建筑節能與建筑外立面設計在現階段的發展思考研究

何蜜

中國建筑上海設計研究院有限公司 上海 200062

引言

近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，建筑工程項目數量不斷地增加，項目規模也越來也大，受到人們的廣泛關注，取得了不錯的成效。但與此同時，在激烈的市場競爭中，建筑行業想要取得長遠的發展，占據更多的市場份額，則必須順應時代發展需求，遵循節能環保原則，將建筑節能與建筑外立面設計有效結合，轉變傳統的建筑外立面設計模式，以提高建筑節能效率，保障建筑工程質量，維護建筑使用人員的生命健康，促進建筑行業現代化發展，實現經濟效益最大化的同時，提高建筑工程的社會效益和環境效益。

1 建筑外立面設計的相關內容

1.1 建筑外立面設計的相關內容

建筑外立面包含了多方面的意義，如建筑立面形式、建筑立面變換等，主要是以裝飾建筑為主題，來更換立面，可將其分為兩種類型，一種是獨立裝飾，另一種是附加裝飾。建筑本身在支撐結構方面存在著一定的不同，在建筑立面更換的過程中，其所受到的技術約束條件有所不同，這就使建筑立面更換程度存在差異。一般情況下，建筑外立面包括除屋頂外建筑所有外圍護部分，在某些特定情況下，如特定幾何形體造型的建筑屋頂與墻體表現出很強的連續性并難以區分，或為了特定建筑觀察角度的需要將屋頂作為建筑的“第五立面”來處理時，也可以將屋頂作為建筑外立面的組成部分。

1.2 建筑外立面設計基本要求

在進行建筑外立面設計時，應當遵循合理性。指的是所設計的外立面造型，不僅要從視覺效果方面考慮，還要與周圍環境相適應，不可在設計的時候天馬行空，需確保立面設計的可行性，滿足整體性要求；二是應當具備實用性。是指在進行建筑外立面設計時，要考慮建筑的使用年限、安全性、耐久性，需基于建筑施工所在區域的氣候特征、地質環境等來進行科學設計，提高建筑工程的社會效益，滿足人們的生活需求。

2 建筑外立面設計中引入建筑節能理念的必要性

在建筑外立面設計中，引入建筑節能理念，十分有必要，而且具有一定的可行性。能源節約是當前備受關注的話題之一，為緩解我國能源短缺問題，應當有效利用可再生能源，減少不可再生能源的消耗，提高太陽能、風能等新型能源的利用率。基于建筑節能的建筑外立面設計，包含了兩方面內容：一方面是置換新舊建筑物的外立面，需要在修理工程中增設適宜的節能設備；另一方面是在進行建筑工程建設工作之前，需要優化建筑外立面節能設計方案，突出外立面改造的節能性。從現階段來看，建筑節能被建筑外立面設計制約的原因在于裝飾材料、設計風格、技術手段等方面，需要將建筑節能和外立面設計有效結合，處理好兩者之間的關系，以便于提高建筑外立面設計水平，達到良好的節能效果[1]。

3 現階段建筑節能與建筑外立面設計的關系

建筑外立面設計，是為了降低自然因素對建筑的負面影響，預防自然災害對建筑結構造成破壞，與此同時其目的還在于規避有害氣體、紫外線進入到建筑室內環境中，以免影響建筑的使用功能和安全性，旨在處理好建筑工程建設與環境之間的關系，使兩者和諧發展。傳統的建筑行業發展模式已經不適用于當下，新形勢下要求建筑行業朝著綠色化方向發展，降低建筑工程建設中的能源消耗，推動建筑行業的可持續發展。基于此，要格外重視建筑外立面設計，需充分發揮現代科學技術，堅持節能原則，杜絕裝飾上的盲目跟風，需根據建筑物的實際情況來進行相應的設計，盡量減少能源消耗。就目前而言，在建筑外立面設計中還存在著一定的問題，有待于進一步改善，其問題主要表現在兩方面：一方面是建筑外立面造型設計水平有待提升。部分建筑外立面設計中使用的是大型玻璃幕墻，頂棚使用人造采光設備，這種設計方案不具備節能性，只關注了外立面設計的美觀性，忽視了能源消耗問題；另一方面是建筑外立面設計技術需創新。指的是在進行建筑外立面設計的時候，設計人員重心放在視覺效果上，忽視了實用性，沒有從建筑使用者的角度來進行設計，忽視了節能技術的應用，致使建筑結構不合理[2]。

4 影響建筑立面節能的因素

就目前而言，影響建筑立面節能的因素主要有以下幾點：第一，所采用的建筑外立面造型不具備節能性。現代城市建設過程中，人們主要以人工環境為中心來開展日常生活，為滿足日常需求，其會耗費一定的能源，比如說使用空調系統、采暖系統、照明系統、通信系統等，這些都會對建筑節能產生一定的影響。我國部分建筑在設計外立面造型的時候，并未根據其所處的實際環境來進行科學設計，而是照搬其他建筑外立面造型模式，只遵循光、透原則，因此大多都是使用玻璃幕墻，或是選擇中庭結構，由于沒有進行良好的節能設計，致使建筑外立面未能滿足建筑節能的要求，無法減少能源消耗，不利于建筑工程的長遠發展；第二，在進行建筑外立面設計時，需要應用裝飾工藝來進行美化。大部分情況下，在選擇材料時只考慮其裝飾性，忽視了技術方面的要求，也未能有效融入節能環保理念，以致無法達到預期的建筑節能效果。如若在選擇建筑外立面裝飾材料的時候，過于重視材料自身的通透性，卻并沒有綜合考慮周圍環境，則難以實現人與環境的和諧相處，而且也會降低建筑室內的保溫效果。部分外立面結構采用的是完全封閉形式，沒有設計窗戶，以致室內空間缺乏人性化，在構造上還不夠科學，容易產生熱橋現象。如若過分強調建筑外立面造型，進行過度裝飾，導致裝飾性構件超出主體，影響建筑外立面設計的整體性。而且當前所使用的外立面裝飾材料大多具有較高的傳熱性，不利于提高建筑節能水平。

