建筑節能及其在建筑設計中的應用

趙瑞軍

（山西中方森特建筑工程設計研究院，山西太原 030002）

在貫徹落實可持續發展理念的大環境背景下，節能減排已經成為各行業領域的發展主旋律。尤其是具有高能耗、重污染特征的建筑行業，更要將節能減排工作落到實處。將各類節能技術拓展應用到建筑設計中，對于提高建筑的實用價值，實現生態效益最大化具有重要意義。在建筑設計中，設計人員需進一步明確各類節能技術的應用要點，以發揮各類節能技術的作用。

1 建筑節能設計的基本概念

建筑節能是指將節能環保理念融合到建筑工程中，優化資源配置，提高資源利用率，減輕能源損耗。在建筑工程設計中，設計人員要優選可再生環保型材料。一方面實現材料的循環利用，節省材料成本，另一方面減輕環境污染。由此，既可以優化建筑性能，滿足居住者的多方面需求，又可以減輕工程設計與施工對生態環境的危害，為人們提供舒適、健康、安全的居住環境。

2 節能技術在建筑設計中的應用意義

2.1 建筑節能設計滿足市場經濟持續穩定發展客觀需求

當前，我國能源總值與生產總值增速遲緩，制約了市場經濟的持續發展。而經濟發展與社會進步離不開能源的支持，能源供應短缺也成為全社會關注的焦點。在這樣的形勢下，將節能理念融合到建筑設計中，可以有效控制能源損耗，減輕環境污染，進而推動整個建筑行業的良好發展。

2.2 建筑節能設計滿足構建節能環保型設計客觀需求

建筑工程設計與施工會使用大量的鋼筋、混凝土等材料，造成嚴重的資源浪費與能源損耗。與此同時，排放的廢渣、廢氣與廢液，不僅會污染環境，還會對公眾的身體健康構成威脅。例如水污染，導致水體中滋生寄生蟲，提高傳染性疾病的發生概率；霧霾，導致人的呼吸系統出現疾病；土壤污染，農作物產量下降，農產品質量不達標，人體內重金屬堆積。此外，在建筑投入使用中，取暖制冷也會消耗大量能源，增加碳排放量，產生溫室效應。

2.3 建筑節能設計滿足了可持續發展理念的客觀需求

目前，能源與環境問題已經成為全球共同關注的焦點。我國貫徹落實可持續發展戰略指導方針。而建筑設計人員也要秉承與時俱進的基本原則，將節能理念融入建筑設計中。由此，全面遏制建筑能源損耗問題，將可持續發展戰略落到實處。

3 節能技術在建筑設計中的應用要點

3.1 建筑體型與空間布局設計

在建筑設計中，設計人員必須協調處理建筑與周邊環境的協調關系，融合人文要素。具體來說，在建筑體型設計與空間布局規劃中，應采取如下幾方面策略：①樹立全局理念，從全局角度出發，合理控制建筑物的間隔距離，優化各單體建筑的方位朝向設計與使用功能設計，加強各單體建筑的通風效果和采光效果；②客觀考量住戶的功能需求與節能需求，優化外部造型與內部構造，提高建筑的質量。

3.2 建筑平面布局設計

建筑平面設計是指結合建筑功能要求與用戶生活需求，對建筑內部空間構造實行布局規劃設計。建筑平面設計是建筑工程設計的重要組成部分。在建筑平面設計中，除要合理劃分空間結構以外，還需重點關注建筑的通風效果和采光效果，進一步優化建筑的功能特性。

首先，立足全局角度，注重規劃設計的科學合理性。在實際設計過程中，應合理規劃建筑結構面積，減少外圍護結構占比。根據建筑所在區域的地理環境特征、氣候環境特征及自然環境特征，合理利用陽光。如夏季持續高溫天氣狀況下，縮短光照時長，減輕熱輻射效應，降低制冷設備使用頻率，控制電能損耗；冬季持續低溫天氣狀況下，延長光照時長，提高室內采光率，調節室內溫度，降低取暖設備使用頻率，減輕環境污染。

