建筑工程中節能設計探討

劉安國

太原理工大學建筑設計研究院有限公司（030000）

0 前言

近年來，隨著城鎮化建設步伐的加快，建設規模不斷擴大，隨之而來的是環境污染的逐漸惡化。因此，為了實現人類與環境的和諧發展，必須不斷提高節能建筑的設計水平，在建筑設計中運用節能技術，通過建筑設計與環境的更好融合，在不同程度上促進社會的健康可持續發展。

1 現代節能建筑設計的內涵

1.1 實施可持續發展戰略

我國仍處于全面建設小康社會的重要時期。隨著城市化的快速發展，人們開始意識到環境保護的重要性。習總書記曾經指出:在一體化的總體布局中,將生態文明建設作為主要的組成部分。目前，我國正在加強環保工程的推進，政府部門也有相關的節能政策鼓勵企業加強生態文明建設，增加節能建筑設計理念，全面融入可持續發展戰略。建筑企業應該使用環保節能建筑材料，積極響應國家可持續發展戰略思想，獲得國家政策支持，有效推動企業實際發展，提升企業正面形象，減少經濟成本，以此增加增強企業的競爭實力[1]。

1.2 滿足市場發展的需求

人們對建筑功能的多樣化要求，加大了建筑行業的市場競爭壓力。將節能建筑理念融入建筑行業進行設計，可以開辟新的經濟市場，激發建筑市場競爭力，為建筑企業帶來經濟效益。住房是人們生活的基本需求。人們在裝修房屋時，以環保無污染的建筑材料為基本前提，可有效提高生活的健康水平。建筑的節能設計能夠充分滿足人們的定制化需求和對于節能環保產品的需求[2]。

1.3 提高居民居住質量

隨著當今居民生活水平的不斷提高，人們對自身健康的關注度也逐漸提高。在建筑設計階段，相關部門需要考慮環保方面的要求，改變傳統的施工方式，采用低能耗材料設計，改善居住和生活環境。例如，采暖設施的應用會影響空氣質量，對居住者的身體健康造成一定危害，而在綠色建筑理念下，運用低能耗材料設計理念，對建筑施工條件進行調整，達到節能減排的目的，讓用戶獲得良好的居住體驗，從而達到建筑設計的節能目的。

2 節能理念下的建筑設計原則

2.1 提高資源利用率

目前，我國不可再生資源不斷減少，造成能源的巨大損失。因此，在建筑工程中，要提高建筑資源的利用效率，減少不可再生資源的使用，提高建筑能源的利用效率。科學合理地配置建筑工程所需資源材料，達到節約資源及保護環境的目的[3]。

2.2 減少對周圍環境的破壞

目前，舊建筑改造和新建筑不斷增加，在一定程度上可以提高人們的生活質量，但在建筑設計中應注意以下幾個方面:第一，施工要減少對現有道路等公共資源和自然資源的破壞，有效防止修復過程中的資源浪費。第二，減少污染，防止破壞建筑物周圍環境，避免影響居住者的日常生活。第三，最大限度地延長建筑物的使用壽命，應立足于建筑節能設計。要站在居民的角度思考，在節能減排的基礎上努力讓居民滿意，切實提高居民生活的便利性。

3 我國建筑節能設計的現狀及問題

3.1 節能設計起步晚，經驗不足

在國內建筑行業，建筑節能設計起步較晚，從業人員缺乏設計經驗，部分建筑節能技術應用水平不高，與國外先進的建筑節能設計相比差距較大。因此，建筑節能設計的各個環節都存在諸多問題。比如建筑的窗墻比例過大，忽略了節能設計部分，設計時可能多使用空間，片面追求外觀效果。較大建筑物之間的距離不合理,相互擋住照明，還影響通風，導致巨大的能源消耗，間接影響建筑物的節能。

3.2 技能技術的應用不成熟，安全隱患較多

我國的節能建筑設計和技術應用起步較晚，我國許多節能技術沒有經過專門制度認證，發展還不完善, 因此將這些技術應用于實際的建筑施工中雖然可以節省一定能源,但節能效果并不能達到預期。同時，由于缺乏節能建筑經驗，在施工過程中給建筑帶來了安全隱患，大大降低了建筑的耐久性[4]。

3.3 建筑節能材料品類單一

建筑材料的選擇是影響整體建筑質量的最重要因素。在建筑的設計和施工中使用環保材料就是建筑項目節能設計的主要物質依據，而所用材料的品質和性能直接決定了建筑節能設計效果。因此，節能建筑應選用優質的節能材料，尤其是在城市環保工程中，最好選擇環保、可回收的建筑材料，以節約資源能源，減少環境污染。然而建筑節能材料過于單一，導致建筑一方面能節約能源，一方面又增加消耗的能源。

