建筑节能设计探讨

建筑节能设计探讨

严伟连

严伟连中山市第二建筑设计院有限公司

摘要：能源问题是当今人类面临的有史以来规模最大、最为严峻的挑战。随着全球能源问题的日益严峻和“可持续发展”理念在国内的推广，建筑节能设计越来越引起我国广大建筑工作者的重视。本文就这方面的问题进行探讨。

关键词：建筑设计单体设计节能措施

我国的经济和社会正保持着高速发展的态势，我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段，工业的增长、居民消费结构的升级，特别是中国城镇化进程的快速发展，对能源、经济资源的需求将更加迫切。这样，我们不得不正视我国能源：特别是不可再生能源)、土地、水、原材料等资源严重短缺而实际利用效率低、环境污染严重且仍在不断加剧的事实。因此，对我国建筑节能设计的注意事项和节能措施进行研究和探讨具有重要意义。

1建筑节能设计应注意的事项

1.1建筑方案设计及阶段的节能设计

（1）规划节能。以往的规划设计很少从节能的角度来指导设计，节能设计只有在单体方案设计阶段才有所重视，从而产生了许多单体设计难以解决的问题。所以，提倡建筑节能首先应该重视规划节能。建筑朝向、建筑间距以及建筑的相互组合关系将是规划节能设计的重点。

建筑的主要朝向应迎合当地夏季的主导风向(我国大部分地区以南北向或接近南北向布局为宜)，利于自然通风，提高居住的舒适度。同时，南北朝向的建筑物在夏季所受到的太阳辐射也相对东西朝向建筑要少很多，可以节省夏季空调的用量；而在冬季时，建筑受到太阳辐射的情况刚好与夏季相反，从而节约了建筑保温所需的能耗。

建筑间距应在满足当地规划部门的日照间距要求上适当加大。增加建筑物的间距有利于居住区内的空气流动——风量增大、风速提高，从而使建筑物与空气的热交换增加，有效降低建筑物的温度，从而降低建筑能耗。

（2）方案设计节能。改善围护结构热工性能和提高空调设备效率是实现建筑节能目标的关键。建筑热工节能设计有两种方法，一种是规定性指标法，另一种是对比评定法。规定性指标法即规定建筑节能达标的围护结构热工性能的控制参数和采暖空调设备最低能效比值，制定标准建筑的强制性控制指标，判断较为直观，容易掌握，使用简便。对比评定法，不规定围护结构传热系数、窗和墙比等限值，而是通过计算居住建筑的采暖、空调能耗等指标，来判定是否节能达标。

1.2可再生资源利用

建筑中应有太阳能技术具有两大优点，其一，节约常规能源，减少环境污染；其二，利用太阳能所创造的室内环境具有更好的空气品质，更环保，更适合人类居住。根据集合式住宅的形态、构造、设备的特点，多项太阳能技术可以搭配使用，共同创造理想的节能效果，如穿孔金属板太阳能集热墙、太阳能组合屋面板、太阳能热水系统的综合应用等。地源热泵技术设计。利用地下水、深层土壤和水库、湖泊等深水层受自然季节气候影响小、温度相对保持稳定的特点，通过水作为媒介，与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换提供热泵的冷热源。冬季地能作为“热源”，从地下或水中取出来，供给室内采暖。夏季作为“冷源”，供室内致冷，同时将室内热量释放到地下水、土壤或地表水中，贮存起来作为冬天采暖的“热源”。

1.3不同地域的建筑节能设计侧重点不同

建筑节能设计和气候有着密切的关系。我国是幅员辽阔的国家，根据一月份和七月份的平均气温，将960万平方公里的土地分成了五个不同的建筑气候区，即严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。因此，除面积很小的温和地去外，北方的严寒地区和寒冷地区主要考虑冬季采暖，南方的夏热冬暖地区主要考虑夏季空调，而地处长江中下游的夏热冬冷地区则要兼顾夏季空调和冬季采暖。建筑节能设计的侧重点因而有所不同。

