談建筑節能設計原則與措施

姜波

【摘 要】本文從了解建筑節能的意義入手，闡述了建筑節能設計的原則，探討了建筑節能設計的具體措施。

【關鍵詞】建筑節能；設計；原則；措施

前言

長久以來，能源一直是人類生存和發展的重要物質基礎。而不可再生能源并非取之不盡，用之不竭的，所以無論任何領域節能是勢在必行的。建筑能耗做為能源消耗大戶，所消耗的能源約占社會總能耗的三分之一。建筑節能是降低建筑能耗、緩解能源緊缺、減輕環境污染、促進經濟持續發展的一項最直接最廉價的措施。

1.建筑節能的重要意義

縱觀全球發達國家的節能政策，多以減少排放物為明確的目標。其原因很明顯，所排放的顆粒物硫和氮的氧化物會危害人體健康，并造成環境酸化，從而造成的二氧化碳積累，加劇地球溫室效應。在過去的一百年內，地球表面溫度升高了0.5℃。由于溫室氣體濃度的增高，預計今后每十年可能要增溫0.3℃。全球變暖的后果是非常嚴重的，首先帶來的是南北極冰層將會融縮，冰川消融使海平面升高。帶來全球氣候惡化，水旱災害將更加頻繁和猛烈，森林和草原的火災頻發，低緯度島國被淹沒，大量物種滅絕。使人類面臨生存危機，因此加強建筑節能勢在必行。

國家經濟發展需要建筑節能，從目前看，制約我國經濟發展的是能源短缺。而我國能源資源中煤炭和水力資源比較豐富，但是煤炭資源的可開采儲量和可開發的水電量按人均水平均低于世界人均水平的一半，至于石油和天然氣就更少。據有關部門評價，全國石油可采資源總量為200億噸左右，在世界石油剩余可采儲量中中國占2.1%。1993年中國開始成為石油凈進口國，石油進口量逐年增加，2005年進口原油超過1億噸。2005年中國原油產量同比增長2.9%，而消費量同比增長16.8%，產量增長遠落后于消費增長。從這些數據可以了解到，如果不采取行之有效的節能方法，無休止的索取自然資源，勢必給子孫后代帶來災難。為了讓我國經濟可持續發展，節能措施必須落到實處，建筑節能更是重中之重。

2.建筑節能設計的原則

因地制宜原則，根據建筑所在地區的氣候特征，選擇適合這一地區的節能措施。我國領土面積廣闊，各地區氣候差異較大。氣候特征各不相同，比如嚴寒地區節能重點在于保溫，而夏熱冬暖地區則要把節能重點放在隔熱。因此談建筑節能就必須適應當地氣候特征，不能照抄照搬。

超前原則，我國現行建筑節能設計標準對建筑外圍護結構熱工性能的規定性指標水平較低，僅僅是實現現階段需要，距離舒適性建筑的要求甚遠，與發達國家的差距很大。隨著我國經濟的發展，建筑節能設計標準將分階段予以修改，建筑外圍護結構的熱工性能會逐步提高。由于建筑的使用年限長，若后續按新標準再對既有建筑實施節能改造是有難度的，因此應貫徹超前原則。

經濟適用原則，節能不等同于降低或提高成本，不應降低建筑物美觀以及舒適性。節能建筑是指按照國家以及省市建筑節能標準，通過對建筑規劃分區、群體和單體、建筑朝向、間距、太陽輻射、風向以及外部空間環境進行細致研究后，對建筑空間及詳細構造進行設計，在盡量降低能耗和提高室內舒適度的前提下進行設計和建造。

3.建筑節能設計的措施

3.1從整體出發優化外部環境。通過合理的選址，外部環境設計，恰當的體形設計，使建筑獲得一個良好的外部微氣候環境。以達到節能的目的。建筑選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀態來確定的。既要使建筑在整個生命周期內保持適宜的微氣候環境，為建筑節能創造條件，同時又不能破壞生態環境的平衡。要對建筑的總體規劃布置、建筑單體的形式、太陽輻射、自然通風等氣候參數對建筑能耗的影響進行分析，使得建筑物在冬季最大限度地利用太陽輻射的能量，降低采暖負荷；夏季最大限度地減少太陽輻射的熱并利用自然通風降溫冷卻， 降低空調制冷負荷。因此，在盡可能的情況下，建筑物應優先采用南北向或接近南北向。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，得到良好的通風效果，以達到節能的目的。

3.2 建筑空間合理化節能構造詳細化。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割，以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件，達到節能的目的。建筑各部位節能構造設計，主要是在滿足其做為建筑的基本組成部分功能的同時，通過對各部位的造型、結構、選材等方面加以進一步設計，以達到節能效果。

外墻的節能設計。冬季通過外墻散發的熱量，約為建筑物總散熱量的20%， 夏季通過外墻壁吸收的熱量約為建筑物總吸熱量的30%。因此，外墻采取保溫隔熱措施非常重要。外墻應采用傳熱系數小的砌塊墻體，使建筑物外墻熱工性能滿足規定的節能標準。外墻保溫形式有外保溫、內保溫、夾心保溫和內、外混合保溫。各種形式特點和適用范圍有所不同，因此需要根據當地氣候特征選用合適的外墻保溫形式。

屋面保溫隔熱設計。屋頂應采用高效保溫隔熱屋面，一般而言，屋面的傳熱系數小于外墻的傳熱系數，可根據屋面的形式，選用不同的保溫材料，其傳熱系數、熱惰性指標應滿足當地規定標準。與此同時，有條件的可采取屋頂綠化屋面、蓄水屋面、淺色坡屋面等措施來降低夏季太陽輻射熱，以達到節能效果。

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、增加玻璃層數等措施來提高門窗的保溫隔熱性能。

遮陽設施節能設計。遮陽設施設計，應根據不同地區的具體情況而定。建筑遮陽是傳統的節能技術，通過降低太陽輻射過熱和眩光改善室內環境氣候， 提高室內熱舒適性和視覺舒適性，最終達到節能目的。

3.3提高用戶用能效率利用新能源

高能效的采暖、 空調系統與削減室內冷熱負荷的措施并行， 才能真正地減少采暖、 空調能耗。 首先， 根據建筑的特點和功能， 設計高能效的暖通空調設備系統， 例如： 熱泵系統、 蓄能系統和區域供熱、 供冷系統等。 然后， 在使用中采用能源管理和監控系統監督和調控室內的舒適度、 室內空氣品質和能耗情況。在節約能源、 保護環境方面， 新能源的利用起著至關重要的作用。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、 生物質能等。 大力推廣應用新能源也是節約不可再生能源的一個重要方法。

建筑節能涉及到設計、技術、材料、施工等多方面的問題。是一項全方位綜合性的系統工程，建筑節能是建筑可持續發展的重要研究課題。而能源是我國的戰略物質和經濟發展的動力，又是后代人賴以生存的必要條件，所以節能建筑的設計者又實際上承擔了一份牽涉到國家發展戰略和后代人生存的社會責任。

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