初探建筑設計中的節能方法

【摘 要】近年來，建筑設計中的節能問題逐漸成為了世界建筑界關注的焦點，也是我國節能領域研究的主要課題，實現建筑節能從根本上說就是要樹立節能環保理念。本文就針對建筑設計中的節能問題進行分析，探討實現建筑設計領域節能的具體方法。

【關鍵詞】建筑設計；節能設計；節能材料

1 建筑規劃設計中的節能概念

建筑節能是指在建筑施工、房屋建筑、建筑材料生產和建筑物使用的過程中，在達到相同目的和滿足需要基礎上，盡可能地降低能源資源的消耗與排放。在現代建筑業的發展中，普遍強調合理使用能源資源，提高建筑能源的利用率，減少建筑設計中能量的損失，同時確保建筑物的舒適性。建筑節能主要體現在建筑物的使用、改造、新建、設計和規劃的全過程中，嚴格執行節能標準，使用新材料和新技術。

建筑節能設計的主要內容包括：第一，建筑設計中外部環境與建筑結構的關系，正確處理環境與建筑之間的關系能夠對建筑節能設計起到極大的促進作用，提高節能效果，因此，在設計時要充分考慮當地實際特點，做到因地制宜。第二，建筑設計中的綠化設計，建筑中植被的應用能夠有效調劑建筑物的室內溫度，但在應用時要考慮植被設計的技術問題，如防水、排水和荷載等。第三，節能建筑材料的選擇。在相同的氣候條件下，不同的建筑材料會對建筑物的節能效果造成不同的影響。此外，建筑節能材料的應用還能夠降低建筑成本，提高建筑物的使用壽命，增加建筑物的使用面積，有效消除建筑物“熱橋、冷橋”問題的發生，便于建筑施工過程的實施。

2 建筑節能策略中的空間設計

現階段，很多建筑物在設計時，通常只考慮建筑物的造型、外觀、空間形態、日照間距和容積率等內容，重視各種配套設施與綠化景觀的建設，但過于看重設計的圖案化，而缺少了對于建筑物周圍小氣候和小環境的影響分析。建筑設計通常將建筑物的門窗密閉性、屋頂保溫性和墻體保溫性等作為節能設計的核心內容，而較少地關注單體設計，所以，建筑節能設計應首先控制建筑物的體型系數，體型系數是指：建筑物同室外大氣接觸的外表面積與其包圍的體積比值。建筑物外表面積越大，散熱面就越大，其耗熱量隨體形系數的增長而增加。國家的相關規范對體型系數的規定為強制性條文，因此嚴格控制體形系數對建筑節能很重要。降低體形系數的方法有：a、適當增加建筑物的層數，盡量避免出現單層建筑；b、建筑平面空間組合集中緊湊減少凹凸變化；c、適當增大建筑體量。其次建筑物設計時應盡量擴大南向朝向，寒冷地區，在冬季建筑物南向所獲得的太陽輻射和輻射總量比其他方位大得多，南偏東西的角度越大，接受的太陽輻射越少，所以增大建筑物南向朝向面積對節能是有利的。最后要關注建筑規劃，以節能環保理念指導建筑設計，在設計建筑物的形態和內部結構時，要充分參考外部環境特點，從建筑地的氣候和地理條件出發，實現環保技術與建筑手法的結合，使建筑物能夠最大限度地獲取自然能源，減少能量損失，在整體設計上為建筑物的節能環保提供物質條件。

