對通過合理的建筑設計來實現建筑節能的探討

摘要：建筑節能是一項系統的工程，不僅需要從法制層面上進行規范，還要從設計、施工、使用等各個方面采用科學合理的技術實現節能。本文介紹了建筑在設計時采用節能設計方法，以降低建筑能耗，實現可持續發展。

關鍵詞：建筑設計；節能技術；環境空間

隨著我國經濟高速發展，建筑能耗逐年大幅上升，已達全社會能源消耗量的三分之一。我國現有建筑面積為400億m2，絕大部分為高能耗建筑，且每年新建建筑近20億m2，其中大部分仍是高能耗建筑。如果繼續執行節能水平較低的設計標準，將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建筑能耗，已經成為國民經濟的巨大上負擔，因此建筑行業全面節能勢在必行。

全面的建筑節能有利于從根本上促進能源資源節約和合理利用，有利于加快發展循環經濟，實現經濟社會的可持續發展；有利于長遠的保障國家能源安全、保護環境、提高人民群眾生活質量、貫徹落實科學發展觀。

全面的建筑節能，就是建筑全壽命過程中每一個環節節能的總和。是指建筑在選址、規劃、設計、建造和使用過程中，通過采用節能型的建筑材料、產品和設備，執行建筑節能標準，加強建筑物節能設備的運行管理，合理設計建筑圍護結構的熱工性能，提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和管道系統的運行效率，以及利用可再生能源，在保證建筑物使用功能和室內熱環境質量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源。

全面的建筑節能是一項系統工程，必須由政府主導，由國家立法，對建筑節能做出全面的、明確的政策規定；必須由相關部門按照國家的節能政策，制定全面的建筑節能標準；必須由設計、施工、各級監督管理部門、開發商、運行管理部門、用戶等各個環節，按照國家的節能政策和節能標準的規定，全面地、嚴格地采取節能措施，使每一位公民真正樹立起全面的建筑節能觀，將建筑節能真正落到實處。

首先需在建筑設計中真正貫徹落實全面的建筑'節能。

1、整體及外部環境的節能設計

建筑整體及外部環境設計是在分析建筑周圍氣候環境條件的基礎上，通過選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計，使建筑獲得一個良好的外部微氣候環境，達到節能的目的。

1.1、合理選址

建筑選址要根據當地的氣候、地質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中，既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境，為建筑節能創造條件，同時又要不破壞整體生態環境的平衡。

1.2、合理的外部環境設計

在建筑選址確定之后，應研究其微氣候特征。根據建筑功能的需求，應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境，創造建筑節能的有利環境。主要方法有：①在建筑周圍布置樹木、植被，既能有效地遮擋風沙、凈化空氣，還能遮陽、降噪；②創造人工自然環境，如在建筑附近設置水體，利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等作用。

1.3、合理的規劃和體型設計

合理的建筑規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面，圓錐形屋頂能有效地適應草原的惡劣氣候，起到減少建筑的散熱面積、抵抗風沙的效果；對于沿海濕熱地區，引入自然通風對節能非常重要，在規劃布局上，可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓，即使在無風時也能形成通風，在建筑體型設計上形成風洞，使自然風在其中回旋，得到極好的通風效果，達到節能的日的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向，夏季能利用自然通風并減少太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計要考慮多方面的因素，建筑受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等各種條件的制約，要想使建筑物的朝向同時滿足夏季防熱和冬季保溫是很困難的，因此，只能權衡各個因素之間的得失，找到一個平衡點，選擇出這一地區建筑的最佳朝向和較好朝向，盡量避免東西向日曬并迎向夏季主導風向。

2單體的節能設計

單體的節能設計，主要是通過對建筑各部分的節能構造設汁、建筑內部空間的合理分隔設計，以及一些新型建筑節能材料和設備的設計與選擇等，來更好地利用既有的建筑外部氣候環境條件，以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。

