建筑節能在建筑規劃設計中的應用

馬磊

河南徐輝建筑工程設計有限公司 河南鄭州 450000

摘要：能源問題是當前世界各國普遍重視的問題，各種能源短缺的現實警示著世人。我國的建筑能耗約占社會總能耗的20%～25%，并且隨著人民生活水平的不斷提高，城鎮化進程的加快，以及住房體制改革的深化，我國的建筑能耗必將進一步上升。因此，我國的節能刻不容緩，節能降耗將是我國的一項國策，建筑節能是節能中的重中之重。文章對能源短缺問題和建筑耗能逐年上升的現狀，探討了建筑節能的必要性及建筑規劃設計對建筑節能的影響，并簡要介紹了建筑規劃設計中建筑節能的一些方法，以期將建筑功能與技術更好地結合，創造低成本、高效率的節能建筑。

關鍵詞：能源；建筑規劃；消耗

1 建筑節能的概念與發展方向

建筑節能通常是指在居住建筑和公共建筑的規劃、設計、建造和使用過程中，通過各種技術措施以及采用節能型系統和可再生能源利用系統，切實降低建筑能耗和最大限度使用可再生自然能源的活動。其實質是在滿足人們對建筑舒適性需求的前提下，達到在建筑建造和使用過程中能源利用率盡量提高的目的。建筑能耗一般是指建筑在建造和使用過程中在采暖、通風、空調、照明、炊事、熱水供應、家用電器和電梯等方面的消耗的能源。

建筑節能所追求的低消耗、少排放、可再生能源利用的資源節約型目標決定了其未來發展將與綠色建筑、生態建筑以及智能建筑有效融合。建筑節能遵循綠色、生態建筑所強調的充分采用當地文化、原材料、建筑資源，遵守本地的自然與氣候條件，體現地域特色的設計理念，倡導使用綠色能源和能源的再利用觀念，從自然條件中直接獲得能源，通過在通風、換氣、采光、日照、采熱、降溫和節水等各個環節的節能設計處理，即降低了建筑能耗，又營造了舒適、自然、健康的建筑環境，保護了生態環境。

2 建筑規劃設計對建筑節能的影響

2.1 設計方案影響工程建造直接能源消耗

在工程設計中，其建筑和結構方案的選擇對建筑的直接能耗有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用、結構形式選擇等都存在著技術、經濟、分析問題。我國住宅建設用鋼平均每平方米55kg，比發達國家高出10%～25%，水泥用量為221.5kg，每立方米混凝土比發達國家要多消耗80kg 水泥。據統計，在滿足同樣功能的條件下，技術經濟合理的設計，可降低工程建造直接能源消耗5%～10%，甚至可達10%～20%。

2.2 設計方案影響建成后使用的能耗

建筑是牽涉到很多專業的復合體，并且完整的建筑節能工作包括了從最初的規劃、方案到設計、施工，以及多年的運營使用，直至最后拆除重建的全生命周期過程。但以往只注重直接建造成本的降低，輕運營階段能耗的使用情況。從住宅使用過程中的資源消耗看，與發達國家相比，我國住宅使用能耗為相同技術條件下發達國家的2 倍-3 倍。現在，我們必須用全壽命周期的節能理念對建筑進行優化設計，即以較低的壽命周期能耗實現必要的功能，獲得豐厚的壽命周期經濟效益。在方案設計當中，建筑師需要對建筑的方位、體形、朝向進行優化，必須要為充分利用自然風、陽光等自然資源創造條件。

3 建筑規劃設計中實現建筑節能

建筑節能，首先從源頭開始，即從規劃設計開始，一個好的建筑規劃設計并通過有效的建筑技術措施可以降低2/3～3/4 的建筑能耗，因此，在建筑規劃和設計時，可根據大范圍的氣候條件影響，針對建筑自身所處的具體環境氣候特征，重視利用自然環境（地形、水系、綠化等）創造良好的建筑室內、室外微氣候，以盡量減少對建筑設備的依賴。

3.1 建筑規劃的節能設計

3.1.1 建筑選址、建筑布局、季風風向節能設計

在寒冷地區，建筑物布置在向陽和避風的地方有利于建筑充分利用太陽能，避風可盡量減少建筑物的熱損失。在南方炎熱地區，設計要考慮建筑群、街道與當地夏季主導風向基本一致，以加強城市不同區域的熱交換，促進熱量流動釋放。