3 高效保溫節能材料的應用

合理適當的建筑節能材料也能夠對建筑物的節能環保性能起到促進作用，是實現建筑節能的重要手段，因此，建筑設計者在進行設計的過程中，要依據節能、經濟、高效、健康的基本原則，選擇健康節能的建筑材料，從根本上提高建筑物的節能環保性。隨著我國建筑科技的快速發展，很多新型的高效環保建筑材料被不斷開發并應用于建筑設計之中，起到了良好的節能效果，首先是要關注墻體材料和其保溫材料的應用，墻體在建筑維護結構中所占面積最大，冬季通過外墻散失的熱能約為建筑總耗熱量的22%。墻體可采用空心磚、加氣砼等，外保溫材料可采用高性能巖棉板等。其次應重視在建筑物屋頂的設計運用新型防水材料和保溫材料，這能大大提高了屋頂的防潮保溫效果；最后在建筑門窗設計使用新型隔熱透光玻璃，促進了屋頂隔熱透光效果的提升；可調式遮光板的使用，也起到了提高遮陽效果的目標。此外，建筑設計時還要從建筑地的實際情況出發，充分發掘適合當地氣候和地理條件的建筑節能材料，將其廣泛應用到建筑物的設計和施工之中。

4 可再生能源設計

可再生能源指取自自然界、能夠永久利用并不斷再生的非礦物性能源，一般包括海洋能、生物能、太陽能、風能等。可再生能源的使用對自然環境的危害較小，甚至無傷害，且資源能源的分布較為廣泛，能夠實現就地開發和使用。建筑物在設計規劃時應該充分考慮可再生能源的應用，從而降低常規能源的使用量，實現環境保護與生態和諧。目前，我國建筑設計中使用較為廣泛的可再生能源主要包括地熱和太陽能等，地熱利用比較成熟的是地熱源泵的工藝運用，利用地層深處溫度恒定的原理達到冬季采暖夏季制冷的效果。太陽能技術由于其自身的安全性和環保性，在建筑設計中得到了越來越多的青睞，太陽能在建筑設計中的應用主要體現在兩方面，一是主動式的太陽能，二是被動式的太陽能。被動式的太陽能建筑主要是在面向太陽的方向，通過儲熱設備來吸收并儲備太陽能所產生的熱量并轉化為電能，但該方式通常成本較高，需要配合相應的光電系統，因而不適合大面積推廣。主動式太陽能最普及的是熱水器的利用，在北方日照時間長特別適用。隨著我國人民生活水平的不斷提高，可再生能源的應用也更加頻繁和廣泛，可再生能源的應用也在一定程度上改變了人們原有的生活方式和習慣。

5 設計中的節能措施

建筑設計中節能構造措施主要體有以下幾個方面：第一，加強冷橋部位的保溫構造設計，在外圍護構件中，經常設有導熱系數較大的嵌入構件，如外墻中的鋼筋砼梁、柱、過梁、圈梁、陽臺板和挑檐版等。這些部位的保溫性能比主體結構差，熱量容易從這些部位傳出去，其內表面溫度低，容易形成凝結水，這些部位就叫“冷橋”，所以在設計中，對于每一個冷橋節點均應逐個分析該節點所在部位的結構方案、構造方案及節點所在的不同節能維護體系，選擇最佳綜合，以保障整體建筑物節能效果良好。如鋼筋砼過梁通常可以做成L形，減少外漏面積，也可以采用局部加厚冷橋外保溫層等措施來阻斷冷橋。第二設置“溫度阻尼區”，所謂溫度阻尼區就是在室內與室外之間設有一中間層次，這一中間層次像熱閘一樣阻止外冷風的直接滲透，減少外墻、外窗的熱損失。例如：在外門設置門斗，防止冷風倒灌；屋頂采用架空層；住宅樓梯間設置封閉樓梯間等。第三，屋面節能。要確保屋面的保溫隔熱性，具體措施為：一方面要選用導熱系數小、密度適度的保溫層，以防止屋面的厚度和重量過大。另一方面是要使用吸水率較低的保溫材料，做好屋面防水，以防止屋面漏雨吸收大量水分而降低保溫功能，同時，還要在屋面設置排氣設施，以保證屋內水汽的順利排出。

6 結束語

在建筑物的設計中，設計者必須秉承節能環保理念，在設計中加入節能措施，使用節能環保材料，使建筑設計朝著低碳環保的方向發展。建筑設計者要不斷強化節能理念，積極實踐，大膽創新，將科學技術和節能理念運用到建筑設計中，實現環境保護。

參考文獻：

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