2.1建筑各部位的節能構造設計

建筑各部位的節能構造設計，主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外，通過對各部位（屋頂、樓板、墻體、門窗等）的造型、結構、材料等方面加以進一步設計，充分利用建筑外部氣候環境條件和材料性能，達到節能和改善室內微氣候環境的效果。

（1）屋頂的節能設計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分，其節能比例在頂層用戶中占有較大比例。主要節能措施為：①實體材料保溫隔熱；②采用閣樓隔熱（坡屋頂）；③設置架空空氣層隔熱；④根據需要，設置蓄水屋面、種植屋面；⑤屋頂采用淺色飾面等。

（2）樓板層的節能設計。夏熱冬冷或寒冷、嚴寒地區，架空樓板或分隔采暖房間與非采暖房間的樓板熱量損失教大。主要通過在樓板上做保溫層或者在樓板下做吊頂利用其中空空間達到保溫隔熱效果。

（3）建筑外圍墻體的節能設計。外墻是建筑熱工設計中的重要維護結構，外墻能耗占總能耗的20%～25%左右。外墻保溫隔熱形式有：①外墻自保溫（采用熱工性能良好的單一外墻材料）；②在外墻內側或外側設置保溫材料；③外墻采用淺色飾面層以減少太陽輻射吸收；④通過在東西向外墻設置雙層通風隔熱墻或設置花格、綠化達到遮陽隔熱的效果。墻體的節能設計除了適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外，還應體現在能夠改善微氣候環境條件的特殊構造上，如寒冷地區的夾心墻體設計、被動式太陽房中各種蓄熱墻體（如水墻）設計、沙漠地區為了適應當地干熱氣候條件在墻體中的風口設計等。

（4）建筑門窗的節能設計。門窗是維護結構中熱工性能最薄弱的部位。據統計資料，在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此，解決好門窗節能的問題相當重要。門窗的節能設計應主要考慮：①控制建筑不同朝向的窗墻面積比，尤其是東西朝向應盡量減小窗墻比；②設置遮陽措施，在夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區以及寒冷地區中制冷負荷大的建筑的外窗（包括透明幕墻）宜設置外部遮陽，可利用陽臺、外廊作為自遮陽或在窗外設置活動或固定遮陽設施；③提高門窗保溫性能，如采用中空玻璃、斷熱金屬型材、PVC型材等；④；提高窗戶隔熱性能，如采用熱反射玻璃、Low-E玻璃等；⑤加強窗戶氣密性，采用推拉窗時，氣密性等級應提高一級；⑥選擇高性能的建筑門窗和幕墻技術，建筑門窗和建筑幕墻要改變消極保溫隔熱的單一節能觀念，把節能和合理利用太陽能、地下熱（水）能、風能結合起來積極選擇節能和用能（利用太陽能、冷能、風能、地熱能）相結合的門窗及幕墻產品；⑦根據需要合理地組織門窗的通風換氣，盡量采用自然通風；嚴寒、寒冷地區建筑的外門宜設門斗或采取其它減少冷風滲透的措施。

（5）建筑物圍護結構細部的節能設計。細部的節能設計對于建筑物的整體節能也非常重要，應從以下各部位著手：①熱橋部位應采取可靠的保溫與“斷橋”措施；②外墻出挑構件及附墻部件，如陽臺、雨罩、空調室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施；③窗口外側四周墻面，應進行保溫處理；④門、窗框與墻體之間的縫隙，應采用高效保溫材料填堵；⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙，宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封，避免不同材料界面開裂，影響門、窗的熱工性能；⑥采用全玻璃幕墻時，隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙，應填充保溫材料。

2.2合理的建筑空間設計

合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下，對建筑空間進行合理分隔（平面分隔和豎向分隔），以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件，達到節能目的。

2.3選用建筑節能材料

合理選用建筑節能材料也是全面建筑節能的一個重要方面。建筑材料的選擇應遵循健康、高效、經濟、節能的原則。①隨著科技的發展，大量的新型高效材料不斷被研制并應用到建筑設計中去，更好地起到節能效果。