從節能的的角度探究建筑設計

摘要：建筑業是我國國民經濟的三大支柱產業之一，隨著近年來發展速度的加快和發展規模的不斷擴大，在我國總能源消耗中所占的比重也在不斷增加，時至今日，節能環保已經成為社會經濟發展的趨勢，建筑設計中的節能問題也被提上了日程。本文分析了我國建筑行業進行建筑節能設計重要性和原則等問題，并且給出了相應的建筑節能設計策略，希望能為我國建筑的可持續發展做出貢獻。

關鍵詞：建筑設計；節能；重要性；策略

我國是一個能源短缺的國家，但是同等氣候條件下，建筑耗能量卻可以達到發達國家的3倍，這嚴重阻礙了我國建筑業的可持續發展。隨著人們環保意識的不斷提高，我國建筑行業對于建筑節能的設計也越來越重視，政府也采取了相應的強制性和鼓勵環保節能的措施，對不符合節能標準的建筑要強制禁止使用，同時，用減免稅收、財政補貼等方式來鼓勵建筑公司利用可再生能源進行綠色建筑或者進行節能設計。我國建筑行業在節能環保方面正在一步一步逐漸走向成熟和完善。

1.節能建筑概述和設計原則

我國建筑行業的建筑能耗包括建筑過程中產生的能耗和使用中產生的能耗兩大部分，也就是說在建筑節能設計的時候，既要考慮建筑材料、設備以及在建筑施工過程中的能耗量，又要考慮建筑建成之后，人們在使用過程中產生的諸如采暖、照明、通風等所用的能耗，這就增加了建筑節能設計的復雜性，同時也突顯了建筑節能在建筑設計中的重要性。

由于人們環保意識的增強和能源短缺的壓力，建筑節能設計成為未來建筑業的發展方向，在建筑設計中可以采用不同的設計方法，但是節能標準卻是不變的，就是要讓建筑在施工和使用中都要盡量減少對不可再生資源的使用，充分利用陽光、雨水等可再生能源。在建筑節能設計中，應該遵守以下原則：

1.1最高的資源利用率

節能建筑設計就是要讓建筑在施工和使用中對資源的利用率達到最高水平，尤其是對于土地這類不可再生資源，要盡可能的進行節約。同時，還要盡可能的用可再生資源代替不可再生資源，緩解我國的能源危機。

1.2減少環境污染

減少環境污染，要做到以下幾個方面：①加大對既有建筑的利用程度，提高建筑壽命；②在建筑選材時，要注重建筑材料的重復利用率，鼓勵對建筑材料的回收和循環使用；③盡量使用本地建材，這樣可以減少運輸對環境的影響，這既是對環境影響最小的一項措施，又可以支持當地經濟發展。

1.3對生態影響最小

也就是說要盡可能減小對人和其他生物的健康危害，考慮到生態環境的平衡和可持續發展。

2.節能建筑設計的重要性

建筑節能有利于緩解我國的資源壓力，有利于實現經濟的可持續發展，也是對我國科學發展觀的貫徹落實。如今建筑節能設計已經成為一個世界建筑的潮流，也是建筑進步的一個標志，充分了解建筑節能設計的重要性，有利于我國建筑節能工作的推進。

2.1緩解我國資源緊張的局面

我國是一個資源短缺的國家，同時由于人口壓力，使得資源短缺問題更加嚴重，我國每年的建筑量又居于世界各國建筑量之首，建筑耗能遠遠超過各國的平均耗能，而在我國耗能總量中，建筑耗能又占到了30%左右，我國建筑的90%以上都是高能耗建筑。所以說，緩解我國資源壓力，必須要從建筑節能開始。

2.2可以保護生態環境

傳統建筑在建造和使用過程中，不僅會造成資源的大量浪費，而且還會對生態環境造成很大的污染和破壞。在建造中，建筑廢水、廢渣、噪聲等都會產生環境污染，還會影響周邊人們的生活，在使用過程中，采暖、通風等條件如果設計的不好，就會增加居民對電器的使用量，不僅浪費電力資源，在使用過程中的廢氣等的排放又會污染生態環境，造成空氣質量下降，更嚴重的是加劇了臭氧層空洞、酸雨等對人類環境的巨大危害。所以說，改善建筑設計，減少生態環境的破壞是刻不容緩的。

2.3符合我國可持續發展的戰略目標

我國建筑耗能巨大，再加上人們對居住健康和舒適度的需求越來越大，這對建筑設計中提高節能意識，減少能耗提出了更高的要求。建筑設計中節能設計有利于從根本上促進建筑能源的合理利用，減少消耗，緩解我國能源現狀和能源需求之間的矛盾，實現社會經濟的可持續發展，提高人們生活質量，深入落實貫徹科學發展觀。

3.建筑節能設計策略

3.1建造過程的設計

3.1.1氣候條件的選擇

建筑的選址是建筑設計的第一步，在選址的時候要綜合考慮當地的地形、氣候以及周圍環境特征等因素，其中氣候是非常重要的一個條件，一個地區的氣候要包括太陽輻射、氣溫、風向以及雨雪量等要素，除此之外，還要注意區域內的“微環境”，如植被、地形等環境，只有把這些要素進行綜合分析，才能夠對氣候條件加以合理利用，趨利避害。根據氣候條件合理選址的效果，就是要使建筑在整個生命周期中能夠為居民帶來舒適的環境，又不破壞整體生態平衡，為節能創造條件。

