节能型建筑的设计探讨

何家裕

摘要:建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾；有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展；有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。本文从节能型建筑的概念出发，对节能型建筑的设计原则、内容及方法进行了探讨。

关键词:节能型建筑概念设计原则节能技术

Abstract: The construction energy conservation is advantageous to fundamentally promote energy conservation and reasonable utilization of resources, alleviate natural resources of our country energy supply and the contradiction that economic society develops; to accelerate the development of circular economy, realizing the sustainable development of economic society; is conducive to the long-term protection of national energy security, protect environment, improve people life quality, carry out implement the scientific outlook on development. This article from the concept of energy-saving buildings, the energy-saving building design principles, contents and methods are discussed.

Key words: energy-saving building; concept; design principle; energy-saving technology

中图分类号：TU201.5文献标识码：A 文章编号：

1、引言

国民经济的发展离不开能源，随着我国经济的高速发展，对能源的依赖更为严重。目前我国能源消费的速度超过了经济发展速度，全社会能耗情况不容乐观。当前建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。相关资料显示，建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的30%，其中最主要的是采暖和空调，占到20%。而这“30%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源(占全社会总能耗的16.7%)，和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

为降低建筑耗能，实现国家减排目标，势必大力发展节能型建筑。节能型建筑已被建设部纳入今后城市建设的重点发展方向，相关的指引、标准和法规也相继出台。笔者从节能型建筑的概念出发，对节能型建筑的设计原则、内容及方法进行探讨。

2、节能型建筑的概念

节能型建筑是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过合理的规划设计, 是整个建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,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、给排水和管道系统的运行效率,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。

如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

3、节能型建筑的设计原则、内容和方法

根据节能型建筑的概念和特点，节能型建筑的设计应本着因地制宜的原则，对建筑全寿命过程的每一个环节进行节能设计，它主要包含以下几个部分：

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,主要节能措施为:

①采用坡屋顶；

②加强屋面保温措施；

③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。

3.2楼板层的节能设计

主要是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,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建筑外围护墙体的节能设计

墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等；在大厦外墙中,则外加了一种“捕风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋, 将风捕捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。

3.4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。

3.5建筑外围护结构的节能设计

建筑外围护结构组成部件(屋顶、外墙、地基、隔热材料、密封材料、外门和窗、遮阳设施)直接与外环境接触，发生热辐射交换，对建筑建筑能耗、室内环境性能、热舒适环境有着根本的影响。建筑外围护结构节能设计的重点是提高外围护结构的热工性能，减少能量损失，提高围护结构的保温、隔热性能和密闭性能。

细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:

3.5.1热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;

3.5.2外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;

3.5.3窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;

3.5.4门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;

3.5.5门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂, 影响门、窗的热工性能;

3.5.6采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙, 应填充保温材料。建筑采用外遮阳措施可以阻隔太阳光对建筑物外围护结构直接照射，避免阳光透过玻璃直接照射室内，有效的减少了太阳光与建筑外围护结构和室内的热传递，降低了建筑外表和室内温度，从而达到降低能耗节能的效果。

3.6规划的节能设计。

规划节能设计涉及建筑选址、外部环境设计、总平面建筑群体布局设计等内容。建筑选址要根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。合理的选址可避免日后建筑运行过程中不必要能耗，为单体的建筑节能创造好的外部条件。以我国南方地区为例，如居住区选址于绿化情况良好、有湖泊水面且位于夏季主导风向的上风向区域，将有利于住宅自然风的引入，降低夏季住宅热辐射，提高舒适度，从而节约空调用量。外部环境与建筑功能相匹配，将大大减少日后使用过程中资源的浪费和损耗。

外部环境设计是指建筑物外部微观环境的设计。它虽然依赖于选址的外部大环境，但当外部大的自然环境条件不理想时，可以通过合理的环境设计来改善建筑周围的微观环境，使之与建筑功能紧密结合，为建筑节能创造条件。在这方面做得最好的是我国古代的园林设计。园内通过植树、挖池、堆山等环境设计手法，增加了园内绿化和水面。达到了平衡温湿度、净化空气，降低噪音，收集雨水等改善微观环境的效果。这些设计手法现在依然值得我们借鉴。

总平面建筑群体布局设计也是规划节能设计的重要组成部分，它可以为建筑节能创造有利的微观环境条件。例如我国南方地区建筑群布局可结合日照间距等因素，在夏季主导风向迎风向形成前低后高的建筑布局，并结合夏季主导风向设置入风口和出风口，使空气流通形成“风道”。这样可以充分利用夏季风，加快建筑物与空气的热交换，有效降低建筑物的表面温度。这样的布局也能阻碍冬季北面吹来的冷风与建筑热交换，减少热量流失。建筑布局设计时还应避免布置大面积的东西向建筑，尽量减少东、西两向太阳辐射对建筑的不利影响。

建筑虽然会受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等各种条件制约的，但是我们应该通过规划节能设计，为建筑单体的节能创造有利的外部环境条件。

3.7新型节能产品和设备系统的应用

随着科学技术的发展，出现了许多新型的节能产品和设备系统。例如先进的中央空调系统，采用中央空调智能节电系统，采用计算机智能控制方式，运用计算机技术和变频技术，根据中央空调主机和辅机系统运行工况和末端负荷的变化，采集多种变化参数，然后通过负荷随动计算，自动对冷冻(温)水泵、冷却水泵、冷却塔风机等设备进行实时优化控制，并使中央空调主机运行环境得以优化，使得主机工质和辅机系统各种流体流量跟随末端负荷变化而同步变化，确保中央空调系统在满足舒适的前提下大幅度降低系统能源消耗。又如雨水收集系统，在雨天可以通过收集系统将降落在屋顶的雨水收集到雨水储存方块中，晴天供绿化喷灌使用，可节约大量的水资源。节能型建筑应尽量多设计和应用此类先进节能的产品和设备系统，以降低建筑使用过程中的运行成本，达到节约能源，降低能耗的目的。

3.8新能源的开发利用

节能型建筑应利用先进的科学技术手段对新能源进行开发利用。开发出来的能源可提供给建筑本身使用，从而达到节能的目的。如在建筑上利用太阳能采暖，利用太阳能热水器将太阳能转化为热能。现已有少部分智能建筑通过现代科技手段将光电产品与建筑构件合为一体，如光电屋面板、光电外墙板、光电玻璃幕墙等，将太阳能转化为电能供建筑使用。应用这样高新技术手段对新能源进行开发利用，使建筑在耗能的同时也可以产能，也可实现建筑节能。

4、结语

建筑居住环境， 一直以来是建筑界所关注的问题。 采对地域技术的研究同样也是首要面临的关键性问题。取的节能措施也不尽相同， 本文所提到的几点建议， 是微不足道的一小部分， 要想实现建筑领域真正节能，还需要建筑界及相关部门同仁不懈的努力。