淺談建筑設計與建筑節能

許燕

【摘 ?要】我國作為能源消耗大國，能源利用率低。而作為經濟發展的支柱產業，建筑行業的發展更是需要大量的資源做基礎，所以合理科學的設計加之環保節能材料的使用是未來建筑設計中不可缺少部分，文章通過分析設計及節能材料的主要技術標準，探討一套行業的可持續發展之路。

【關鍵詞】太陽能;地熱;循環系統;建筑布局規劃

1 城市建筑節能設計的整體規劃

城市的規劃設計是建筑工程本身的前提要素，一些建筑的設計必須要符合城市發展的規劃。科學的布局設計與建筑各環節相結合，充分發揮環境因素對建筑節能的有力影響，而有效的節能設計將可提高城市能源的利用效率，降低因行業的發展對環境的影響。例如：建筑朝向要盡量考慮對太陽能的使用，還有建筑盡量避開風口區，可以減少熱能源的損耗。同時，建筑選址盡量選擇避開建筑密度較大，人員密度大的區域，使熱量可以平均在城市上空，達到熱量有效的傳遞。

2 建筑外墻節能的重要性

作為主要的建筑節能設計項目，外墻節能設計占據整體項目節能設計的主要地位。外墻節能設計的技術成熟度，是完成節能效果的根本因素。目前我國的外墻節能設計多種多樣，材料品種繁多。新技術與新材料的使用較廣泛，像是擠塑板與FTC保溫砂漿等主流保溫材料更是使用頻繁，而設計中，我們應該結合項目所在地區，充分考慮當地的節氣的氣象條件、溫度條件，把設計首先立于保溫材料的各項系數指標是否達到使用條件，同時又能夠滿足最大節能要求。從保溫本身考慮，首先，要了解外墻結構形式，細化外墻整體哪些部位是需要加厚處理，或是面臨較大的熱能損耗。其次還要對保溫的厚度進行考量，例如向北方大部分的建筑山墻保溫厚度要厚一些，而南北外墻相對較薄一些。設計考慮材料的傳熱系數，特別是懸挑構件，特別容易發生冷橋現象的部位，應該在進行保溫施工時候加以注意。而施工技術分為，保溫與結構整體現澆結合，即保溫板提前固定在墻體鋼筋上，后澆筑混凝土，使保溫板與結構高效結合，提高保溫整體強度，這種方法使保溫不易脫落，效果較好，但是施工控制較難，容易造成板材損耗較大，保溫板材不均勻規矩等問題。外掛式保溫施工，是在結構施工完成后，進行施工的一種方式，通過高強粘接砂漿與膨脹螺釘進行固定，外側包裹網格布，用抗裂砂漿收面進行處理，此種方法技能滿足結構的整體性，又能滿足保溫的均勻性及厚度，施工的效果較好。

3 外窗門節能設計要求

作為直接的對外的構件及較大的與外環境的接觸面積，，門窗同時還是最大的熱量損失構件，可見如果它設計不到位，將產生直接的建筑熱量損耗，所以門窗節能設計其意義也不可忽視。目前建筑行業中門窗材質與使用功能各式各樣，多元化的設計可以滿足復雜的設計要求。例如彩色玻璃，可以降低太陽對室內的直接照射強度，降低室內過熱情況的發生，雙夾層玻璃可以有效降低外部環境對室內的影響，熱量損失較低。而進行可見光投射比及傳熱系數及導熱系數都是門窗分項必檢項目，這些項目是否達標也直接影響著節能效果。而研究表明窗設計大小與空調使用關系極為密切，如果窗設計較大，將加重空調的使用頻率。所以在進行外窗門設計時，要充分考慮各個環節，并應該進行數據對比，分析可能存在的風險，及時進行修改。

4 屋面節能設計重點

作為太陽直射同時也是接觸直射時間較長的構件，屋面節能設計要求也十分嚴格。幾種常見的節能屋面設計方式：

4.1 倒置式屋面。將保溫層施工在防水層的上面，這樣可以有效降低防水層吸熱的效果，但是要注意憎水性保溫材料的要求，由于像是水泥膨脹珍珠巖、礦棉巖等都屬于吸水性較強材料，由于吸水后，加強了其導熱系數提高，不利于屋面保溫效果，所以此類屋面對材料要求較高。而如果將防水作用于保溫層之上，是結構施工較為復雜，增加成本，其次，防水直接暴露與外部，加強了屋面防水的老化速度，減少防水的使用壽命。而另外的難點在于控制保溫層含水率達到自然狀態下的含水率較為困難，不易控制。

4.2 加強屋面綠化率設計。加強城市建筑屋面的綠化設計，不僅有助于提高城市的綠化面積，同時還美化城市環境、有效改善氣候條件、大幅度降低溫室氣體的排放。屋面的綠化帶通過吸收太陽能，來降低對屋面溫度的影響，夏季屋面隔熱有著顯著地效果，降低空調的使用率。而草本植物本身還能夠保護屋面的防水層。尤其在北方氣候較干燥的地帶，這種的設計效果會更加明顯，尤其還有助于北方空氣質量的提高，而種植屋面會形成一層憎水膜，可以起到止水的作用，所以從這點說明對防水有利。而缺點是由于屋面的土層往往會有一定的酸性，這會腐蝕屋面防水層，降低防水效果，所以要求在防水層上做一層砂漿層進行防護。

4.3 蓄水屋面設計要求。就是在防水層上做一層蓄水層，原理是利用水分蒸發時，帶走水中的熱量，最大限度的降低太陽能的輻射，從而有效降低屋面傳熱量和屋面的表面溫度，所以還是一種較好的隔熱方式，目前在南方的利用較多。但是在蓄水屋面由于荷載的增加，如果防水處理不當，有可能造成屋面漏水現象的發生，所以要求施工時把控每個關節環節。蓄水深度要考慮當地的氣象條件，及雨季情況，蓄水深度不易過厚，過厚會造成荷載過大，加重樓板的承載負擔，過薄達不到節能的效果。

5 可再生能源及新節能材料設備的利用

5.1 太陽能最為綠色環保能源，有節能使用方便已取得等優勢，而我國目前是全世界太陽能設備的制造大國。冬天可以利用太陽能加熱室內溫度，同時，還可以將太陽能轉化為電能，提供給室內家電的使用。

5.2 地熱能源的使用，具有高效的能源效率，地球每天吸收的大量的太陽能源，所以底層深度存在地熱能源，利用充分，在不破壞建筑及周圍環境的下，一套完善的地熱循環系統的使用壽命將會很長，而且目前全世界地熱儲備量較為豐富，加強地熱能源開采有利于降低其他有限能源的消耗。而且地熱不損壞環境。

5.3 提高材料本身的科技含量也是有效降低能耗損失因素之一，例如高能高強薄膜的使用，它不僅可以吸收太陽能，同時還可以配合設備進行能源轉換，像是水立方所用的外體材料，就是新材料與科技的融合產物，代表了前沿的建筑設計。水循環系統的設計，利用此系統，可以最大限度的使污水再利用，通過污水處理系統，使水到達再次使用的目的。繼而達到節省水資源的目的。

我國是資源消耗大國，為了滿足人們日益整張的消費需求，提高能源的利用效率，及使用新能源勢在必行。同時由于粗放的發展模式，造成了我國嚴重的環境污染，尤其建筑行業更成為嚴重的污染行業，所以加大建筑行業節能設計及節能利用也是未來的發展方向

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