淺談建筑設計中的節能設計

張韋韋

摘要：隨著經濟的發展社會的進步，舒適的建筑生活環境成了人們追求的目標。我國在十二五規劃中明確將節能減排作為重點改革方向之一，世界大多數國家已經在哥本哈根氣候峰會實施低碳經濟，不久后碳排放稅將試行全球。本文從節能設計的重要性，以及在建筑設計中節能設計的運用等多個方面進行分析說明。

關鍵詞：建筑設計 節能設計 資源 環境

在我國，在民用建筑中實行節能設計是指在對建筑的功能和室內熱環境質量等都達到一定要求的同時，減少在保證這些條件滿足時消耗的能源。節能建筑指的是在建筑規劃分區時，根據氣候來進行設計和節能。群體、單體，以及在朝向和間距等多種外部條件進行分析和研究，得到科學合理的調查結果來進行設計。

1 在建筑設計中采用節能設計的重要性

我國的經濟穩步增長，人們的生活水平越來越高，為了滿足日益增長的物質文化需要，建筑行業的發展步伐也逐漸加快。但資源的積累相對其消耗的速度要緩慢得多，在全球范圍內，石油、煤炭等能源在逐漸枯竭，人們只能開發風能、太陽能、生物能等新型能源。我國在能源的開發和利用方面，存在著一些問題：第一，能源的利用率低，相對于發達國家還有一段距離，很多能源在使用的過程中被浪費掉了。第二，能源的分布不均。在我國的宏觀調控下，雖然采取了西電東送等措施，但問題仍然存在。第三，能源結構不科學。我國的主要能源仍然是煤，消耗量非常巨大。第四，人均的擁有量低。我國的人口眾多，雖然幅員遼闊，產量也大，但平均到每個人的資源數量就非常有限。而且，城市建設的速度不斷加快，對能源的消耗量也逐漸升高。在我國，建筑消耗的資源已經占總消耗的三分之一左右。加上房屋的建筑材料等能耗，建筑消耗的資源已經占總消耗的一半。在我國，建筑對資源能源的消耗已經是一個長期的問題，很多的建筑都是高耗能的。因此，我國在建筑設計中采取適當的節能設計非常重要，不僅對于我國可持續發展有所影響，也制約著我國建筑及其相關行業的發展。

2 建筑規劃設計的改革

2.1 選址、布局以及風向等因素的節能設計 建筑的布置和設計應該考慮朝向和風向的問題。最好能在向陽、避風的地方。向陽能夠充分利用太陽能。避風則能夠降低熱損失。并且，在建筑的布局等設計的時候，需要考慮兩方面。第一，對城市的規模要合理設置。在規劃中，需要控制好區域的密度。也就是說，人口密度高和建筑密度高的地區不應連成片。第二，在北方地區，應注意道路的走向與當地冬季季風風向的關系。兩者應該平行，有利于減少積雪。而在南方地區，就需要讓街道與夏季的季風方向一致。這樣能夠加強熱交換，讓市中心的熱度降低。

2.2 體型、朝向以及間距的節能設計

2.2.1 體型節能設計：建筑的體型節能設計，指的是控制體型系數。經過研究可以知道，體型系數與耗熱量成正比關系。而一般情況下，體型系數應該控制在0.3以下。總的來說，控制體型系數的方式有很多種，例如可以降低建筑的面寬，增加進深、組合體、層數等等。也可以在設計建筑的外形時選用長條形。因為體型結構復雜或者表面凹凸過多的建筑會減小在節能方面的效果。同時，體型系數也跟體型的規整度以及體量有關系。在建筑設計中，應該選擇低耗能的體型。也就是說，在建筑各項系數和尺寸等跟有效傳熱系數對應的節能體型。

2.2.2 朝向節能設計：朝向跟節能有非常大的關系。因為，如果建筑物的朝向為南北朝向的時候，建筑的耗能就相對較少。根據多年的研究發現，偏軸方位的朝向出現頻率逐漸增高。這種朝向的好處在于能夠節約用地，也能夠讓建筑群體更加活躍。而且，在建筑的外形方面，也有一定的好處。但是，以長遠的發展眼光來看，正南朝向的節能意義是非常大的。就節能的方面來說，如果可以任意選擇建筑的外形和朝向等設計，應該選擇長方形體型的朝南方向為最佳。而應該盡量避免選擇東西向。在朝向的選擇時，還應該考慮朝向與當地季風的關系。在北方，應該讓朝向的選擇與季風的風向錯開，避免正面對著。

