建筑节能设计原则及设计措施研究

Abstract: With the rapid development of city construction, China's building energy consumption increased significantly year after year, huge building energy consumption, the national economy has become a huge burden. Therefore the construction industry a comprehensive energy-saving is imperative, the architectural design is a very important link. This article through several major aspects to prove the building energy saving design to the importance of building energy saving.

Key words: energy conservation; design; energy consumption

中图分类号：TU201.5文献标识码： A 文章编号：2095-2104(2012)06-0020-02

引言：近年来，随着国家经济的发展，人们生活水平提高，住房条件不断地改善，居民住宅纷纷进行装修改造，居民装修不仅要考虑美观舒适，还要在考虑到设计的个性的同时，兼顾以人为本环保与节能的室内设施的设计和运用。节能与环保已经成为建筑设计未来发展的大趋势。

一、建筑节能设计原则

1、确保人的健康

节能建筑设计的重要任务是确保使用者的健康，要保证室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等因素对人的影响。设计中尽可能地采用低毒或无毒材料，如墙和吊顶使用无毒或低毒性涂料，建材无甲醛或Voc含量最少，采用陶瓷、硬木等硬装修地面等;选择材料、建筑系统和机械系统时尽量减少木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等潜在的对健康不利的污染物，合理组织自然通风，设置进风口和必需的出风口，引风入室。改善室内热环境，包括温度、湿度、辐射温度和气流等，提高人体舒适性。提高水质量，有条件的可以选用直饮水。合理进行自然采光，即满足人类健康的需要，又满足视觉美学的需要，同时达到节能的效果。通过改进细部设计和建造方法，以及采用吸声材料来提高建筑的隔音效果。

2、最大限度降低能耗

2.1减少建筑材料生产运输过程中的能耗

在建筑设计过程中，不仅要注重使用过程中的节能，还应考虑蕴含在建筑材料本身中的能源消耗量。在满足建筑的使用功能和结构安全的前提下，应尽可能地选用生产能耗低的建筑材料，以及钢材、铝材这些回收利用率较高的建筑材料，实现建筑的可持续。为减少运输过程中的能耗和污染，应尽可能的选用地方性的材料。

2.2减少建筑使用过程中的能耗

在建筑建成后使用过程中会消耗大量的能耗，所以应重点从建筑本身来做好节能设计，可通过建筑体形设计达到节能效果，如平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向等因素，都与建筑的节能效果有很大关系。合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶、热缓冲区及有效遮阳，提高外围护结构的保温隔热性能，也对建筑节能有着重大意义。

二、节能环保建筑设计的几个技术措施

1、综合考虑建筑节能和隔声的围护结构

节能方面，不论从冬季保温还是夏季隔热方面，建筑能耗构成主要是通过围护结构(墙、楼板、屋顶、门和窗)的传热和空气渗透。围护结构的传热效果与围护结构的传热系数(k[w/m2•k])紧密相关。要解决空气渗透主要是增强建筑的密闭性，如建筑物的门和窗，门窗要有很好的气密性。噪声控制方面，主要考虑建筑围护结构的隔声。为了使设计的建筑达到允许的噪声标准，必须使围护结构具有足够的隔声性能，以防止外界噪声的干扰。同时建筑的密闭性对建筑隔声也有明显影响，墙体等围护结构上的孔洞(例如：门窗缝隙等)会使其隔声性能有明显下降。

2、合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。

日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒。

3、建筑门窗的节能设计

据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计应主要考虑:①控制建筑不同朝向的窗墙面积比;②设置遮阳措施,我国节能标准中规定,夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳;③根据需要合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风;④严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施;⑤选择高性能的建筑门窗和幕墙技术,建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。

4、住宅屋面的节能设计

在建筑物受太阳辐射的各个外表面中,屋面是接受太阳直射时间最长的部位,因此受辐射得热也是最多的,相当于东西向墙体的2～3倍,所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料(如膨胀型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上,可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易,可广泛采用。

另外,利用屋顶种植花卉、灌木(如彩叶草、三色堇、麦冬草等)形成生态型屋面,既可阻挡热源,减少温室气体的排放,达到保温隔热,又可美化环境,改善城市气候,做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜,可起到滞阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤导热系数小,有很好的热惰性,不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动,有利于屋面的保温隔热。同时,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热,从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。据测试,蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较,温度可低27℃。此外,采用平坡屋顶结合的构造形式,在屋面保温隔热层上做架空层,通过空气流通来散热也是个不错的办法。

5、室内装修节能改造设计

在我国城市住宅设计中，卧室是住宅中唯一的主要空间，要将所有的卧室置于日照通风条件最佳的住置，置于南向，为住户提供最好的享用自然能源的环境。在室内功能区域和空间划分处理上多考虑环保和节能性因素。设计上选用透光性隔板方式解决通风、照明及可调节、可移动式的家具等，在室内培植适宜的绿植，达到净化空气调节空气的作用。

在采暖设计方面，结合供热需求，应选用传导和容量适宜的供暖材料，暖气片作为采暖主要方式，在装修暖气片时，应少包装，最大程度发挥其散热性。对于住宅小区的供暖系统设计，如果规划和设计合理，不仅能够实现较好的系统控制和计量功能，同时可以降低能源的浪费。

提倡运用可回收性节能和节水技术;选用适宜的照明设备控制节能，减少不必要的电能耗费:然而要兼顾节能和装饰，还要做到量体裁衣。在很小居室内使用大型灯具，即便采用节能光源，同样会造成能源的浪费。卫生间、厨房等应该选择有防潮、防水功能的灯具。

结合装饰考虑室内环境的自然通风性能，以利于空气对流交换，在装饰上设遮阳窗帘，采用室内电热水器与太阳能热水器相结合，减少室内热水耗能，从多方面达到节能目的。

三、总结

总之，建筑节能是一项系统工程。在策划、实施及取得实效的长时间过程中涉及规划、设计、施工、调试、运行、维修等诸多环节。作为设计行业的人员，在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件。因地制宜，就地取材，合理利用。更应重视综合设计过程这个新观念，在方案之初即组织相关专业工种介入，统筹考虑相互影响，寻求合理的解决方案。