關于建筑節能相關設計的探討

【摘 要】隨著國際能源危機的日益加重，如何有效利用有限的資源和最大限度節約能源是當今社會所面臨的一個大難點，建筑能耗大約占我國能源消耗的40%左右，所以如何有效節能是目前急需解決的重要問題。本文探討了如何通過相應的技術手段，滿足市民改善對人居住環境的需求，推進建筑節能技術在住宅建筑設計中的應用。

近年來隨著國家經濟建設的蓬勃發展，城市人口急劇增長，居住建筑大量建設。隨著人們生活水平的提高，對人居環境的要求也逐漸提高。在過去絕大部分的建筑通過消耗大量的能源來換取舒適的生活環境。隨著世界能源不斷緊張，環保意識深入人心，節能成為世界人們共同關注的問題。我國政府提出建設“節能省地型住宅”和“2020年建筑節能遠景規劃目標”，節能環保意識已漸進入人心，住宅建筑節能設計已經成為潮流。

一、節能建筑規劃設計

根據建筑功能要求和當地的氣候參數，在總體規劃和單體設計中，科學合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體型、間距、層高、選用節能型建筑材料、保證建筑外維護結構的保溫隔熱等熱工特性及對建筑周圍環境進行綠化設計，設計要有利于施工和維護，全面應用節能技術措施，最大限度減少建筑物能耗量，獲得理想的節能效果。

（一）建筑朝向和平面形狀

同樣形狀的建筑物，南北朝向比東西朝向的冷負荷小，因此建筑物應盡量采用南北向。如對一個長寬比為4∶1的建筑物， 經測試表明：東西向比南北向的冷負荷約增加70%。在建筑物內布置空調房間時，盡量避免布置在東西朝向的房間及東西墻上有窗戶的房間以及平屋頂的頂層房間。因此，選擇合理的建筑物朝向是一項重要的節能措施。空調建筑的平面形狀，應在體積一定的情況下，采用外維護結構表面積小的建筑。因為外表面積越小，冷負荷越小，能耗越小。

（二）合理規劃空間布局及控制體型系數

如果是依靠自然通風降溫的建筑，空間布局應比較開敞，開較大的窗口以利用自然通風。而設有空調系統的建筑，其空間布局應十分緊湊，盡量減少建筑物外表面積和窗洞面積，這樣可以減少空調負荷。

體形系數的定義是建筑物外表面積F與其所包圍的體積V之比值。對于相同體積的建筑物，其體形系數越大，說明單位建筑空間的熱散失面積越高，研究表明，體形系數每增大0.01，能耗指標約增加2.5%。因此，出于節能的考慮，在建筑設計時應盡量控制建筑物的體形系數。但如果出于造型和美觀的要求需要采用較大的體形系數時，應盡量增加圍護結構的熱阻。

（三）綠化對節能建筑的影響

綠化對居住區氣候條件起著十分重要的作用，它能調節改善氣溫，調節碳氧平衡，減弱溫室效應，減輕城市的大氣污染，減低噪聲，遮陽隔熱，是改善居住區微小氣候，改善建筑室內環境，節約建筑能耗的有效措施。

（四）建筑單體設計

1、控制建筑物的體型系數。

體形系數是指建筑物外表面積F與其所包圍的體積V之比值。體形系數的大小對建筑能耗的影響非常顯著，對于相同體積的建筑物，其體形系數越大，說明單位建筑空間的熱散失面積越高，建筑能耗也越高。因此需要把體型系數控制在一定得范圍。嶺南地區單元式、通廊式建筑居住建筑體形系數≤0.35，塔式住宅≤0.40。

2、平立面設計

平面上應充分考慮室內空間布局的合理性，盡可能讓每個居室都有穿堂風，夏季利用自然通風進行降溫。保證主要居室有朝南的充分日照，使住宅在冬季有充足的陽光，基本滿足白天的自然取暖要求。

立面的設計講究實用，盡可能減少外墻的凹凸面，以減少熱量散失。在滿足日照、采光的前提下，要根據不同朝向控制窗墻比。目前廣為流行的凸窗、轉角窗、大面積幕墻窗、落地窗對節能是不利的。

