外门窗是开口部分，同时也是能耗最高的部分，所以在节能设计中对门窗的节能设计是非常重要的。首先要结合所处地区的气候特征，并要遵循节能设计标准的具体规定来开展设计工作。同时，要结合工程特点来选择合理的材料和窗型。为了能够获得更为理想的节能作用，可以选择固定窗、悬窗和平开窗，并在门窗节能设计中注意以下几个方面问题：首先要在外窗设计时充分考虑到房间的采光和太阳辐射，可以适当的放宽南向和东西向的开窗面积，而北向开窗面积则要适当的减小。其次要在建筑散热的过程中将飘窗作为主要部位，这同时也是节能保温中的关键环节，所以可尽可能的不设飘窗。最后，因为透明天窗缺乏足够的热共性，所以屋顶天窗面积的设计应该保持不大于屋顶总面积的15%。

2.4探索屋面节能设计

在采用有关技术对住宅建筑物外部墙体进行改善之后，还需要积极探索屋面的节能设计，提升屋面保温隔热效果。屋面节能需要从两个方面进行，首先，选择密度小且导热系数低的屋面保温层，屋面重量和厚度不宜过高；其次，选择吸水率小的屋面保温层，避免或者减少保温层吸水过多而导致屋面保温效果差的现象。如果选用吸水率较高的节能材料，则需要安装排水孔，保证屋面不会储存太多水分。当前，节能材料市场上已有保温效果好的建筑材料，被相关行业应用在建筑工程中。部分高新屋面保温技术的出现，如保温芯板，不仅适合多种类型屋面使用，与传统材料相比更具优势，其防火、材料密度、吸水率、导热和蓄热系数很好地满足住宅建筑设计标准。如密度小且导热系数小等特点，使其具有很好的保温特性，可以作为一种较好的保温材料被应用于住宅建筑工程中。

结束语

建筑节能设计是新世纪中我国建筑行业的主要发展方向，设计人员应结合建筑物的设计状况，明确气候、地域、美学等因素给建筑带来的影响科学应用适宜的节能技术与建材，有针对性的完善设计过程，全面优化节能设计效果。

参考文献

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