1.4注意区分公共建筑与居住建筑

公共建筑的节能与居住建筑的节能有很大的不同。居住建筑的节能，提高建筑围护结构的保温隔热性能是个重点。因为居住建筑的采暖空调系统的形式比较单一，运行工况相对简单，照明用电占总能耗的比例也不大。公共建筑则不然，空调设备和系统的可选性很大，系统的设计比较复杂，照明电耗又大，节能效果如何，空调系统和照明系统的作用很大。因此除了建筑围护结构的保温隔热性能之外，空调系统的节能设计应予以足够的重视。

2单体设计的节能措施

2.1遮阳技术

从建筑遮阳的定义来看，以减少太阳直接辐射热进入室内为主要目的隔热、防热措施称为建筑遮阳。狭义上，遮阳主要指采光口、建筑物出入口等外墙开洞部分的隔热、防热设施。一般来说，当建筑物具备下列条件时，建筑设计中要求采用遮阳措施：室内气温大于29℃、太阳辐射强度大于0.28kW/rg2、阳光照射室内深度大于0.5m、阳光照射室内时间超过1h。常见的窗户遮阳措施主要包括内遮阳、玻璃及透明材料的本体遮阳和外遮阳等几种形式。内遮阳指在窗户内设窗帘来进行遮阳，其优点是安装方便、安全，不破坏建筑外立面。最方便和经济的方法是在室内悬挂浅色窗帘，这样可隔离左右的太阳辐射。但其效果不如外遮阳，因为会反射、吸收、透过部分阳光，吸收和透过的部分阳光均变成室内的冷负荷，它们对得热的峰值有所延迟、衰减。而采用各种反射膜的窗帘，则具有较好的隔热效果。本体遮阳指通过玻璃本身的选择或者着色涂膜或贴膜处理，降低材料的遮阳系数，达到遮阳目的。比如镀膜玻璃和彩釉玻璃用在东面或西面的立面上就是很好的措施。与平板玻璃相比，彩色玻璃可以避免60%的太阳辐射。但是必须注意的是，在北向的窗户上禁止使用彩色的玻璃以确保冬季阳光的射入。

2.2屋顶绿化

屋顶结构表面要耐较大的温度变化。夏季由于太阳光照射，屋面温度比气温高得多，最高达80℃以上；寒冷的冬季之夜，屋顶将大量的热量散射到大气中，因此它的温度比气温低，最低可达-20℃。由此可见，全年屋顶的温差就可达100℃左右。由于水分蒸发需要大量的热量和基质层的阻滞作用，所以夏季绿化屋顶表面的温度仅有20℃～25℃。绿化屋顶上的大部分太阳热量消耗在蒸发水分上，因此这部分热量就不会使屋顶结构表面的温度继续升高，房屋内的温度也不会上升很高。由于绿化屋顶结构的热阻大，因此隔热保暖作用较好，屋顶上的植物会进一步提高隔热能力，尤其是常绿的地被植物，如常春藤和棉菊等，它们好似给屋面盖上了一层绿毯，可防止风把热量带走。众多实例已经证明，屋顶绿化层对于建筑物来说相当于一个绝缘层，能够使楼房冬暖夏凉，为住户提供良好的生活环境的同时也节约了能源。

2.3双层立面

双层立面由两层玻璃立面构成，初始立面具有隔热功能，第二层立面可以设置在初始立面的内侧或外侧。与传统的单层玻璃立面相比，双层立面具有极好的防风和天气防护功能；隔噪声效果极佳；在冬季可降低热传递损失；增加遮阳和眩光防护设施，可使室内环境不受外界天气影响，较高的建筑也可实现开窗换气；在第二层立面的后面借助于收集日照能量，将建筑的废气加热即产生额外的烟囱效应。

3结束语

建筑节能是一个复杂的系统工程，建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题，涉及方方面面的问题。在我国现阶段，主要提倡运用与经济发展水平相适应的简单节能技术，同时注重太阳能、风能、地能等可再生自然能技术的研究和开发，降低可再生能源的利用成本，逐步从大城市与经济比较发达地区向全国推广运用，实现我国建筑节能既定目标。在设计中要多研究、多尝试、多积累、多总结，在有限的条件下将建筑功能与艺术和技术更好地结合，使建筑设计的各个方面都能体现节能的原则，努力创造低成本、高效率的节能建筑。

参考文献

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[2]李晓华.浅谈节能技术在建筑中的应用[J].佳木斯大学学报，2009.

[3]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥:安徽科学技术出版社，2006.