建筑节能设计要点探究

建筑节能设计要点探究

张涛

天津市津南区人才交流服务中心300000

摘要：随着我国城市化建设进程的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅上升，建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。建筑节能设计已成建筑领域关注的重点，已成为建筑技术进步升级的明显表现，是建筑界实施可持续发展战略的重要环节。本文在此从建筑能耗的组成出发，对如何做好建筑节能设计的几个关键点做了逐一的分析。

关键词：能耗；外墙；门窗；屋面

一、建筑能耗的组成

建筑能耗有诸多因素影响，除室外热环境质量、室内空气质量和气候环境、建筑功能、规划布局等外部因素以外，主要是建筑本身的因素。一是结构能耗，如围护结构传热系数、建筑体形系数、窗墙比等限值。围护结构的传热热损失约占70％-80％，门窗缝隙空气渗透的热损失约占20％-30％。在传热热损失中，外墙约占25％，窗户约占24％，楼梯间隔墙约占11％，屋面约占9％，阳台门下部约占3％，户门约占3％，地面约占2％。窗户的传热热损失与空气渗透热的损失相加，约占全部热损失的47％。因此，加强围护结构的保温，特别是加强窗户包括阳台门的保温性和气密性，是减少结构能耗的重要环节。二是使用能耗，主要是冬季供热和夏季空调制冷，占整个建筑能耗的55％以上，说明采用高效率的供热、空调设备是实现建筑节能的另一重要环节。

二、建筑节能设计的几个关键点

1、建筑朝向设计

朝向对建筑能耗的影响也十分重大。太阳的辐射得热在夏季会增加制冷负荷，在冬季则能降低采暖负荷。朝向选择时应从当地气象条件、地理环境和建筑用地等全面考虑，从节约用地的前提出发，优先采用本地区的最佳或接近最佳朝向，满足冬季能争取较多的日照，夏季避免过多的得热，还应有利于自然通风。从长期实践经验来看，南向是我国各地区较为适宜的建筑朝向。但在建筑设计时会受到各方面因素的制约，不可能都采用南向。因此，应因地制宜合理确定建筑朝向，以满足节能与舒适的要求。

2、外墙

建筑节能的另一个重要组成部分就是墙体的保温隔热。目前，提高墙体的保温性能的措施一种是对墙体采取内保温或外保温措施，即采用各种板状、纤维状构散颗粒的保温材料在外墙的内侧或外侧加设保温层，当我们在采用外保温措施时，应在其外表面覆盖一层饰面层或防水层。另一种提高墙体保温性能的措施是通过采用空心砖、加气混凝土砌块，混凝土空心砖等类型的材料去改善砌体的保温性能，集承重和保温于一体。

3、门窗

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。除了要控制窗墙比外，还需增加玻璃门窗的热工性能：一是选用单层或多层中空或低辐射玻璃（如Low-E镀膜玻璃）和经热断桥处理的门窗型材，同时加强窗墙间、框扇间的接缝气密性设计。二是增加外墙玻璃门窗遮阳设计，防止夏季太阳辐射热透过玻璃门窗直接进入室内而耗能。由于遮阳位置和方式不同，主要有：①水平式外遮阳，适用于接近南向外窗；②垂直式外遮阳，适用于东北向、西北向外窗。为克服传统固定式遮阳在采光、自然通风、视野等方面的矛盾，上述两种遮阳方式在生态节能建筑中较多地采用活动百叶遮阳，可根据光线变化自动调节百页角度遮阳，不影响自然采光和通风；③活动内遮阳，主要有遮阳卷帘和遮阳百页等。相比外遮阳，更灵活，更便于用户根据季节天气变化调节使用。但其缺点也较大，除部分热量被反射出窗外，其余热量留在了室内而增大空调制冷能耗。

4、屋面

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、导热系数高、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，从而效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。

5、自然通风

自然通风能够降低室内温度，节约能源。同时有效的自然通风能够带走室内异味，提高空气质量。总体设计过程中，应选择合适的建筑朝向及排列方式，使房屋迎向夏季主导风从低到高依次布置。建筑间距愈大，自然通风效果愈好。考虑建筑用地的节约，房屋间距不可太大。一般在满足日照的要求下就能满足通风的要求。进行单体设计时，门窗的合理设置可有效对调节室内通风。如将房屋前后门窗设计成对开时，可形成穿堂风。

6、建筑遮阳

外遮阳设计在亚热带地区是节能最有效的方法之一，有助于减轻日照负荷，外遮阳比室内遮阳百叶帘效果高3倍左右，它影响整体空调耗能约两成左右。夏季太阳辐射照度随朝向不同有较大差别，一般以水平面最高，东西向次之，南北向最低。建筑遮阳设计依次考虑屋顶天窗、西向、东向、西南向、南向窗。外部遮阳的设置除能够有效遮挡太阳辐射外，还应避免对窗口通风产生不良影响。重要建筑遮阳设计采用智能化外遮阳设施，夏季外遮阳百叶可以根据不同时间阳光的辐射调整角度，达到遮挡强烈的阳光降低空调制冷能耗的作用。外遮阳百叶与建筑立面之间有一定宽度，形成空气流动的空间，也有“可呼吸”幕墙的效果。

7、采光设计

采光可分为自然采光和人工照明两种方式。绿色建筑的节能设计中，应当遵循采光的低能耗原则，因此，需要平衡自然采光和人工照明之间的使用率，也就是对自然采光进行充分利用，从而减少人工照明的使用。

室内的布局设计应当有利于自然采光。受建筑面宽、体形系数等条件限制，使得部分房间采光条件较为不理想。对于北向的房间，虽然受太阳直射的影响较小，但是主卧室还是应当考虑布置在南向，因为如果冬季室内没有阳光，会让室内显得阴冷。房间开开窗的最不利的朝向为东西向。但是在某些特殊情况下，如为了获得较好的景观视野，不得不在卧室的东西向开窗。这样方向的开窗，在夏季时，会有大量的太阳热辐射进入室内，而在冬季时，则只能获得较少的太阳热辐射，这样的开窗设置显然不利于节能。针对这一矛盾，可以采用以下几种方法进行缓解。

（1）在窗户外设置一个较大出挑的阳台，在不影响户外的景观视野的情况下，利用阳台对夏季的太阳热辐射进行遮挡。

（2）在窗户或阳台的外沿位置，安装一个可调节的外遮阳百叶，对太阳热辐射进行遮挡。

（3）选择低辐射镀膜玻璃作为窗玻璃材料，镀膜玻璃能吸收太阳光中的中长波，从而减少进入室内的热辐射，镀膜玻璃不会对可见光产生太大影响，因此对景观视野基本没有影响。

三、结语

综上，为了实现我国可持续发展战略，建筑节能势在必行。设计中应合理有效地利用建筑能源，切实做好墙体节能设计、门窗节能设计和屋面节能设计，以期促进房屋建筑节能技术的改进，从而提高经济和社会效益。

参考文献：

[1]彭星.建筑设计中节能要点分析[J].中国新技术新产品,2010,8:137-138.

[2]何志源.现代建筑节能设计探讨[J].广东科技.2009.（20）