綠色建筑理念下建筑節能設計方法

陳鳴

（中船第九設計研究院工程有限公司 上海 200090）

0 引言

綠色建筑理念與我國可持續發展戰略的實施高度契合，在建筑中注入節能設計對緩解我國能源緊張與環境治理具有較高的推動意義。數據表示，當前我國建筑行業每年新增綠色建筑約為3500個，帶動關聯產業的發展規模為210億元產值，但我國綠色建筑發展起步較晚，建筑節能設計方面的發展仍處于初級階段。

1 綠色建筑理念下建筑節能設計的重要性

1.1 節約建筑能源

傳統建筑工程建設對建筑資源的利用缺乏規劃性，使得與之建設相關的水資源、能源、建筑材料等無法得到合理利用，造成了大量資源的浪費，數據表示我國能源每年的生長能力僅為3.16%，在當前自然資源、能源高度緊缺的形勢下，已不再適應社會的發展需要。綠色建筑節能設計理念的應用能夠對建設資源進行合理規劃進而降低工程施工的能耗，在一定程度上可大幅緩解我國的能源壓力。

1.2 提升建筑性能

暖通工程質量的高低直接影響人們對建筑性能的滿意程度，傳統建筑暖通系統運行過程中所用能耗是建筑整體的50%～60%，人們的居住成本較高，且極易對城市周邊環境造成破壞，加劇氣候變暖的趨勢。在暖通工程設計中加入綠色節能建筑理念，能夠有效提升建筑供暖性能，降低人們居住成本的同時，也能夠優化建筑周邊環境，提升人們的舒適感。

1.3 利于環境保護

我國建筑能耗占國民經濟總能耗的28%，綠色建筑節能設計理念的應用能夠提升建筑本身對太陽能、風能等清潔可再生能源的利用率，不但能夠減少對不可再生資源的使用，還可在保障建筑使用性能穩定的前提下，降低對自然生態環境的破壞與自然資源的大規模開采，是當前國家可持續發展戰略實施的重要舉措。

1.4 促進城市合理布局

我國人口基數大，隨著城市化進程的不斷加快，城市用地緊張趨勢不斷加劇，綠色建筑理念下的節能規劃設計十分注重對建筑布局的考量，這在一定程度上能夠促進城市功能區的合理布局，有效緩解用地緊張的同時，能夠推動城市功能的提升，進而促進資源節約型社會得以高速發展[1]。

2 綠色建筑節能設計的具體形式

2.1 建筑規劃布局節能

工程總體布局設計中注入綠色節能理念是建筑節能功能得以實現的關鍵。工程設計人員需要對工程建設區域的氣候條件、地形地勢、城市風貌、周邊建筑布局等因素進行全面系統的考察，合理規劃設計建筑物朝向、樓間距、建筑高度、建筑風格等，保障建筑物具有良好的通風性能與采光性能，避免因樓間距過低使得周圍建筑過于密集，對建筑物空氣流通和室內環境造成影響，從而保障建筑實際使用性能符合設計標準。同時應在建筑節能設計中巧妙的結合城市建筑特征，賦予建筑工程人文特性，使之與周圍建筑能夠有效合為一體，從而優化城市面貌，使得工程建設具有應用的持久性，保障城市建設資源得以有效應用。

由于建筑高度能夠直接影響建筑物的通風、采光性能，設計人員應對周邊建筑高度進行全面的測量并根據城市日照特點，進行具體的設計規劃；數據表示我國60%以上城市及地區的年平均日照時間＞2000h，若能合理應用將有效降低建筑能耗。應盡量將低層建筑設計在迎風面，同時高層建筑應安排在低層建筑的后面，從而確保建筑群布局錯落有致，保障低層建筑基礎性能不受影響，進而有效提升城市居民的居住質量，提高城市基礎設施建設的可持續利用能力。

2.2 建筑外墻節能

墻體設計是節能建筑設計中的重要部分，能夠作為墻體內外熱交換的主要介質，一般節能型外墻建筑相比較普通外墻建筑的室內溫度高10℃左右，節能建筑所節約能耗的50%都來自于建筑圍護外墻的節能設計，因此設計師在進行建筑墻體設計時，應在保障外墻結構承重穩定與安全的基礎上，重點對其保溫隔熱性能進行規劃，而建筑外墻節能設計多與墻體材料與施工工藝密切相連。

建筑外墻體保溫形式主要有內保溫與外保溫，其中對外墻外保溫進行節能設計時，一般采用多孔或空心材料塑造外墻結構，比如混凝土砌塊、多孔磚粘土磚等，同時在進行外墻結構材料選擇時還應兼顧其防火與防水性能，以此來保障建筑的實用性。外墻內保溫的設計需要選擇導熱系數相對較小、可燃性較低的材料，并以加設保溫層的形式，提升建筑的保溫性能。