3.1.2 建筑體型、朝向、間距節能設計

在建筑設計中，要適當控制建筑體型系數，合理的建筑體形能夠減少建筑物與外界的熱量交換。通常采用減少建筑面寬、加大進深或增加組合體、增加建筑物的層數以及選用長條型建筑外形等措施來控制體型系數。建筑物的朝向對于建筑節能有很大的影響。北方寒冷地區建筑物選擇南北朝向有利于冬季日照采熱，降低耗能。而南方炎熱地區建筑朝向要處理好其與遮陽和季風風向的關系以達到散熱降溫的目的。

3.1.3 室外空間環境、綠化節能設計

建筑環境規劃中應考慮到的水面和綠地合理分布。水面及綠地的配置，在調節環境的方面可以起到調節氣溫和增加空氣濕度、遮陽防輻射、改善室內熱環境，降低室內采暖空調能耗的作用。根據不同地區的地形及小氣候情況，在規劃中合理布置不同高度和種類的樹木植被，可以起到在夏季創造建筑群內陰影遮蔽環境并疏導通風氣流，而在冬季防寒風的效果。建筑墻壁、陽臺、窗臺以及屋頂的綠化，能有效緩解曝曬及驟雨造成建筑物表面的溫差變化，使絕大部分輻射熱被阻隔進入圍護結構向室內傳遞，從而改善了生態和室內環境。

3.2 建筑圍護結構的節能設計

建筑圍護結構組成部件即外墻、屋面、門窗、地基、外挑或架空樓板等的設計對建筑能耗、環境性能、室內空氣質量、室內舒適環境有著根本的影響。通過技術手段改善提高建筑圍護結構的熱工性能，在夏季減少室外熱量傳入室內，冬季減少室內熱量流失，使建筑熱環境得以改善，從而減少建筑冷熱能耗，達到建筑節能的目的。

3.2.1 外墻節能設計

建筑外墻是建筑圍護結構暴露在大氣中面積較大的部位，是圍護結構節能重點之一，外墻分為輕質外墻（非承重），承重外墻（磚混結構或鋼筋混凝土結構外墻）和復合墻體（自保溫墻體）。不同的外墻形式采用不同的外墻外保溫構造系統，以滿足建筑節能要求。與此同時，外墻還應滿足建筑隔聲要求。目前用于外墻隔熱材料主要有：聚苯乙烯泡沫板，擠塑保溫板，膠粉聚苯顆粒漿料等。

3.2.2 屋頂節能設計

屋面節能可通過加設隔熱保溫層、設架通風層、采用種植隔熱屋頂等方式，改善生態環境；另外還可采用坡屋頂，利用閣樓通風散熱。隔熱保溫層可以阻擋屋面吸收的太陽輻射熱向室內傳導。架空型屋頂遮陽板攔截太陽輻射熱，并把所吸收熱量通過通風空氣間層轉移到空氣隨風帶走。種植、蓄水屋面通過在屋頂上種一些植物遮擋太陽輻射熱，并實現太陽輻射熱的資源性轉化，屋面溫度變化比較小。

3.2.3 外門窗系統節能設計

外門窗是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位，其保溫性能和氣密性能對采暖能耗有重大影響，是墻體失熱損失的5～6 倍，因此應該是節能的關鍵部位，是改善室內熱環境質量和提高建筑節能的重要環節。為了減少外門窗能耗，根據當地具體情況，可以通過提高門窗的氣密性、采用適當的窗墻面積比、增加窗玻璃層數、采用百葉窗等措施來提高門窗的保溫隔熱性能。

4 結束語

建筑節能是一項復雜的、全方位的、綜合性的系統工程，也是一項長期而艱巨的任務。為了從根源上降低能耗，設計師應在規劃設計中多研究、多嘗試、多積累、多總結，在有限的條件下將建筑功能與藝術和技術更好地結合，使建筑設計的各個方面都能體現節能的原則，努力創造低成本、高效率的節能建筑。

參考文獻：

[1]范亞明等.建筑節能途徑和實施措施綜述[J].重慶建筑大學學報，2004，26（5）：82～85.

[2]沈致和.住宅節能原理與設計[M].合肥：安徽科學技術出版社.2006：65-70.