建筑節能設計的現狀及相關問題探討

摘 要：在能源危機席卷世界的今天，能源消費正以驚人的速度增長，節能成了全世界都普遍關注的問題。在我國，建筑是能源消耗的大戶，尤其是高層建筑，必須加快進行高能建筑的節能工作，深入高層建筑的節能設計研究。本文探討了建筑節能的現狀及相關設計的問題，分析了高層建筑節能設計的影響因素及設計方法。包括整體規劃的節能方法、單體設計的節能措施、選材。

關鍵詞：建筑節能；現狀；影響因素；整體規劃；節能措施

前 言

隨著中國經濟的高速發展，中國工業發展進程已經進入到工業化中期，即重工業階段。經濟的發展又大大促進了中國城市化的進程，居民收入的快速增加，居民消費結構性升級，房屋和汽車消費高速增長，房地產和汽車工業空前繁榮。但是高消耗、高污染、低效率的粗放型經濟增長模式沒有得更好的解決。據統計，全球能源消耗有將近40%是消耗在建筑上，是當之無愧的耗能大戶。我國的建筑耗能占全國能源消費重量的三分之一左右，而且呈上升趨勢。因此，為了貫徹實施可持續發展戰略，高層建筑節能工作刻不容緩，要從建筑設計的理念和方法入手，提高建筑利用能源的效率，實現建筑節能的目標。

1 建筑節能的現狀及高層建筑節能設計的問題

建筑節能具體是指在設計、建設和使用建筑物的過程中，使用節能型的材料和技術，提高空調系統的效率，提高隔熱性和采暖供熱的效果，在滿足室內熱環境需求的前提下，減少供熱、照明、空調制冷制熱及熱水供應的能耗[1]。

我國的建筑耗能現狀不容樂觀，高耗能的建筑比例大，加劇能源危機。建筑能耗總量不斷增加，占能源總消耗的大約三分之一，比改革開放前上升了一半，并且隨著城市化的加快和人們可支配收入的不斷增加，我國的建筑耗能比例還會繼續上升，甚至會超過發達國家的水平，將會成為我國經濟發展的瓶頸。發達國家在上世紀70年代已經開始了建筑節能技術的研究，并且取得了不錯的效果，我們國家的建筑節能工作沒有取得應有的成效，需要進一步加大資金投入、人才投入來研究建筑節能設計，否則會使能源緊缺的局面繼續惡化。

隨著房地產業的發展，高層建筑層出不窮，其中的問題也日益凸顯。主要表現在：在設計時為了盡可能利用空間和無限制地追求外觀立面效果，忽視了技能設計，樓層比較高、建筑體形及外表面積比較大、建筑之間密集、相互遮擋、采光差、不通風等，降低了建筑使用的質量，同時也導致在建設與使用的過程中耗能比較大，沒有達到節能的效果。

2 高層建筑節能設計的影響因素及設計方法分析

2.1 高層建筑的整體規劃對節能的影響

高層建筑的整體規劃對建筑與建筑物周圍環境的影響很大，如何根據當地的自然條件，有效利用自然資源來進行建筑的節能設計，直接決定了該高層建筑的節能效果。如何將高層建筑的整體規劃與節能減排聯系在一起，主要從以下三個方面入手：

2.1.1 優化建筑位置

高層建筑在選擇建設位置時進行綜合考慮，將自然環境因素考慮進去，比如場地的方位、風向風速以及水土植被等。雖說現在很多的高層建筑都在城市規劃的調控之中，很難保證很好的外部自然條件，但是仍可以通過規劃設計來提高節能的效率。例如，將支持建筑使用的公共設施布置在公共走廊中；選址時盡量利用現有的公共設施管網，這種合并能降低場地的破壞程度，方便建筑的檢查維修，公共的場地市政設施走廊應該沿著曾經受到干擾的地區或新修的道路或人行構筑物集中的地方，減少不必要的場地清理和挖溝，維修起來也比較方便[2]。

2.1.2 利用外界氣流來組織自然通風

為了減少空調制冷的帶來的能源消耗，改善室內空氣環境，設計時才充分利用外界的氣流來設計自然通風。自然通風要通過建筑外面的風壓來實現，因此需要一個比較理想的外部，根據各城市不同的風向來進行設計。比如，建筑的小立面應該面向冬季主導風向，而大立面則應該面向夏季主導風向，這樣的朝向設計能夠是建筑表面有足夠的風壓，通過建筑的窗口形成對流。另外，還應該注意建筑的道路、景觀或其他附屬結構的設計來引導風向。

