浅谈建筑节能设计

摘要：中国改革开放30年，创造了世界人类建筑史上的奇迹:1985-2004的20年间，全国竣工建筑的面积达105.6亿m2，约占现有建筑面积的1/4，预计到2020年还将新增建筑面积300亿m2。然而，目前中国既有建筑中，95%以上是高能耗建筑。建筑节能已经成为建筑行业发展的基本要求，也是我国节能的重点。本文重点探讨建筑节能的意义、影响因素、常用节能措施及节能的经济效益等方面初步阐述和介绍建筑节能设计。

关键词：节能措施节能设计建筑设计

前言：

随着能源结构的逐步调整，世界各国都把能源的问题放到了关系国际民生的战略位置。能源问题已成为当今世界共同关注问题,能源短缺成为制约经济发展的重要因素。目前，我国能源的利用率只有30%，比之发达的国家低20%~30%。其中我国建筑能耗量约占全国的总用能量的1/4，位居耗能首位。我国现有住宅单位面积的平均能耗比发达国家要高1倍，是世界能源浪费较高国家之一。目前中国既有的建筑中，95%以上都未进行节能设计，属于高能耗建筑。庞大的建筑能耗，已经成为国民经济的巨大负担。作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。因此建筑行业的全面节能已经势在必行。

一.全面节能的内容和含义

全面的建筑节能，就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中，通过采用新型的节能型的建筑材料、产品和设备，执行建筑节能标准，加强建筑物用能设备的运行管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道等电力电气设备系统的运行效率，以及利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源。提高建筑中能源利用率，从积极意义上提高利用效率。而不是消极意义上的节能。

二.影响建筑节能的因素

影响建筑节能的因素有很多，如建筑体型系数、朝向、日照间距、太阳能利用、窗墙面积比、平面布置室内设计、围护结构节能保温、换气次数等等。因此建筑节能应从这几个因素入手。

三.建筑节能的途径

综合国内外的研究成果，建筑节能大致可以从整体及外部环境规划、建筑单体设计、建筑细部、建筑设备等方面来设计优化。

1. 整体及外部环境规划的节能设计

1.1 建筑选址、规划

选址主要应根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定，考虑日照、遮阳、通风、一些不利因素等。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。例如把居住和就业平衡匹配的去安排规划在一个地方，这应该是绿色的，是低碳的，是为社会带来很多减排，而且也缓解了很多交通压力。

1.2 外部环境设计

合理的外部环境设计可以改善既有的微气候环境，创造建筑节能的有利环境。外部环境的设计可以在建筑周围布置绿化、植被、设置水面等，创造人工自然环境，能起到有效地遮挡风沙、净化空气、遮阳、降噪、收集雨水等作用。以此达到外部环境节能设计的优化。

2.建筑单体的节能设计

建筑单体的节能设计要求在保证舒适、健康的室内热环境基础上，采取有效的节能措施，降低建筑全年能耗，最大限度地减少建筑对能源的需求，以实现可持续发展的目标。单体的节能设计主要体现在控制体型系数、朝向和体型、风向和体型。

3.建筑细部的节能设计

建筑细部的节能设计，体现在对建筑的各部位的节能构造设计。在满足建筑的基本组成部分的要求之外，在充分利用建筑外部气候环境的条件下，通过对屋顶、楼板、墙体、门窗等部分的造型、结构、材料等方面加以进一步设计，达到节能效果。

3.1屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，它所造成的室内外温差传热耗能量，大于其他维护结构的能耗值，是造成室内能量损失的主要部位之一。主要采取在屋顶设置保温层或采用坡屋顶等措施来达到节能效果，还可以根据地区需要，设置架空通风屋顶、种植屋顶(又称绿化屋顶)、蓄水屋顶或其他新型屋顶等。

3.2 楼板的节能设计。主要是利用其结构中空空间，以及对房间顶板的吊顶造型加以设计利用。如将循环水管布置预制楼板的中空孔中或现浇板面上，夏季可以利用冷水循环降低室内温度，冬季利用热水循环取暖。

3.3建筑外围墙体的节能设计。建筑的外墙是围护结构的主体部分，与外部空间接触面积很大，是容易造成室内能量损失的部位。墙体的设计不容忽略，通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能能实现很大比例的建筑节能效果，建筑节能50%,其中就有约25%是墙体节能实现的，使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达4～10度。

就墙体节能而言，单一材料导热系数大，一般为高效保温材料的20倍以上，传统的用重质单一材料(如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等)增加墙体厚度来达到保温的做法已经不能适应节能环保的要求，复合墙体越来越成为墙体的主流。复合墙体主要通过在墙体主体结构基础上，增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。复合墙体很好地发挥了两种材料的长处，既不会使墙体过厚，又能承重，保温效果又好。

3.4建筑门窗的节能设计。外门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，其能耗占建筑总能耗的比例较大，在我国既有的高耗能建筑中有40%的耗能是通过门窗散失的。解决好门窗节能的问题相当重要。在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，控制建筑不同朝向的窗墙面积比，从而减少不利朝向外窗的能量损失;设置各种形式的外遮阳;提高外门窗的气密性，尽量采用自然通风;减少冷风渗透，严寒、寒冷地区建筑的外门宜采用设门斗等措施;选择节能性能高的建筑门窗和幕墙，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。

3.5 建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要，建筑外维护结构中的钢筋混凝土梁、柱、架空楼板等部位，外墙出挑构件及附墙部件，窗口外侧四周墙面，门、窗框与墙体之间的缝隙，门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙等均应采取可靠的保温与“断桥”措施以及使用保温材料封堵。采用全玻璃幕墙时，隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙，也应填充保温材料。

4.建筑设备的节能设计

在建筑设备上的节能措施可以使用土壤源热泵、温湿度独立控制空调系统、LED照明技术、智能自动控制系统、热管型机房专用空调设备、空调系统的热回收和变频、分项计量系统、VRV空调机组等来达到节能效果。

四.建筑节能的经济效益

节能建筑由于使用了节能材料，往往会增加初期投资，使建设费用增加。但从能量效率方面分析，节能建筑有着非常可观的效益，并能在一定的年限内回收节能投资费。而且，在节能收益和节能投资平衡后，节能建筑就进入了纯收益期，在使用周期内可节约大量费用。

五.结语

我国建筑能耗在能源总消耗量中占很大部分，建筑行业全面节能势在必行，作为建筑师，应从自身做起，从不同角度，依据建筑规范对节能进行优化设计，充分利用我国现有的自然条件，在改善人们居住环境的同时，充分挖掘节能潜力，从而实现节约能源，减少能源消耗。相信在不久的将来，建筑节能事业必将在我国展现欣欣向荣的景象。

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