浅谈建筑设计与建筑节能

引言：现阶段，我国能源短缺严重，尤其是高能耗的建筑业的迅猛发展，更加剧了我国的能源危机现状。在节能降耗的全球大趋势之下，推行建筑节能势在必行。近年来，我国建筑工作者越来越注重建筑的节能设计。在建筑设计过程中，如何更好地利用自然能源，降低建筑物的能耗，提升建筑物的能源利用效率，已成为一个急需探讨的重要课题。

一、实行建筑节能刻不容缓

现阶段，我国面临着严重的能源问题，人均能源拥有量低，能源结构单一且分布不均，除此之外，由于技术水平较低等原因导致能源利用效率较低，浪费现象严重，能源终端利用效率仅为33%，与发达国家相比差距较大。

近年来，我国社会经济不断发展，城市化进程日益加快。但是，伴随城市建设高速发展而来的建筑能耗的大幅度上升，在一定程度上加剧了我国的能源危机。与发达国家相比，我国的建筑节能工作起步晚，能源浪费严重。在过去的一段时间里，我国已在较广的范围内倡导建筑节能，并制定了相关规范要求等进行指导，但是并未取得较好的成果。如果不对高耗能建筑加以限制，长此以往必将制约我国的可持续发展。因此，建筑行业全面节能势在必行，尤其是要加强建筑全面节能，从根本上抑制建筑的高能耗问题。

在建筑领域推行全面节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用，使能源资源供应与经济社会发展的矛盾得以缓解，实现社会经济的可持续发展。

二、建筑物全面节能设计

建筑节能设计是实施建筑物全面节能的关键环节，在这一阶段做好节能设计能够从源头上杜绝能源的浪费问题。

一)建筑物的合理选址

所谓合理选址就是要充分考虑建筑物所在地气候、土质、地形以及环境条件等多种因素来确定。在进行设计过程中，要保证建筑物在其全寿命周期内保持适宜的微气候环境，在保护坏整体生态环境平衡的同时为建筑节能创造良好条件。

二)建筑物的体形设计

合理的建筑体型设计有利于建筑物适应恶劣的微气候环境，进而实现节能效果。所谓体形设计包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等的确定。在进行设计过程中，建筑的朝向、具体方位和建筑的总平面设计往往要考虑社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等多方面的因素。在实际工作中，难以满足各因素的要求，而只能权衡各个因素之间的得失，找到最佳平衡点，使建筑物达到更好的节能效果。

三)优化外部环境设计

对建筑物外部环境的设计要充分研究其微气候特征，在满足其功能需求的前提下，对外部环境进行合理设计来进而很好的改善微气候环境，营造有利于建筑节能的环境。通常情况下，可以在建筑周围合理布置植被，在遮挡风沙、净化空气的同时达到良好的节能效果。此外，还可以在建筑附近设置水面，用水来平衡环境温度，进而达到节能降耗的目的。

四)门窗节能设计

建筑物的门窗是耗热的主要渠道, 传热系数约为墙体的3～4倍,是节能的重点部位。因而，在建筑设计过程中，要合理确定窗墙比，应尽量少做落地窗、飘窗等。对于外墙门窗的设计，应强调东西南北开窗有别，满足自然通风要求。对于冬季主导风向的立面要尽可能减少开窗的面积。设置外窗部位,要提高外窗的密封性能，选用较好的窗型，一般来说，平开窗具有良好的气密性。

此外，在门窗配件的选择上,要注意尽可能采用塑料型材、铝合金断热型材等提高窗框的隔热性能，并且要减少窗框的外露面积,选用中空玻璃、镀膜玻璃等保温隔热性能好的玻璃。

此外，外门窗的开启是夏季通风节能的必要条件。对建筑物的夏季迎风面一般要作为主要的开窗部位,引进自然风增加夏季的渗透通风，与此同时, 应减少冬季寒风的渗透,提高室内的保温效果。对于向阳面，通常应采用凹式开窗设计,在外部加设遮阳板或者是采用热反射窗帘,在保证美观的同时又具有良好的遮阳效果。

五)屋面节能设计

建筑物的屋面接受太阳直射时间较长，受辐射得热最多，做好屋面的保温隔热对于实现建筑物的节能效果至关重要。

首先，选择适宜的保温隔热材料，一般应选用膨胀型泡沫聚苯板等导热系数小、密度大、憎水的材料。目前，倒置式屋面在屋面节能设计中应用较为广泛，这种方法施工简单，主要是将憎水性保温材料设于防水层上，它能够有效防止防水层老化影响保温隔热效果。

