淺談工程實踐的建筑節能設計

魏 薇

(合肥工業大學 建筑設計研究院，安徽 合肥 230009)

淺談工程實踐的建筑節能設計

魏 薇

(合肥工業大學 建筑設計研究院，安徽 合肥 230009)

建筑節能的目的是減少建筑能耗，包括建造能耗與使用能耗。建筑節能越來越重要，而建筑節能設計已成為建筑設計的重要組成部分。結合工作經驗，從實際工作出發，就建筑節能設計問題進行了初步總結。

建筑；節能；能耗；設計

現代社會高速發展，環境污染、能源危機問題日益突出，節約能源成為全社會共同關注、共同努力的問題。城市建設的快速發展使得建筑能耗在整個社會能源消耗中的比重越來越大。我國建筑能耗占社會總能耗的25%～30%左右[1]，降低建筑能耗能夠起到降低和減少碳排放的目的[1]。節約資源、保護環境、提高人民生活水平、實現我國可持續發展戰略，建筑節能是必不可少的舉措。

建筑節能的目的是減少建筑能耗，包括建造能耗與使用能耗。建筑能耗中78%～85%為建筑使用過程中的能耗[1]。因此，通常意義上講的建筑能耗主要指建筑使用能耗，把建筑節能的范圍定義為減少建筑使用過程中的能耗。建筑節能設計簡單的來說就是在建筑設計中，執行節能標準，采用節能型的技術、設備、材料和產品，在保證室內環境質量的前提下，減少建筑使用能耗。

建筑節能設計已經實施了多年，安徽省對節能的要求也在不斷強化和提高，節能設計早已成為建筑設計的重要組成部分。目前，在建筑設計實踐中，有關節能的計算和設計仍然還有一些需要完善和改進的地方。

1 確定建筑節能的類型和范圍

在節能設計中，建筑根據實際使用功能確定節能設計類型：公共建筑、居住建筑。安徽省節能設計標準[2-3]對確定建筑節能類型有明確規定。一些功能較復雜的建筑為兩種節能類型的組合，需要在設計中明確各節能類型，分類設計，分類說明。另外，公共建筑需根據建筑規模確定建筑節能設計類別：甲類公共建筑或乙類公共建筑，執行不同的節能指標。

需要特別注意的是一些特殊建筑和部位的節能設計。有些建筑有無需做節能設計的部分，如外廊、室外樓梯、設備用房和衛生間等，但出屋面的電梯機房，應做保溫、隔熱設計[2-3]。設計中應說明實際節能設計的范圍，標明實際節能外圍護結構的位置，并使節能外圍護結構閉合。

2 節能設計的執行標準

根據不同的建筑類型和氣候分類，節能建筑執行不同的國家[4-5]和地方標準[2-3]。安徽省屬于夏熱冬冷地區，節能目標為節能50%。合肥市的工程還應符合合肥市節能設計標準實施細則的要求，部分建筑需實行節能65%節能目標。

在實際工程中節能設計的各項規定性指標很難全部符合國家、地方的節能標準，必須進行建筑圍護結構熱工性能的綜合判斷。選擇適用的節能計算軟件，使用有效的軟件版本是進行節能電算的前提。使用正確的計算軟件即執行了正確的節能標準，保證了計算結果的有效性。在進行建筑節能綜合判斷時，區分建筑結構類型(重質或輕質)，使主要維護結構的傳熱系數、外門窗的綜合遮陽系數的限制應符合安徽省地方標準[2-3](合肥市實施細則)的要求。

3 節能設計

節能設計中應選擇較成熟的建筑材料，且充分了解維護結構和保溫材料的性能和特點是必要的。節能計算時，材料的相關物理性能如導熱系數、蓄熱系數、干密度、修正系數，以及不同型材門窗的導熱系數、遮陽系數、太陽得熱系數等計算參數應以國標、省標中所列數據為設計依據。節能計算軟件材料庫中的計算參數以及材料供應商所提供的數據僅可參考，不宜直接采用。材料的名稱表達應具體、明確、規范并與設計圖紙表達一致。

建筑節能保溫材料的選擇不僅要滿足熱工性能的要求，而且要滿足消防和使用安全的要求。

建筑設計防火規范[6]中對建筑不同部位保溫材料的燃燒性能等級、防護層厚度以及其他一些防火構造措施做了相應的規定。如：設置人員密集場所的建筑，其外墻外保溫材料的燃燒性能應為A級。外墻外保溫采用B1、B2級保溫材料時，防護層厚度首層不應小于15 mm，其他層不應小于5 mm等等。

安徽省地方標準對保溫材料的抗壓強度、厚度、外飾面等做了相關規定。如：無機保溫砂漿用于內墻面、屋面或樓地面上保溫時應采用干密度、抗壓強度相對較大的Ⅱ型無機保溫砂漿。無機保溫砂漿外墻外保溫系統采用涂料或裝飾砂漿飾面時，外保溫層設汁厚度不應超過40 mm；采用面磚飾面時外保溫層厚度不應超過30 mm；采用面磚飾面時，飾面磚的應用高度不應大于40 m[7]。巖棉板外墻外保溫系統不得采用飾面磚、石材作為飾面材料。巖棉板不得用于屋面和樓面保溫層等等[8]。

