建筑設計中的節能分析

■丁 毅 ■中國瑞林工程技術有限公司，江西 南昌 330000

1 建筑節能的緊迫感和重要性

我國建筑節能與發達國家相比起步較晚，能源浪費和能源消耗十分嚴重。當前，我國建筑能耗約占全社會總能耗的27%左右，且這個比例還在逐年增長。因此，研究開發新的建筑節能技術，推廣使用新型建筑節能材料，大力推行相關的建筑節能措施和規范，全力降低建筑總能耗，應是當前社會節能領域的重點發展方向。近年來，隨著我國居民生活水平的提高及經濟收入的增長，人們對于居住條件的要求越來越高：采暖區在全國已大大向南擴展;居民家用電器的數量與品種明顯增加;采暖、通風、熱水供應和空調的普遍應用;農村家庭居住條件的改善以及農村能源結構的劇變，都在大幅度地提升居住建筑所需的能耗。這些能源資源需求的擴大，需要建筑設計和建筑施工中采取相應的節能措施，合理的控制建筑總能耗。

此外，綠色建筑、節能建筑的理念體現在建筑工程的實際應用中，也是經濟和社會進步的具體體現。綠色建筑、節能建筑有利于社會和經濟的可持續發展，是我們未來的發展方向。資源問題、環境問題將在相當長的時期內制約著我國經濟和社會的發展，建筑節能的理念可以轉變傳統的粗放的經濟發展模式，提高資源的使用效率，改善環境質量，加快構建環境友好型和資源節約型社會的步伐。

2 建筑節能需堅持的原則

2．1 以人為本、著眼長遠的原則

在建筑設計的過程中，要樹立以人為本的理念，充分考慮人的身心健康，避免對人們的生活工作造成困擾。同時要立足長遠，為居民未來居住環境做出長遠安排。

2．2 建筑節能與提升使用功能相結合的原則

建筑節能應滿足基本的居住條件，提升建筑功能和環境品質。提倡有節制地使用能源，同時盡量降低對不可再生資源的消耗，減少對外界環境的污染。并盡可能使用回收建筑材料，減少材料浪費。

2．3 節能與環保相結合的原則

在建筑工程的施工過程中，施工往往會對周圍的環境造成一定的影響，處理不好將可能污染周邊的生態環境，產生廢渣、廢水，污染空氣，并將影響人們的生產生活。所以，在建筑施工過程中，首先就是要有環保和節能的意識，避免施工作業對水源、土壤以及空氣造成污染。

2．4 因地制宜節約資源的原則

建筑施工需消耗大量的建筑材料及大量的人力、財力，因此無論建筑節能設計還是在具體的施工過程中，都要做到因地制宜，對現有資源進行合理的開發利用，提高資源利用率，節約建筑成本。

3 建筑節能的影響因素

3．1 環境因素

在建筑規劃和設計時，要利用建筑周邊所處的具體環境，如氣流、地形、湖泊、綠地等來創造良好的室內微環境，以減少對建筑設備的依賴。具體措施可歸納為以下二個方面：合理選擇建筑地址和合理的外部環境設計。主要方法為：在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻;合理設計建筑形體。包括建筑體量和建筑朝向的確定，以改善既有的微氣候;合理的建筑形體設計是充分利用建筑室外環境來改善建筑室內微環境的關鍵部分，主要通過建筑各部件的結構構造設計和建筑內部空間的合理分隔得以實現。

3．2 節能工藝因素

節能材料有隔熱和蓄能兩種。隔熱主要是通過降低物體表面的熱轉移和固體導熱系數，隔熱材料則是指表面熱轉移以及固體導熱系數比較低的材料。采用隔熱材料可以降低室內外的熱量傳遞，從而達到保溫隔熱的效果，使室內的溫度控制在合理的范圍內，以減少各種空氣調節設備的使用，從而降低能源的消耗。蓄能材料指的是延緩日照對室內溫度的影響，降低室內溫度隨著室外較大溫差而出現的波動。

3．3 自然因素

自然因素主要包括日照、降水以及空氣流通三個方面。日照會對住戶的居住舒適度造成較大影響，過度日照與缺少陽光都會造成房屋溫度過高或過低。我國處于季風氣候地域，由南向北的大陸性氣候特點給季風氣候帶來的影響就更明顯，光照不足或者是陽光過于強烈，都會引起人體的不適，雖然可以通過使用空調或者風扇等氣溫調節方式，但是過度使用這些設備將消耗大量的電能。