5 基于建筑節能的建筑外立面設計有效措施

5.1 安裝太陽能裝置

基于建筑節能，在進行建筑外立面設計的時候，應當重視太陽能裝置的安裝工作，其作用在于節約建筑物的能源消耗，提高建筑工程建設的節能效果。常見的太陽能裝置有兩種：一種是太陽能熱水器，主要利用太陽能進行熱水供應，不會造成能源消耗，無須使用其他能源便能夠獲得熱水，大幅度降低了能源消耗量；另一種是太陽能發電器，其可利用太陽能電池板來進行能源轉換，將吸收到的太陽能轉化為電能，為建筑提供電力服務，有著較好的節能效果[3]。

5.2 建筑外立面屋頂節能設計

在建筑外立面設計過程中，需要重視屋頂部位，這一部位設計的好壞，將直接影響建筑工程的美觀性及其質量，關系著遮風擋雨功能是否實現，必須予以高度重視。就目前而言，屋頂設計類型具有多樣化，可以根據建筑工程的實際情況，基于節能原則，以及建筑物的保溫狀況，來選擇適宜的屋頂類型。比如說，如若建筑物所處區域在冬季較為寒冷，那么在設計屋頂的時候則應當設計較厚的保溫層，預防冷空氣侵入于建筑墻內；如若建筑物所處區域屬于全年濕熱狀態，那么在設計屋頂的時候，需要設計隔熱層、防水層，以降低建筑物室內的溫度，使濕度有所下降[4]。除此之外，在設計屋頂的時候還需要合理選擇施工原材料，其應當具有較好的防水性，有一定的隔熱功能，并且不會過度消耗能源，常見的有防水型混凝土材料、高分子合成特殊防水材料等。另外，在屋頂設計中還可以融入現代科學技術，使用新能源，如風能、太陽能，以降低能源消耗，起到有效的環保作用，降低噪音污染。

5.3 建筑外立面入口設計

在進行建筑外立面設計的時候，需要注重入口設計，這部分的作用在于連接建筑內部和外部，不僅關系建筑的交通通行情況，也吸引著人們的注意力，因此在設計時，既要考慮入門設計的形狀、方向，還要從節能角度來進行分析。要根據建筑所在區域的氣候特點，科學設計建筑入口，做到因地制宜，具體問題具體分析，比如說在炎熱地區，設計建筑入口的時候需做好遮陽工作，使用竹木材料，確保其通風性；在氣候寒冷地區，設計建筑入口的時候則可選擇雙層型入口，或是門斗式入口，以避免冷空氣灌入。除此之外，在建筑入口周圍，應當設計一些能夠擋風的墻體，種植耐寒樹木。這種設計方式不僅能夠降低能源消耗，還有利于避免室內溫度太低[5]。

5.4 建筑外立面門窗設計

在建筑外立面設計過程中，門窗設計十分重要，屬于建筑結構中的薄弱部位，設計人員不僅要確保門窗開啟、關閉的便捷性，重視門窗的美觀性，還需要綜合考慮門窗的節能性。一般情況下，建筑物門窗并不具備較好的保溫性能，在隔熱方面也有所欠缺，存在較大的熱量損失率，這會增加建筑室內采暖的能源消耗。為解決這一問題，在設計建筑物門窗時，應當貫徹落實節能原則，需充分發揮門窗的節能作用，合理設計門窗。例如，如若建筑物所處地區氣候寒冷，那么建筑物可將入口處設計為轉門形式，增設暖風設備，避免室內熱量快速流失，門窗朝向要有充足的陽光；如若建筑物所處于氣候較為炎熱，那么則要于窗口設計遮擋物，避免陽光照射，降低熱量的攝入，減少空調能源消耗。

5.5 建筑外立面墻體設計

建筑外立面設計過程中，墻體是重要組成部分，對建筑結構外觀有極大的影響，直接關系到建筑風格、形式，也影響最終的建筑設計質量，若不對其進行有效的處理，則會導致能源消耗量過大，不符合建筑節能要求。因此，在進行建筑外立面墻體設計時，需要綜合考慮墻體自身隔熱、保溫等因素，融入有效的節能理念，以提高建筑外墻設計水平，降低建筑外立面墻體設計中的能源消耗。建筑平、立面積不宜出現太多轉折面、凹凸面。冬季的時候，需要考慮建筑外立面墻的保溫功能，選擇適宜的外墻保溫技術，防止出現冷凝狀況，需規避熱橋現象的發生；夏季的時候，則需要重視隔熱設計，根據其所處環境的實際情況來進行科學設計，保持通風性，選擇淺色系材料，可用百葉來進行遮陽，做好綠化工作。除此之外，還應當充分發揮現代新能源技術的作用，如采用光電一體化的幕墻。

6 結束語

總而言之，在進行建筑外立面設計時，應當有效融入建筑節能理念，明確建筑節能的必要性，根據建筑物的情況，來優化設計建筑外立面，選擇適宜的設計方案，既要突出建筑外立面設計特色，提高視覺效果，還要降低能源消耗，遵循節能環保原則。建筑外立面設計并不是一項簡單的工作，其涉及多方面內容，需要實施系統化管理，要關注屋頂設計，科學設計建筑入口，安裝太陽能裝置，優化建筑門窗設計，從而保障建筑外立面設計質量，推動建筑行業的長遠發展。