另外，采用成生态型屋面也可达到良好的节能效果。在建筑物的屋顶种植花彩叶草、麦冬草等植物，可以在美化环境的同时，有效地阻挡热源，减少温室气体的排放，达到良好的保温隔热效果。而且，在吸水饱和之后，土壤会形成一层憎水膜，能够达到很好的屋面防水效果。此外，土壤具有良好的热惰性，不会随气温的变化而产生大幅波动，具有良好的保温隔热功能。

除此之外，蓄水型屋面也具有良好的节能效果。这种屋面主要是通过水分的蒸发带走热量，进而降低屋面温度，减弱屋面的传热量。相关测试结果显示，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，或者是在屋面保温隔热层上做架空层，利用空气的流通散热也是较好的节能办法。

六)外墙节能设计

墙体是建筑物室内外热交换的主要介质，提高建筑物外墙的保温隔热性能能够有效的提升建筑物的节能效果。据统计资料显示，在建筑节能的50%中约有25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。因此，在建筑物设计中，墙体的节能设计至关重要。要在保证外墙最基本的承重以及安全围护等功能的基础上,尽可能选用保温隔热性能好的墙体材料，对传热较多的墙体部位加设保温隔热层，降低能耗。

现阶段,在常用的外墙材料中, 多孔粘土砖、加气混凝土砌块和复合墙体保具有较好的温隔热性能。复合墙体的保温隔热一般选用外墙外保温。外保温通常是连续外包的,能够有效隔断混凝土梁的热传递,达到预期的节能降耗效果。

降低建筑物体型系数也是提升建筑物节能效果的有效措施。所谓体形系数就是建筑物外表面积与其所包围的体积之比，体形系数越小建筑节能效果越明显,一般应将其控制在0.3以内。如果其他条件均相同,宽的建筑比窄的好,高的建筑比矮的好, 外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。

所以从接收太阳辐射热能考虑,南向墙面与其他各方位墙面的面积比越大越好。除此之外，还可以利用植物来达到调节气温的效果,在日照较强的一侧墙面,种植爬墙虎等植物来吸收太阳热量,减少传入室内的热源。如果植被遮蔽率达到90%，外墙表面温度能够降低8.2℃。

除此之外，在墙体节能设计方面，还要尽可能改善微气候环境条件。例如，在寒冷地区可以设计夹心墙体，目前，导风墙体设计在国外广泛采用。马来西亚的MennaruUmno大厦外墙中，加入了“捕风墙”这一特殊设计，在建筑两侧增设了阳台开口，并在开口两侧的外墙上布置了挡风墙，形成喇叭状的口袋，进而将风很好的捕捉到阳台内，并通过阳台门的开口大小有效地控制进风量，有效地调节室内通风。

七)充分利用新能源、节能新材料

首先，积极利用太阳能

众所周知，太阳能是取之不尽、用之不竭的绿色能源，不会对生态环境造成负面影响。在建筑物中广泛利用太阳能是实现建筑业节能降耗及可持续发展的重要措施。太阳能可以为建筑供暖、供热水、供电，如果加以充分开发利用，甚至能够提供建筑物的全部能量。

其次，积极采用节能新材料

合理选用建筑节能新材料是实现建筑物全面节能的重要举措。在建筑物设计过程中，应从健康、高效、经济、节能的角度出发选择建筑材料。

随着我国科学技术水平的不断提高，会有越来越多的新型保温材料、新型隔热玻璃和框体材料等高效节能材料广泛应用于建筑中去，进而极大地提升节能效果。对此，建筑设计师要在综合考虑建筑所在地的实际情况，充分发掘和利用地方节能材料，更好的实现建筑节能效果。

结语：

总之，面对日益加剧的能源危机，在高耗能的建筑领域落实全面节能势在必行。建筑师设计师必须要充分认识到建筑节能发展趋势，坚持多角度、全面的节能设计，充分利用现有的自然条件，在改善人们居住环境的同时，充分挖掘建筑物的节能潜力，降低能源消耗，推动建筑业的长远可持续发展。

参考文献：

[1] 林基;节能建筑中的外墙外保温施工[J]. 科技经济市场.2009 (06)

[2] 邱永亮,朱菊梅;住宅建筑节能优化设计的探讨[J].陕西建筑.2005(13)

[3] 秦振刚;浅谈节能建筑施工技术[J]. 四川建筑. 2009 (02)