3、建筑材料選擇

建筑材料的選擇盡量使用本地區的材料，可以大大減少材料運送過程中的能源消耗。嘗試使用可再生的，可持續發展的環保材料，可以減輕對于人工材料的需求以降低資源的消耗和生產過程中所產生的環境污染與破壞。

二、增強建筑維護結構的保溫隔熱性能

改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負荷。據有關資料介紹，圍護結構的傳熱系數每增大1W/M2·K。在其他工況不變條件下，空調系統設計計算負荷增加近30%。所以改善建筑外圍護結構的保溫性能是建筑設計上的首要節能措施，我國《采暖通風和空氣調節設計規范》（GBJ42）對空調建筑外維護的傳熱系數作了規定，對舒適性空調的最大傳熱系數規定為0.9～1.3，可采用玻璃棉、聚苯乙烯板、加氣混凝土等保溫材料，也可采用雙玻璃、頂層架空隔熱層等空氣間層起隔熱作用。

（一）外墻的節能措施

1、使用環保、節能型建筑材料

使用環保、節能型建筑材料，可有效減少通過圍護結構的傳熱，從而減少各主要設備的容量，達到顯著的節能效果。采用新型墻體材料與復合墻體圍護結構。在進行經濟性、可行性分析的前提下，在墻體內外側敷設保溫隔熱的新材料。

2、 隔離太陽輻射熱

對垂直墻面可采用外廓、陽臺、挑檐陽等遮陽設施和淺色墻面、反射幕墻、植物覆蓋綠化等。

（二）門窗的節能技術措施

1、盡量減少門窗的面積

門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面積約占建筑外維護結構面積的 30%，其能耗約占建筑總能耗的 2/3，其中傳熱損失為 1/3。所以門窗是外維護結構節能的重點。所以在保證日照、采光、通風、觀景條件下，盡量減少外門窗洞口的面積。

2、設置遮陽設施

設置遮陽設施，考慮空調設備的位置。減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進入室內，可采用外廊、陽臺、挑檐、遮陽板、熱反射窗簾等遮陽措施。門窗的遮陽設施可選用特種玻璃、雙層玻璃、窗簾或遮陽板等。

3、 提高門窗的氣密性

有資料表明，房間換氣次數由0.8h-1降到 0.5h-1。建筑物的耗冷可降低 8%左右，因此設計中應采用密閉性良好的門窗。通過改進門窗產品結構（如加裝密封條），提高門窗氣密性。防止空氣對流傳熱。加設密閉條是提高門窗氣密性的重要手段之一。

4、盡量使用新型保溫節能門窗

采用熱阻大、能耗低的節能材料制造的新型保溫節能門窗（塑鋼門窗）可大大提高熱工性能。同時還要特別注意玻璃的選材。玻璃窗的主要用途是采光，但由于玻璃窗的耗冷量占制冷機最大負荷的20%～30%，冬季單層玻璃窗的耗熱量占鍋爐負荷的10%～20%，因而控制窗墻比在30%～50%范圍內時，窗玻璃盡量選特性玻璃，如吸熱玻璃，反射玻璃，隔熱遮光薄膜。

5、合理控制窗墻比

窗墻比是窗洞口與墻的面積比值，增大這兩個比值不利于空調建筑節能，應盡量減少空調房間兩側溫差大的外墻面積及窗的面積。控制窗墻比、對外墻及屋頂的導熱系數等提出具體要求。通過外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的 35%～45%。故在進行前期建筑設計時，在保證室內采光通風的前提下合理控制窗墻比是很重要的，一般北向不大于25%；南向不大于35%；東西向不大于30%。

三、結束語

建筑節能對緩解我國能源緊缺矛盾，改善人民生活工作條件，減輕環境污染具有十分重要的意義，它既是促進經濟可持續發展最根本的措施，又是深化經濟體制改革的一項重要組成部分，作為建筑設計師，用從不同角度，依據不同的準則，加強節能設計的實際應用，創造良好的技術條件。

參考文獻：

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