節能計算時，應注重建筑節能計算模型的正確性和節能構造做法的合理性。如正確設置底面接觸空氣架空板位置；熱橋梁柱的計算寬度應與外圍護墻體等寬；熱橋樓板的高度取值應與實際樓板厚度一致；外圍護墻體內保溫時，有內隔墻的熱橋柱和熱橋樓板無法做內保溫計算時應取消內保溫構造；坡屋面中順水條、掛瓦條、塊瓦為非閉合的構造層，在節能計算中不應計入外保溫構造等。設計施工圖是節能施工的依據，在工程實踐中，施工圖中有關節能的內容表達完善能夠保證建筑節能系統的質量和施工的便利。

建筑節能設計專篇中應根據圖紙深度要求對建筑類別、氣候類型、節能目標、執行標準進行說明。明確墻體材料、保溫材料的選用類型、厚度、相關物理性能和燃燒性能等級；明確門窗型材、玻璃類型和設計K值等。

在工程做法中明確維護結構的節能構造做法，在詳圖中正確表達各節點的節能構造等。施工圖中所有的節能措施應與節能計算時的做法一致，或不低于節能計算的標準。特別需要注意的是當屋面采用倒置式屋面做法時，屋面保溫層的設計厚度應按計算厚度增加25%取值，且最小厚度不得小于25 mm。

4 節能設計的優化

在項目設計中，因地制宜地將建筑節能的設計理念貫穿在設計的全過程，采取主動優化的設計原則。日常的工作中，設計多數都采用先建筑后節能的模式，在建筑設計的最后階段才對已定型的建筑被動地進行節能計算和設計。結果，某些建筑因為忽略了建筑朝向、體型系數、窗墻比等一些對節能影響較大的因素，只能通過簡單地增加保溫層厚度，采用低K值的LOW-E窗等方法來降低外圍護結構的傳導系數，減少建筑運行能耗，以期達到規定的節能目標。建筑設計不合理不僅增加了節能的施工難度、建筑造價、安全隱患，而且不能取得良好的節能效果。

建筑節能是一項全方位的綜合性的系統工程，在設計中采取各種策略或措施降低建筑能耗。一些有特殊要求或受條件限制需要節能外墻K值較低的建筑，為了避免保溫層過厚的弊端，采用自保溫墻體是較好的選擇。外門窗能量損耗占建筑總能耗的比例較大，門窗散熱25%～28%，門窗滲透23%～25%[9],是建筑節能的最薄弱部位。LOW-E中空玻璃窗因其K值較低在節能設計中普遍使用。但在夏熱冬冷地區，既有夏季隔熱的要求，也有冬季采暖的要求。低K值、低遮陽系數的玻璃有利于夏季遮陽卻不利于冬季采暖，對一些建筑朝向不佳、窗墻比過大的建筑，往往并不能取得良好的節能效果。可以巧妙設置建筑外遮陽，做到冬季最大限度使建筑得熱，夏季最大限度降低輻射熱[10]，有效地解決這一矛盾。

5 結束語

建筑節能是實施能源、環境、社會可持續發展戰略的重要組成部分，也是建筑本身走可持續發展之路的基本要求。隨著建筑節能實施不斷深入，建筑設計的方法和理念需要深化和變革以適應建筑業節能發展的趨勢，建筑設計的內涵也會逐漸延伸，與各相關專業的聯系將更緊密。因此，在設計中要多研究、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出既符合建筑學原理，又符合節能原則的優秀建筑。

[1] 李寶鑫,蘆 巖.寒冷地區窗墻面積比對建筑能耗影響分析[J].建筑論壇,2014(3):82～85.

[2] DB 34/1467-2011, 安徽省公共建筑節能設計標準[S].

[3] DB 34/1466-2011, 安徽省居住建筑節能設計標準[S].

[4] GB 50189-2015, 公共建筑節能設計標準[S].

[5] JGJ 134-2010, 夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準[S].

[6] GB 50016-2014, 建筑設計防火規范[S].

[7] DB 34/1503-2011, 無機保溫砂漿墻體保溫系統應用技術規程[S].

[8] DB 34/1859-2013, 巖棉板外墻外保溫系統應用技術規程[S].

[9] 劉 程.建筑圍護結構與建筑節能[J].工程設計與建設,2004(4):4～6.

[10] 張津弈,董露露,張 建,等.對《綠色建筑評價標準》的思考與建議[J].建筑論壇,2014(3):70～73.

2016-08-29；修改日期：2016-09-06

魏 薇(1973-)，女，安徽蕪湖人，碩士，合肥工業大學建筑設計研究院高級工程師．

TU111.195

A

1673-5781(2016)05-0671-03