2.2.3 間距節能設計：從居住等環境條件來說，建筑之間的間距越大越好，這樣就可以充分地進行日照，保證日照的質量和時間。這樣對于節能非常好。但是，從城市的實際情況來說，一方面城市的土地緊張，應該盡量地減少建筑的間距，來保證土地的最大利用率。這個矛盾在建筑的設計中影響非常大。要科學地解決這一問題，就需要在建筑設計階段進行良好的布局，充分地考慮當地的環境和條件，將建筑物進行合理的設置。盡量保證在良好的日照條件的前提下，節約用地，提高經濟性。

2.3 水面、綠化的節能設計 在城市的規劃中，不僅需要考慮建筑的設置，還應該將水面和綠化進行合理的設計。因為，水面的設置，能夠起到降溫的作用。而綠化，能夠改善居住環境，通過植物的光合作用，來降低周圍環境的溫度。這樣，應該在不同地區和氣候環境的情況下合理設置植被。最好能夠達到在夏季，建筑物能夠被植被遮擋降溫并且通風的效果。在冬季，則能夠防風和避免減少光照。一般來說，應該多種花草樹木，改善土質。在低層多房屋的墻壁，應該種植爬山虎等植物，能夠讓墻面得到綠化。而在屋頂，則可以進行種植其他類型的植物，形成花園的結構。這樣不僅能夠避免陽光對墻體的暴曬，以及暴雨對墻體的沖刷，也能夠降低墻體的溫差。就能夠達到減少熱輻射進入室內的效果。大幅度地改善建筑物周圍及其內部的環境。

3 建筑圍護結構的節能設計

3.1 圍護結構中墻體的節能設計 外墻是圍護結構中非常重要的部分。所以，外墻的節能保溫設計非常重要。在外墻的設計中，應該使用新型節能的材料。黏土磚已經被禁止使用，要達到良好的節能效果，就應該在外墻的構造設計上進行節能設計。一般是采用高效保溫隔熱材料附著的方法。另外一種是填入的方式。這樣能夠讓外墻的熱阻得到提高。復合墻體已經被逐漸廣泛地運用。這種方法是將磚或者鋼筋混凝土作承重墻與絕熱的材料進行復合。

3.2 窗體的節能設計endprint

3.2.1 窗體的尺寸。尺寸與空調負荷有一定的關系。窗體比應該合理的設置，不同的朝向窗體比也有所不同。在朝南的窗體，應該選用適當的玻璃層以及相應的措施來減少耗熱。在這個基礎上，應該增加窗體的尺寸，這樣能夠保證充足的光照。

3.2.2 窗體的材料。①窗框。應該進行斷熱處理。讓高效保溫的材料鑲嵌在窗框之間。這樣能夠有效地增加熱阻。而且，應該選用導熱系數小的材料，這樣能夠減小耗熱。②玻璃。在玻璃的眾多種類中，應該選擇吸熱、熱反射、低輻射的玻璃。或者可以在普通的玻璃上貼一層隔熱膜，這樣也有節能的效果。③增強窗體的氣密性。可以用氣密條等來增強窗體的氣密性。

3.3 屋頂的節能設計

3.3.1 隔熱屋頂。在屋頂中進行隔熱層的設置。這樣能夠減少熱輻射向室內的傳導。同時，結合高效保溫材料的運用，能夠讓屋頂的隔熱效果更好。

3.3.2 倒置式屋頂。將保溫的材料在防水層上進行設置。這樣能夠避免防水層直接受陽光暴曬。從而延長防水層的使用壽命，減緩老化。

4 可再生能源的利用

可再生能源的利用通常是指太陽能。因為其資源豐富，不需交費、運輸等特點，讓太陽能在建筑中的用途非常廣泛。主要有主動式和被動式兩種利用途徑。主動式是指通過一些轉換裝置的設置，將太陽能轉換為人們生活中使用的電能等。被動式是指讓建筑利用太陽能來進行室內溫度的控制和調節。

太陽能的利用，應該與太陽能裝置和建筑相結合。例如，太陽能熱水系統的利用。建筑師通過對太陽能熱水系統的了解，在建筑上進行合理設置，讓系統的效果與建筑的效果得到疊加，得到最好的節能設計。

5 結語

在我國，煤炭、石油等資源的儲存量跟很多國家相比并不多。而且，受到科技等多方面因素的影響，我國對煤炭、石油等資源的利用率還很低。因此，我國建筑在節能方面的設計跟很多發達國家相比還有很大的差距。但是，我們根據對屋頂、外墻、門窗等多方面的節能設計，結合對新型能源的開發和利用，能夠讓建筑的耗能降低。并且能夠提高建筑的智能化程度。這能夠讓人們對健康、舒適的生活、工作環境的要求得到滿足，也能夠讓建筑的技術得到推動和發展。合理地對資源和能源進行利用，是每一個建筑設計師的目的。太陽能作為新型能源，有很大的使用開發空間，可以預見，太陽能在建筑節能設計中的運用將會更加的廣泛和深入。

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