2.3 建筑屋面節能

應用綠色建筑理念對建筑進行節能設計的關鍵，是提高其圍護結構的保溫性能，其中屋面作為建筑圍護結構之一，其耗熱量相比于建筑外墻、地面而言最高。因此，設計師在進行屋面結構設計時應注重提升其保溫隔熱的性能，這是改善建筑室內熱環境的關鍵途徑，可有效降低居民夏季對空調的依賴程度，從而降低建筑應用的能耗。

種植屋面技術是近年來，建筑行業新興起的屋面節能設計技術，當前已被廣泛應用于各城市建筑工程之中，數據表示，帶有綠化屋面設計的建筑在夏季高溫期可降低室內溫度3℃～5℃，同時屋頂綠化設置能夠通過光合作用為室內提供大量的O2，吸收更多的CO2以及諸如SO2、NH3等有毒氣體，從而在實現節能目標的同時，也能夠改善人們居住環境的空氣質量，提升其幸福感[2]，如圖1所示。

2.4 門窗節能

建筑物門窗是接收太陽能的主要介質，但因其具有較高的散熱性，對建筑室內整體溫度的影響極高，一般門窗能耗約占建筑圍護結構總能耗的40%～50%，因此在綠色建筑理念下門窗節能設計也應是建筑設計師規劃考量的重點。

當前城市建筑工程建設兼具實用性與視覺藝術性，因此越來越多的建筑采用落地門窗來提高建筑的視覺效果，此種方式將門窗的散熱性大幅放大，從而增加了建筑的能耗。設計師應基于此類建筑設計的缺陷，針對性改良設計思路，適當控制建筑門窗與建筑墻體之間的比例，縮小門窗面積，以此來增強門窗的保溫隔熱性能，進而實現建筑設計的節能目標。

2.5 暖通與給排水節能

圖1 綠色建筑種植屋面技術應用

暖通與給排水系統是建筑物使用功能中十分重要且復雜的兩個部分，在系統運行過程中若不加以控制將造成大量水資源與熱能的浪費，當前在暖通與給排水系統設計中加入節能設計思路，是綠色建筑工程建設的主要途徑。設計師在進行暖通工程設計時為達到節能效果，可選用變風量系統或分區域控制系統，針對室內溫度與通風的實際情況對送風設施形成自動調節，從而促進室內形成良好的自然通風，有效降低系統負荷，實現節能環保。

當前越來越多先進節水設備在市場中得以有效流通，設計師在進行給排水設計時，應充分結合工程造價合理分配建設資源，在給排水系統中應用優質管材和設備，如應用節水型水龍頭，能夠在居民用水時有效節約水資源20%～30%，可大幅降低人們的水資源消耗成本，實現節約用水。同時應合理劃分給水分區，將衛生器具的最低靜水壓控制在0.45MPa，使供水時水壓保持穩定，從而降低供水系統運行時所造成的能耗。

3 綠色建筑節能設計實施的建議

3.1 加大節能設計質量控制

在綠色建筑理念下加強建筑節能設計，是一個復雜且龐大的工程，既需要保留傳統建筑設計中的基礎性能，又需要重點開發建筑設計中各環節中的節能因素，這對設計師的專業技能素質要求極高，一旦在設計過程中出現失誤，將對建筑使用的穩定性與安全性造成極大的影響。因此，建筑企業應順應社會的發展，加大設計階段的管理力度，可通過引進BIM技術的方式，利用各環節建設數據構建起三維模型，為設計人員提供最優設計方案，確保建筑節能設計符合建筑質量標準。

3.2 加強新材料、新技術的應用

建筑門窗、外墻、屋面、暖通、給排水等處的節能設計與綠色環保可再生材料、建筑節能技術息息相關，在國家可持續發展戰略實施背景下，建筑材料市場中越來越多的環保材料、技術得以研發應用，相關企業應樹立起綠色生產的意識，加強建筑工程建設對環保材料的使用，大幅提高建筑物的節能性，有效改善室內空環境，從而大幅提升人們對建筑質量的滿意度，進而促進我國綠色建筑持續穩定發展[3]。

4 結論

綜上所述，在國家能源結構積極調整背景下，政府政策以環境保護與節約能源為主要導向，對綠色建筑的發展提供了大力支持，此類建筑是我國建筑行業未來發展的主要趨勢。因此，相關企業在進行節能設計時，應樹立起統籌全局的意識，深入研究城市建筑的整體規劃與布局，對建筑外墻、屋面、門窗、暖通給排水等與建筑能耗聯系密切的環節進行嚴謹的設計，同時應加強對管理新技術、施工新材料等的應用，有效提升綠色建筑的性能。