論建筑設計中節能設計的應用研究

【摘 要】本文簡單闡述了建筑設計中節能設計的重要性，并對建筑設計中節能設計途徑及應用進行分析。

【關鍵詞】建筑設計；節能；重要性；途徑；應用

引言

我國擁有豐富的能源，但是隨著我國經濟的快速發展，對節能的需求越來越多，節能已成為實現社會經濟可持續發展和提高人民生活品質的首要問題。在建筑領域，巨大的建筑能耗產生的能源問題和環境問題是當今建筑界面臨的重大問題和挑戰。在當前我國能源危機日益突出、建筑能源浪費現象嚴重的情況下，積極推進建筑節能工作，對于緩解我國能源緊張的矛盾，促進經濟的可持續發展，推進全面實現小康社會的發展戰略將具有重要的現實意義。作為其中一個重要環節的建筑設計，在建筑設計中進行全面的節能設計已成為建筑設計的趨勢。

一、影響耗能的建筑因素

（一）外圍護結構的總傳熱系數K（w/m·k）

它表示建筑外圍護結構每度每平方米所損失的熱量值。

（二）太陽能通過外圍護結構的總平均透射系數G

它表示外圍護結構中透明部分（窗）的面積與非透明部分（窗）的面積之比。

（三）房間內部的蓄熱能力C

它表示建筑內部結構（樓板、地面和內墻）的總蓄熱大小。通過以上三個因素，我們還可以推出以下兩個重要的參數。

a熱得失率，它表明了太陽能穿過建筑物透明部分對建筑室內自然溫度的影響。熱得失率越大，室內日平均自然溫度越高，浮動幅度也越大。

b時間常數，影響和改變室內日平均溫度的變化幅度，保持室內自然溫度變化的穩定性。時間常數越大，室內溫度變化幅度越小，穩定性越好。

在設計中，我們可以利用熱得失率來調整室內自然溫度，使之盡可能的接近室內舒適溫度范圍；利用時間常數來控制每天溫度變化幅度在舒適范圍之內。

二、建筑設計中節能設計的重要性

（一）是國民經濟進一步發展的需要

能源的發展是經濟發展的基礎，經濟的發展需要能源的發展來提供動力。我國能源產值與國內生產總值的增長相比存在滯后性，這樣的國情現實嚴重影響著經濟的進一步發展。國民經濟要想進一步的發展，必須依賴于能源的節約。近些年來，隨著高耗能建筑的大量興建，建筑永能也隨之持續的增長，直接限制了我國經濟的發展。因此，國民經濟要想健康、快捷、持續的發展，做好建筑的技能設計是 一個必要前提。

（二）是建筑熱環境進一步改善的需要

隨著現代化建設的快速發展，人民的生活水平得到了顯著的提高，建筑熱環境的舒適度越來越受到人們的重視。在我國，冬冷夏熱，四季分明是一種普遍現象，冬天的取暖，夏天的制冷都需要能源的消耗來實現，其對能源的需求量日益增長。而在我國，對于能源的供應，特別是燃氣、電力的供應還十分緊張。因此，要想進一步改善建筑熱環境必須在大力開發能源的基礎上，進行建筑節能的優化設計。

（三）是我國可持續發展戰略進一步貫徹的需要

我國的現狀是建筑耗能巨大，人均能源分配不足，在加上人們對冬冷夏熱這一環境改變的迫切要求，使得建筑設計中節能設計工作的落實變的十分重要?，F如今，可持續發展戰略的實施是國家的頭等大事，這就要求我們與建筑設計相結合，付諸行動，遏制建筑能源的嚴重浪費，做好建筑節能設計工作，把節能設計工作落到實處。

三、建筑設計中的節能途徑分析

（一）建筑各部位的絕熱設計

建筑各部位的絕熱設計包括屋頂的絕熱、墻壁的絕熱、門窗的絕熱以及地面的絕熱四個方面。對屋頂的絕熱設計一般采用外側絕熱的方式，并對絕熱材料爭取的選用；對墻壁的絕熱設計采用外側絕熱的方式，并做好內部結露的處理工作；對門窗的絕熱設計一般采用使用雙層玻璃、合成樹枝薄膜玻璃以及二者復合三種方式，并做好對三級密封方式的進一步推廣；對地面的絕熱設計，一般采用內側絕熱的方式，并可選擇性的加設防潮層。

（二）建筑采暖節能設計途徑

建筑采暖節能設計主要包括五個方面：1、設計中，對各種條件的充分利用，來促進更多的輻射熱進入屋內；2、設計中，對表面、開口、部位內等方面來限制輻射熱的散失；3、設計中，通過減小導熱面積、溫度差、導熱系數等來抑制熱傳導過程中的損失；4、設計中，通過開口部位、風勢、縫隙等方面來抑制對流產生的熱損失；5、設計中，選擇合理的材料和建筑造型，實現對儲熱的充分利用。

