建筑规划设计的节能措施研究

Abstract: Along with the improvement of the living quality requirements for people and more and more high building energy consumption, it has great significance to adopt various technical measures to promote the construction energy-saving in the current energy shortage background. This paper introduces the scientific and reasonable construction planning and design, makes full use of the natural conditions, combining with the construction various types energy-saving measures, it reduces the active energy consumption, to achieve the building energy efficiency improvement.

Key words: architectural design; building energy saving; structure design; energy saving measures

中图分类号: F281 文献标识码:A　文章编号：2095-2104(2012)

中国是一个发展中国家，且人口众多，人均资源相对缺乏，国民经济要实现可持续发展，必须通过技术手段不断提高资源利用效率。我国建筑用能浪费极其严重，而且建筑能耗增长的速度远远超过中国能源生产可能增长的速度，长此以往将难以实现可持续发展，因此推行建筑节能势在必行。通过研究建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程，寻求建筑节能方法有重大现实意义。

1 建筑节能的规划设计

合理的建筑规划设计对于建筑能耗性的降低具有很大的帮助。对于建筑节能的规划设计，其主要措施可以归纳为三个方面：通过合理选择建筑地址或规划设计建筑附近的植被、水域、围墙等，改善建筑的外部环境条件;配合周围既有的微气候，确定合理的建筑体量以及朝向等来设计建筑形体，以改善建筑室内微环境;通过设计建筑内部空间分隔和各部件的结构构造，提高建筑能效。借助相关建筑设计软件辅助优化设计，如天正建筑、PHOENICS、Fluent等，以建筑能耗软件DOE-2.0的计算结果为指导，通过仿真、计算等技术手段优化，对于建筑设计效率和科学性的提高有很大的帮助。

在进行建筑的规划和设计时，要根据建筑所处地域大气候特点以及自身所处的具体环境条件充分考虑，通过对附近自然环境(如湖泊、绿化和地形等)条件的合理利用，尽量避免人工建筑设备的使用，以创造良好的建筑室内微气候。

设计时选择合理的建筑体量也有助于降低建筑能耗。建筑师进行建筑设计的时候需要足够的空间和建筑体量才能充分发挥自己的创意，展示建筑造型和建筑内部结构才更方便;但若建筑物的单位面积对应的外表面积越小，其外围护结构的热量交换就越小，从这一角度来看体形系数应该较小才满足其节能要求。综合的看，应该在设计的时候确定合理的建筑物体量和外形，在兼顾建筑物设计要求的前提下，通过减小建筑物的面宽，增大建筑进深，增加建筑物的层数，控制建筑物体形，简化建筑立面并减小外围护面积等手段降低建筑能耗。

2 建筑节能的材料选用

作为建筑内环境与外部环境能量交换面，建筑外护围的热工设计对于减少建筑物围护结构的能量损耗具有重要意义。目前建筑外护围的节能技术措施是通过采用经济性好，性能高的保温隔热材料或改进外护围构造技术，来提高外围护结构的保温隔热和密闭性能。围护结构主要包括外墙、门窗、屋顶三个部分，因而外护围的节能设计也围绕这三个部分进行。

在建筑物的外围护结构中，由于外墙(保温隔热墙)所占比例最大，墙体传热造成的热损耗的比例也是最大的，因此墙体采用保温隔热措施减少热量损失对于外围护结构建筑节能特别重要。目前的一种有效措施是采用传统墙体与保温隔热材料复合的复合墙体，并提高外墙保温层的水密性、抗风压以及温湿性变化的耐候性的设计，消除墙体裂缝，减少建筑内部与外部的热交换，从而显著提高外墙的保温隔热性能。

门窗除具有通风、采光、围护作用外，还兼具提升建筑艺术审美效果的功能。目前对于门窗的节能处理，主要从改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密闭性能两方面入手。随着材料科学领域的不断发展，研究人员在近年研制了铝合金断热型材、铝木复合型材以及UPVC塑料型材等一系列高性能的保温隔热的节能产品。在建筑围护结构中，由于窗户轻质、壁薄、透明等特点，热耗散也特别大，其对采暖、空调、照明能耗的影响很大，研究人员和厂家研制出来的中空玻璃、热反射玻璃、低辐射膜玻璃以及智能玻璃等新型玻璃对于提升窗户节能效果较为明显。

