建筑設計中節能建筑設計的探討

周宇輝

南通勘察設計有限公司 江蘇 南通 226006

可持續發展理念下，建筑工程設計理念發生較大變化，在建筑設計中，人們要求在滿足建筑功能使用需要的基礎上，盡可能地降低建筑的資源利用量和能耗使用量，基于此，節能化設計成為當前建筑設計的重要發展趨勢。

1 建筑節能設計的價值

1.1 傳統建筑能耗嚴重

傳統設計模式下，建筑項目設計、建設需要消耗較大大量的資源、能源，其中建筑采暖、制冷、照明、通風、生活用水等方面的能耗極為嚴重（見表1），這不僅影響了建筑功能的發揮，而且給人們社會經濟的可持續發展造成較大阻礙。譬如在傳統建筑設計模式下，我國建筑每年消耗大量的電力資源，每年因住宅建筑用電所消耗的煤炭資源達到3.35億。近年來，我國能源短缺問題日益嚴重，在建筑設計中，系統采用節能設計理念，能有效減少建筑能源消耗。如空調系統應用能耗在建筑總能耗中占據較高比例，實施建筑節能設計，空調系統每年的高峰負荷可減少8000萬kW，這對于建筑節能具有積極作用。

表1 傳統建筑設計模式能源消耗

1.2 可持續發展需要

步入新時期以來，我國注重社會經濟、生態、文化的可持續發展，就建筑工程而言，為促進其可持續發展，國家提出了綠色建筑的設計及發展理念。綠色建筑最基本的要求在于減少建筑設計生產中的能源消耗，減少環境污染，這為建筑節能設計提供了理論支撐。新時期，進行建筑節能設計，不僅有利于建筑行業的有序發展，提升建筑設計建設質量和服務功能，而且對于整個社會的發展具有深遠影響，其是社會可持續發展的內在需要。

2 建筑節能設計的原則

步入新時期以來，人們對于建筑節能設計的重視程度不斷提升，為進一步提升建筑節能設計質量，在實際設計中，還應注意遵守能源節約、綠色環保、延長使用壽命的設計原則。

就能源節約而言，在新時期開展建筑節能設計時，設計人員首先要摒棄傳統的材料應用觀念，即在設計中，設計人員應在做好建筑整體結構規劃的基礎上，合理使用新型材料，建設后期施工的材料消耗，達到建筑節能的目的。在傳統建筑設計中，建筑材料、施工技術、施工設備的選擇和應用還會產生一定的環境污染問題，開展建筑節能設計時，應從綠色環保角度出發，盡可能地將這些問題考慮在內，消除建筑污染，確保建筑材料應用與周圍環境的協調性。此外，新材料、新技術的應用應有利于優化建筑整體服務功能，同時新型設計應能明顯提升建筑的穩定性、耐久性和安全性，為人們的居住和社會生產提供便利。

3 建筑節能設計的控制要點

3.1 系統規劃建筑平面布局

開展建筑節能設計，首先應注重建筑平面布局的有效規劃，并且在實際規劃中，應注重建筑空間布局與周圍環境的協調性、適用性，避免因建筑規劃對周圍環境造成污染和破壞，這樣能為建筑節能性、環保性設計創造有利條件。具體設計中，一旦設計建筑所處地區的溫度較高，則進行建筑空間平面布局時，應注重電梯、樓梯和管道位置的有效規劃，通常，應盡可能地將這些建構筑物設置在建筑的西側或者北側，這樣能避免陽光直射這些構筑物，減少電梯、樓梯和管道外觀老化問題，由此節省了后期維修階段的材料損耗，起到了建筑使用節能的目的。同時在進行建筑平面布置時，應考慮建筑內部新風系統，這樣才能形成良好的居住環境，減少內部通風和散熱的能量消耗。此外，在建筑平面布局中，還應重點關注建筑的朝向設計，朝向設計是建筑節能規劃的首要環節，即建筑處于同一地理位置，且周邊環境相同時，則對比東西朝向的多層建筑，南北朝向建筑的能耗更少，這是因為當建筑物面朝南北時，其對于太陽能、風能的利用效率更高，這不僅起到了建筑節能的效果，而且有效地提升了人們居住的舒適程度，確保了建筑設計的科學性、合理性。

3.2 加強建筑物體形系數設計

建筑物體形系數對于整體節能效果具有較大影響，就體形系數本身而言，其指的是建筑物體積和建筑物與室外空氣接觸的外表面積，控制這一參數，能為建筑節能設計提供有效指導。研究表明，當建筑物體形系數值越大時，其整體的耗能水平也會有所上升。并且，當建筑物體形系數增加1%時，其耗能指標會增加約2.5%；根據這一特征，在建筑物節能設計中，應盡可能地降低建筑體形系數，這樣能降低屋內外空氣的熱交換頻率。選擇較為簡潔的建筑造型，確保建筑外輪廓清晰是降低建筑物形體系數的重要手段，其能有效地控制建筑的不必要消耗，提升建筑節能效果。

3.3 合理設計建筑門窗

長期以來，門窗設計是建筑設計的重點所在，新時期，門窗設計成為建筑節能的一個重要突破口。在門窗節能設計中，主要是通過較為先進的門窗材料，改善門窗的保溫效果[1]。一方面，在外窗設計中，應關注建筑外窗的氣密性，避免冷空氣進入室內，同時防止室內熱空氣流失。另一方面，在具體材料應用中，可選擇塑鋼中空玻璃、隔熱型的鋁合金中空玻璃進行節能設計，這些材料不僅具有良好的保溫性能，而且隔熱效果較為突出。如圖1，某建筑商務會所，就采用了Low-e玻璃和U型玻璃，傳熱系數和遮陽系數都比較好，有效地改善了建筑遮陽和熱傳導效果；此外，在門窗縫隙處理中，應改變傳統水泥砂漿填充的做法，改用聚氨酯材料進行填充，這樣能造保護門窗的基礎上，提升建筑整體的氣密性。

圖1 某商務會所建筑實例照片

3.4 加大新材料和能源的應用

傳統建筑施工會消耗大量的材料，在新時期，開展建筑節能設計還應注重節能材料的應用。目前，建筑節能材料的類型較為豐富，如在墻體材料中，淤泥燒結多孔磚、加氣混凝土砌塊等都是較為常見的墻體材料，其能有效起到建筑節能作用；從保溫材料來看，可通過水泥發泡板、巖棉、玻璃棉等材料來進行處理；此外，高分子防水卷材、聚合物防水涂料等都能起到防水節能的效果。借助這些新材料，能有效提升建筑節能效果。

建筑新能源應用中，太陽能、地熱能、風能等都是較為常見的能源應用形式，其減少了傳統能源的用量，實現了建筑節能與環保的有機統一。其中，太陽能技術的應用較為成熟，其分為主動式、被動式兩種應用形式，相對而言，被動式太陽能利用方式的應用較多，該方式在建筑陽面使用儲蓄熱質、陽光房來吸收和儲存太陽能，為建筑物內部的能耗應用創造了良好條件。

4 結束語

節能設計對于建筑工程行業的可持續發展具有深影響。新時期，建筑設計人員只有系統認識到節能設計的價值和原則，然后系統化地進行新材料、新技術的規范應用，這樣才能提升建筑節能效果，促進建筑行業有序發展。