（三）建筑制冷節能設計途徑

建筑制冷節能設計途徑主要包括六個方面：1、設計中，對太陽照射方向等充分的考慮，來盡可能的減少輻射熱進入屋內；2、設計中，防止地面反射及二次反射現象的發生，來減少進入屋內的導熱、傳熱；3、設計中，相關措施來減少進入室內的對流熱；4、設計中，顛倒使用采暖設備，來促進室內的輻射熱散失；5、設計中，顛倒導熱方法，促進室內導熱的散失；6、設計中，通過對自然風、排氣孔、人造風等的利用，來促進室內對流熱的散失。

（四）建筑照明節能設計途徑

建筑照明節能設計途徑從三個方面入手：1、設計中，提升建筑所有部位及室內所有物體的的光發射，來實現對光損失的有效控制，并可把具有擴散性的反射面制成白色，從而使光照分布均勻；2、設計中，對建筑的朝向要特別重視，以便接受更多的光照，實現對太陽光和天空光的充分利用。并要對反射系數、反射面面積及反射方向進行考慮。此外，對天窗、上層的光亮等也是實現照明節能的有效途徑；3、設計中，通過采用高效率光源，來提高照明效率，也可采用局部照明和整體照明相結合的方法來實現能源的節約。

四、建筑設計中節能設計的應用研究

（一）建筑設計中平面的節能設計

首先，是建筑平面形狀的節能設計，因為處于對節能的考慮，在設計時，應使得維護結構的總面積盡可能的小。這樣就使得在一樣的建筑體積下，維護結構的總面積越小，熱耗也越小。

其次，是建筑長度和寬度的節能設計。建筑長度和寬度與人耗損之間存在著特定的比例關系，相關資料顯示，增加建筑的長度和寬度可以起到節能的效果。

再次，是建筑幢深的節能設計，所謂建筑的幢深指的是沿縱向軸線方向總的尺寸。相同的層數，幢深越大，建筑的傳熱損耗也越低。相關資料也顯示，加大幢深可以起到明顯的技能效果。

最后，建筑平面布局的節能設計，建筑的平面布局設計節能作用主要表現為熱環境的合理分區和溫度阻尼區的設置。設計中，應根據熱環境的不同需求來進行合理的分區，在對不同區域實現控制的同時，也對日輻射最大限度的利用起來，直接減少了供熱能耗。設計中，可在熱環境與室外的低溫環境空間相結合，進行各種各樣溫度阻尼區的設置，從而減少了屋內冷風的滲透，大大減少了建筑的熱損失。

（二）建筑設計中體型的節能設計

首先，是對體型系數的控制。體型系數是指建筑物和室外大氣基礎的外面積與建筑物體積之比。體型系數越小，也就是單位建筑空間所承擔的散失面積越小，能耗也越小。

其次，是對表面面積系數的控制，從降低能耗的觀點來看，其體型長軸朝向東西為最佳，可以起到很好的建筑節能效果。

最后，是對最低耗能體型進行選擇。一般說來，當各面的平均有效傳熱的系數存在差異時，相對小的傳熱系數具有較大面積的體型可以起到很好的節能效果，這一體型是節能的最佳體型。

（三）建筑規劃中的節能設計

建筑規劃中的節能設計包括：建筑朝向對建筑節能的影響、建筑間距對建筑節能的影響及建筑密度對建筑節能的影響來對節能設計進行規劃。

此外，對窗的設計也是建筑節能設計中的關鍵關節，玻璃系數、朝向、附加物、氣候的變化區窗的設計等都會對建筑節能產生直接的影響。通過對窗的穿墻比、尺寸等的設計來實現能量的低損耗。

五、總論

我國的經濟發展已經進入了新的歷時時期，構建節約型社會是這一時期的主題，只有提高對資源的使用效率，并盡可能的減少資源消耗，才能夠實現最大的經濟社會效益。因此，在建筑設計中，應深刻認識到節能設計的重要性，從自身出發、從實際出發，設計出與實際生活和社會相適應的設計，來使得建筑能耗的降低，最終實現社會經濟的進一步發展。

參考文獻：

[1]張新杰.論房屋建筑中如何做好節能設計[J].城市建設.2009（5）

[2]吳正宇.高層建筑節能設計研究[J].科學時代.2006 第15 期

[3]張瀾.淺析建筑節能與環保[J].合作經濟與科技.2008（6）

[4]馮思宇.淺論建筑節能服務體系的構建[J].大科技.2010（5）