屋面在建筑顶层直接接受阳光的辐射，因而是建筑与外界进行热量交换的重要渠道，因而在建筑材料选择的时候需要认真研究，且有关规范对屋面的设计要求也比较高。屋面材料应选择导热系数小同时热容量大的保温隔热材料，为避免屋面载荷过大，屋面材料应尽量密度较小。为防止阴雨天等湿度较大的天气，隔热保温材料会因为吸水过多而降低隔热性能，应保证选择的保温隔热材料吸水率低。

3 建筑节能的构造设计及其改进措施

除了选用建筑节能材料，另一个技术手段是改进建筑结构设计，在满足其作为建筑的基本功能要求之外，进一步改进内外墙体、楼层板、屋顶以及门窗等设计，在构建人居舒适环境的同时提高建筑的节能功效。

我国一直以实心黏土砖为主要墙体材料，且通过提高墙体的厚度实现隔热保温，这样既浪费了建筑面积，也浪费了建筑材料。通过将保温材料与承重墙体结合，构成复合保温材料;或在钢、钢筋混凝土承重框架结构下，采用薄壁绝热材料夹层，以达到节能目的，且有效的降低建筑成本。

窗户的合理设计也能对建筑的节能效果有很好的提高。由于建筑所处纬度、当地气候等地理条件的不同，其日照率、气温等也会有变化，且不同建筑对采光要求及建筑材料、结构也不同，因而建筑的窗口面积也需要根据相应情况合理调整。建筑设计时，合理选择窗、墙面积的比例，能够有效的实现建筑保温、隔热、采光、通风等各种目的，并实现艺术审美和节能需求兼顾。相关建筑节能也有明确的标准，北面窗、墙面积比不应超过0.25，东、西面的窗、墙面积比应低于0.3，而南面窗、墙面积比应低于0.35。在此范围内，确定适当的外窗面积，以改善自然采光，并减少冬季的冷风渗透，降低能量的散失。而在冬季日照率高的地区，如果建筑的南向采光条件较好，其外窗面积可以适当扩大，以接受更多的阳光照射，降低建筑能量损耗。

在夏季的时候，我国大部分地区普遍高温，导致建筑使用空调等设备大幅增加了其电能消耗。对此，可以通过安装各类遮阳设施，如一般的窗帘、活动遮阳百页板以及保温盖板等，都可通过不同程度的遮阳效果达到降低太阳辐射，降低室温的作用。近年来，保温盖板逐渐得到发展和推广，作为门窗隔热和保温的覆盖物应用较为广泛。应该指出的是，遮阳设备在遮阳保温的同时也阻挡了自然通风，因此使用时应灵活处理，阳光辐射强烈而空气流动小时，可以采用遮阳设施;反之，通过开窗来加强室内的通风会有更好的效果。

建筑顶部的结构设计对于建筑节能也有很重要的意义，由于屋顶直接接受太阳光的辐射，其接受的热量对建筑的温度有很大的影响。将建筑的平屋顶改为斜坡式屋顶，且通过调整屋面外表面的材料颜色，能有效调节建筑吸收的太阳能大小。此外，可在建筑屋顶加入隔热保温夹层，或者架空通风、在屋顶蓄水增大热容量、进行屋顶绿化改善微气候等手段提高建筑能效，不同程度地满足屋顶节能的要求。

5 结语

随着人们对生活品质要求的不断提高，各类用电器也不断增加，使得建筑能耗在社会全部能耗中所占比例不断增大，在当前能源紧缺的背景下，采用各种技术措施推进建筑节能意义重大而迫切。人们对生活品质的要求不断提高，因而实行建筑节能应该充分考虑到满足人们的基本要求前提下，通过科学合理的建筑规划设计，结合对建筑的各类节能减排措施，减低主动能耗，并充分借助自然条件，以提高建筑能效。

参考文献

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