2.1.3 合理規劃園林綠化，利用植被進行氣候調節

目前很多高層建筑都在建筑的樓頂設計花園或水池，一方面是為了美化建筑環境，另一方面也實現了利用植被調節微氣候的目標。當夏季太陽比較強烈的時候，綠色植物可以有效減低它們所遮擋墻體的溫度，立面綠化也使得建筑外表的溫度比街道要低，而當冬天的時候，又可以有效減少熱量的流失。綠色植物可以減少地面的熱反射，給人帶來舒適感，同時能夠有助于改善建筑周圍的微氣候。

2.2 高層建筑單體節能設計分析

2.2.1 建筑體形設計

建筑體形設計的合理與否直接影響了該建筑空調節能的效果，因此，要合理設置建筑體形設計的參數。體形系數是建筑體形設計參數的重要內容，但是體形系數并不是越小越好，因為體形系數與外圍護結構、平面布局、建筑造型以及采光通風等都有比較緊密的聯系，如果體形系數太小，對建筑平面設計會有影響，無法發揮建筑師的創造能力，建筑也難以實現預期的效果。建筑體形的設計要尋找一個最佳的節能體系系數，比如，矩形建筑的最佳節能體形系數與建筑物的平面長寬比、建筑熱工特性及當地氣候有關，而與建筑物的體量、層高無關[3]。

2.2.2 圍護結構設計

提高建筑圍護機構的隔熱保溫的能力，能夠提高建筑的節能效率。在不同地區不同的氣候條件下，外圍護結構的設計也有所不同。例如，對于夏季比較熱的地區，要求外圍護的設計既要滿足必須的日照，又要能起到隔熱的效果，對于冬季比較寒冷地區，則要求外圍護的設計既要滿足必須的日照，又要能起到保溫的效果。這就要求，外墻的材料具備隔熱保溫的性能，或者設計成雙層空間。

2.2.3 內部空間設計

建筑功能設計時可以合理選擇開敞式空間，它強調與環境的充分滲透融合，擴大視野，通風效果好，能提供更多的室內外景觀。并且采用這種空間設計方式，具有靈活性，可以根據需要調整室內的布置。但是這種空間設計方式需要根據建筑的實際空間情況來設計，也可設計成熱緩沖邊庭、中庭及室內花園等，有效改善室內的氣候。敞式空間有利有弊，對空調來說不節能。

2.3 節能設計要選用合理的節能材料

2.3.1 蓄熱材料的選用

蓄熱材料主要用于圍護結構的建設，蓄熱材料可以延緩室外溫度對室內溫度的影響，讓室內的溫度比較穩定。例如，冬天室外的溫度一般會低于室內，這時蓄熱材料會阻止室內溫度向外流失，從而保證了室內的溫度環境。

2.3.2 隔熱材料的選用

隔熱材料是一種能夠熱絕緣材料，能夠阻滯熱量傳遞。其中很重要的一種材料就是玻璃材料。隨著科學技術的發展，隔熱材料領域相繼出現了吸熱玻璃、低輻射玻璃、熱反射玻璃以及調光玻璃等等。將這些玻璃組合成復合的構造形式，比如吸熱中空玻璃、低輻射中空玻璃、熱反射中空玻璃等等，可以大幅度提高門窗的保溫隔熱效果[4]。

3 結 語

隨著建筑節能研究與實踐的不斷深入，建筑節能的方法得到了不斷的改革，節能的理念也更加深入人心，建筑設計的內涵也得到了不斷的延伸和豐富，中國的建筑節能工作取得了一定的效果。建筑節能是我國可持續發展戰略的一個重要的目標，建筑節能工作復雜而艱巨，它涉及到了政府、企業甚至普通市民，它的實現需要各方面的努力，政府應該加強對高層建筑的節能設計的監督；作為設計人員，應從規劃到建筑單體及材料的選擇，都應綜合考慮，努力提高提高建筑的節能能力，不但節省了使用成本，也改善了使用的環境，從而提高了生活的質量。

參考文獻

[1]袁海生.高層建筑節能設計探討[J].建筑與規劃設計.2012，2（14）：36～37.

[2]康力偉.高層建筑節能設計對策探討[J].2011，5（8）：275.