降水方面主要體現在對水源的利用上，水資源是人們生產生活不可缺少的資源，如何提高水資源的利用率，使其更好的服務于人們的生產生活，也是建筑節能必須重視的問題。

空氣流通主要是通過溫度的變化來影響能源的消耗，不同的建筑設計方式會造成空氣流動的不同性能，高度相似的建筑物如果建于街道兩邊就會形成漏風現象，提高風速，進而加快了建筑物的熱消耗。

4 建筑節能的具體分析。

4．1 利用新能源進行建筑節能設計

新能源通常指非常規的可再生能源，包括有太陽能、地熱能、風能等。近年來，隨著太陽能光伏發電的發展，太陽能發電技術已越來越成熟，目前，己有不少光伏電站和“太陽屋頂”示范工程。加上太陽熱水器技術發展較早，已具備相應的技術標準和規范，使得太陽能利用在建筑節能領域得到較廣泛應用，其設計技術也相對較為成熟。在利用地熱能時，一方面可利用高溫地熱能發電或直接用于采暖供熱和熱水供應;另一方面可借助地源熱泵和地道風系統利用地熱能。風能發電適用于多風海岸線山區和易引起強風的高層建筑。

4．2 充分利用自然通風和自然采光

建筑南北向布置，冬暖夏涼，有利于節約能源;房間盡量采用兩對側開窗，形成良好的穿堂風，有利于夏季降溫，降低空調能耗;合適的窗墻比、良好的建筑朝向，有利于自然采光和自然通風;建筑設計中采用簡單規整的板式建筑體形，盡量縮小建筑體形系數等，均是建筑節能的有效方法。

4．3 房頂的保溫隔熱設計

在房頂的設計中，要增強房頂的保溫隔熱構造，根據實際情況安置保溫隔熱層。還可以在建筑頂部種植適當的植物，也能起到良好的節能作用。另外，在建設施工時，要在混凝土強外側表面上預埋鐵件時要做好防銹工作;在檐口的構造過程中，要保證屋頂保溫層能夠搭過墻身，并與外墻的保溫層橡膠結合，避免房屋頂棚出現結露的問題。

4．4 地源熱泵的設計

低能耗的地源熱泵供冷供暖系統是一種使用清潔能源的新技術，可以實現全天24小時不間斷的供冷或者供暖，從而滿足室內舒適度的要求。同時，系統采用的是地源熱泵技術供應24小時生活熱水。空調系統的地源熱泵尋呼機可以采用熱回收技術，將夏天制冷排出的熱氣進行回收，用來加熱生活用水，這樣就可以不用增加額外費用。機組內需要采用內置獨立的熱回收回路來進行獨立加熱熱水，冬季的地源熱泵主機可以提取地下的能量。根據研究數據，地源熱泵主機消耗1kw的能量，住戶可以獲得3kw的能量，這種節能方式還是比較經濟合算的。

4．5 門窗的節能設計

建筑自然通風指的是建筑開口位置因存在壓力差使得空氣出現流動的現象，按照壓力差產生原因的不同，可以把它們分為熱壓、風壓、風壓熱壓相結合以及機械輔助四種通風方式。因為不同地域的溫度、封堵和太陽輻射條件有所差異，所以在自然通風上有不同的要求。我國北方的建筑要求有較好的保溫性和氣密性。自然通風主要是實現室內空氣最低程度的換氣，所以很多情況采用的是熱壓通風方式進行換氣。我國南方因為處于高溫熱濕地域，因而蒸發制冷是實現自然通風的最好方法，所以大部分建筑采用的是開放擴大風量的通風設計方法，同時還會采用多片板玻璃，進行分離和密封處理，使得玻璃之間形成一個干燥的氣體空間，從而可以預防水氣在外層玻璃上形成霧氣，達到提高門窗透明度和保溫隔熱的效果。

5 結束語

建筑節能是一項復雜的綜合系統工程，在具體的實施過程中涉及到設計、施工以及調試等諸多環節，因此，在對建筑進行節能設計的同時要充分考慮當地的資源及環境條件，因地制宜，合理開發利用，使完善居住功能與建筑節能做到完美結合，努力降低成本，提高節能效率。

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