其次，合理開發和利用太陽能資源，替代電能與熱能，一方面，構建良好的熱環境空間，另一方面，控制能源損耗。為此，在建筑設計中，設計人員需合理規劃內部空間的方位朝向。通常情況下，會客廳與臥室會設置在南向，滿足住戶的采光需求，而盥洗室、廚房等對光照需求較低的功能空間，多設置在北向。另外，設計人員還要設計溫度阻尼區，控制熱量流散，減少熱損失。

3.3 建筑照明系統設計

在照明設計中，設計人員不僅要考慮住戶的基本照明需求，還需營造良好的室內空間氛圍，有效控制電能損耗。在建筑照明設計中，一方面，通過調整建筑的方位朝向，提高自然光利用率，增強室內的照明效果與溫控效果，降低人工照明使用率，控制電能損耗。另一方面，優先選用節能光源。建筑照明系統覆蓋范圍較大，用電量較高，所以在照明節能設計時，設計人員應全面考慮自然要素、材料要素與技術要素，合理選擇照明光源，在滿足特定環境條件下的照明需求的基礎上，減輕電能的損耗。

再者，選擇節能型照明工具也是至關重要的。選用的照明燈具類型，往往關乎光源利用率以及整體節能效果。為此，設計人員應結合功能空間的構造特征與使用要求，合理選擇照明燈具，滿足實用性與環保性的需求。

3.4 建筑設計的細節處理

3.4.1 屋面設計

屋面結構不僅是建筑工程結構的重要組成部分，同時也是實現建筑內部保溫隔熱的關鍵結構。在屋面節能設計過程中，設計人員需根據建筑所在區域的季節性氣候環境特征，明確屋面結構的基本功能，選擇合理的屋面結構組成材料（如圖1 所示）。在選擇屋面材料時，既要考慮材料的自體重量，最大限度減輕整體建筑工程結構的重量，又要對材料的密度和吸水率加以檢測，增強整個屋面結構的防水效果和保溫隔熱效果。

圖1 屋面節能設計

針對保溫材料，應全面考慮材料的保溫隔熱性、經濟性與環保性，提高材料利用率，控制能源損耗。此外，采取移栽綠色植物的方式，增強保溫隔熱效果，緩解光輻射效應，減輕外部自然環境變化對室內環境的不利影響。或者還可以在夏季熱輻射效應較重的區域設置蓄水池，從而吸收熱量，調節溫度，提高室內環境舒適度。

3.4.2 墻體設計

墻體節能設計的重點內容如下：①嚴格按照標準要求，選擇適宜的墻體材料，增強墻體結構的保溫隔熱效果；②優先選用節能環保型保溫材料，構造結構與功能復合型墻體，控制熱傳導，減少熱能流失量；③在外墻設計中，如果選用單一保溫材料，還要在外墻結構上設置保溫層，進一步增強保溫隔熱效果。結合以往積累的實踐經驗可知，外墻保溫結構的節能設計，既可以提升室內環境舒適度，又可以滿足節能環?；疽螅ㄈ鐖D2 所示）。

圖2 墻體節能設計

3.4.3 門窗保溫隔熱設計

門窗結構是整個建筑工程結構中能耗占比較高的結構。在實際設計中，設計人員需合理控制門窗面積，注重門窗結構的氣密性，增強室內環境的通風采光效果。在門窗結構的保溫設計中，設計人員需要合理調整門窗結構與整個建筑立面結構的空間比例，根據建筑所在區域的季節性氣候環境特點，調整門窗朝向與開間面積。在門窗氣密性設計時，縮小冷空氣滲透面積，最大限度降低熱量損耗。另外，優先選擇節能環保型材料，一方面降低熱量流散，另一方面優化節能環保性能。

4 結語

綜上所述，在建筑設計中，合理運用節能環保措施，既可以有效緩解能源供應短缺現狀，又可以減輕生態環境污染，實現工程項目經濟效益、社會效益與生態效益的最大化。不僅如此，建筑節能設計，對于構建智慧型城市，生態型城市也具有重要意義，值得在建筑行業中大力推廣應用。