3.1.2選擇正確的朝向

建筑的朝向決定著建筑接受陽光和風的程度，最合理的選擇就是在夏季的時候能夠避免太陽直射而且能夠利用自然風通風，在冬季則能夠獲得充足的日照而且避免寒風的侵襲。但是建筑朝向的選擇還要受到地形、城市建設規劃、道路等條件的制約，所以在進行朝向設計的時候要對多方面因素進行綜合考慮，權衡得失，找到一個最佳平衡點。在日照上，要盡量避免東西方日曬，風向上要盡量避免處于冬季的主導風向上。舉個例子，假如在重慶市選擇建筑物的朝向時，要考慮到重慶的氣候屬于典型的夏熱冬冷，受大陸性氣候的影響，夏季天氣炎熱潮濕，冬季寒冷干燥，所以建筑群在進行布局時，要在南面布置獨立式的低層建筑，在北面布置高層建筑，這樣就能夠保證夏季東南風吹進，自然通風，冬季又可以阻擋寒冷的西北風，做到了居民對建筑的冬暖夏涼的需求。

3.1.3合理控制建筑體形

建筑物的體形決定著它與室外大氣接觸的面積，接觸大氣的外表面積和它所包圍的體積之間的比值叫做體形系數，在建筑內部體積相同的情況下，外表面積越大，耗能就越高，反之亦然，也就是說建筑物的體形系數和耗能成正比。因此，在建筑設計時，要避免表面有太多的凹凸現象，力求表面的完整性，否則就會提高建筑的體形系數，也就增加了耗能。我們知道，在所有的幾何形狀中，體形系數最小的就是球面體，也就是說球面體的耗能在同等條件下最低，基于這個知識，我們可以把建筑外形設計為近似球面體的形狀，來減小體形系數和減少能耗。比如合肥大劇院（如圖1），它是一個典型的非常成功的節能項目，而它的外觀設計利用的就是這個原理。

3.1.4合理控制窗墻比

建筑外窗總面積與和圍護墻體總面積之間的比值就叫做窗墻比。由于材質和結構等原因，使得外圍護墻體的熱工性能要遠遠的高于玻璃窗戶，所以，雖然玻璃窗戶的面積比外墻小，但是得失的熱量卻很多，因此在不同的地區，根據其氣候特征來控制窗和墻的面積比，對于建筑熱量的得失非常重要。比如在晝夜溫差大，白天太陽輻射多的地區，建筑外墻就應該相對的封閉，窗戶要小，這樣的設計在白天就可以讓太陽輻射更少的進入室內，保持空氣的濕潤，夜間又可以減少室內熱量的散失，有利于保暖。在南方濕熱的地區就應該加大窗戶的面積，保證室內通風散熱。

3.2在建筑物的使用中

3.2.1太陽能技術

太陽能既環保又安全，是我們取之不盡、用之不竭的可再生資源，加大對太陽能的利用，對于建筑節能是一個很好的選擇，我國的地形和氣候特點決定了很多地區太陽輻射量大，太陽能資源非常豐富，這是我們開發利用太陽能的最大優勢。在生活中，太陽能已經被廣泛利用：①供電。利用太陽能發電的太陽能光發電系統就是一個典型的例子，就是利用太陽能光伏把吸收到的太陽能轉化為電能，為居民提供生活用電；⑦太陽能熱水器，這是居民在生活中對太陽能最普遍的應用，利用太陽能集熱器吸收太陽輻射，提供居民的生活熱水，這種系統由于簡單經濟，在我國很多農村地區也已經得到普及。

3.2.2地源熱泵技術

地源熱泵設計的原理是以水為媒介，通過與地能進行冷熱交換的方式提供熱泵的冷熱源。由于深層水受地面氣候的影響少，水溫比較穩定，所以在冬季的時候，可以把地能作為熱源，供室內取暖；夏季的時候，地能又作為冷源，供室內制冷。地源熱能可以重復循環使用，又不會對環境造成污染，具有良好的生態節能效果。在生態建筑中，太陽能技術和地源熱泵技術經常被一起使用，這樣既可以因地制宜，又能夠克服自身的技術缺陷，有效提高資源利用率。

4.結束語

可持續發展已經成為新世紀的整體發展趨勢，節能建筑符合可持續發展戰略，將成為今后建筑設計的主要方向，而且已經成為我國的既定國策，建筑領域的工程師應該深刻認識節能設計的重要性，大力發展節能建筑，提高能源利用率，順應社會發展的要求。

參考文獻

[1]劉子昂.探究建筑設計中的建筑節能措施[J].黑龍江科技信息，2012（28）.

[2]琚花花，馬俊.建筑設計中的建筑節能措施探析[J]，低溫建筑技術，2012（06）.

[3]馬小蓮.探討建筑節能在建筑設計中的重要性[J].黑龍江科技信息，2011（21）.

收稿日期：2013-4-15

作者簡介：胡凈明（1959-），男，高級工程師，大專，1986年畢業于重慶建筑工程學院，現主要從事建筑專業的設計及審核工作。