4 節能設計在建筑設計中的應用

4.1 合理窗墻比在建筑設計中的應用

在炎熱的夏季，通風和空氣流通會使人更加舒適。加大開窗面積肯定增強了室內外空氣流通的效果，開窗后的散熱除濕效果也不錯。室內和室外空氣交換必須采用有利于每個房間的空氣有組織的交換。從日光角度看，窗過高對室內自然光有一定影響，其會影響室內照明條件，這也是人們喜歡大窗戶的重要原因之一。如果窗戶的墻體比例太小，會影響使用者在生產生活中的視覺和心理感受，而在立面造型上，窗戶是建筑立面造型中非常重要的一個因素。從當地建筑的通透性、亮度和建筑的經濟性來看，部分山區和城市冬暖夏涼，經濟并不特別發達，如果嚴格按照夏熱冬暖地區建筑節能設計標準，會使得成本大幅增加。

4.2 新型能源在建筑設計中的應用

建筑物在施工過程中使用的能源種類不同，在節能設計中就體現不同的建筑施工節能環保效果。為使建筑施工取得良好的節能效果，需要積極應用新能源。目前，風能、太陽能等新型清潔能源應用于建筑工地，其對環境污染少，比較清潔衛生，可以緩解我國目前能源短缺的困境。獲取太陽能可以提高能源供應的可靠性和便利性，設計師應該選擇太陽能作為能源，然后購買太陽能電池板等設施，利用這些設施進行建筑設計。選擇太陽能替代常規能源的發電方式，在節約能源的同時滿足了公眾對電能的需求。設計師從節能環保的角度分析建筑物的功能，確保建筑物具有良好的太陽能容量，根據建筑物的位置，增加建筑物的采光面積，讓自然光進入建筑物來降低居住者的能源需求，進而降低建筑的能源消耗。建筑設計還可以利用地熱能、潮汐能、水勢能等新興能源，滿足居住者對電能的需求。設計人員必須注意各種能源的使用，例如，地熱能的應用通過在建筑物內部安裝地熱熱泵機組來達到調節室溫的目的，以更好地利用地熱能。使用地熱能調節室溫比傳統空調用于調節室溫消耗更少的能量。在建筑設計階段，設計師從節能層面出發，重點關注民用建筑在地理環境中的位置，分析建筑設計應注意什么，合理運用外部條件選擇建筑物并選擇如何應用資源。如在風力較強的地區，可以利用風力資源安裝風力發電，在河流或靠近河流的建筑物中，可以在電站設計階段選擇水力發電方式。必須根據建筑位置的優勢，合理利用水電、風電等環保能源，滿足居住者的用電需求。

4.3 合理的外部環境設計

在建筑設計中，建筑物的外部環境設計非常重要。這是因為如果將節能技術簡單地應用于建筑中，對外部環境的影響較大，直接降低了節能效果。因此，根據建筑各功能的需要，通過合理的外部環境布局設計，可以改善現有的氣候環境，營造建筑節能的環境。最基本的設計是在建筑物周圍進行適當的綠化，改變周圍的一些環境，降低噪聲，阻隔沙塵，凈化空氣，降低溫度。同時，可以在不破壞整個周圍環境的情況下，人為地創造自然環境，如人工湖，目的是通過改變周圍的環境來降低建筑物的能源消耗，達到節約能源的目的[5]。

4.4 節能設計在屋面結構方面的應用

在設計屋面結構時，選擇合適的材料可以帶來良好的節能效果。選擇質地輕柔的土壤材料，如珍珠巖土土和草炭腐殖土是很好的節能材料。在實際設計中，土層厚度要嚴格控制，要根據建筑的設計標準來決定，一般選用木、竹等輕質材料作為容器材料。如果屋面的承重值過大，屋面的混凝土板和鋼筋可能會變形，嚴重時會出現裂縫，造成雨雪滲漏。一些綠色植物可以吸收獲得更多的光，使得屋面保暖，但要選擇耐旱、耐熱、抗風的綠色植物。在設計屋面時，同時要選取矮生灌木或者是扎根較淺的草類，加強屋頂的防水性能。

在設計屋面時，如果想要達到節能的效果，需要注意以下幾個方面: ①屋面保溫材料的選擇要多注意耐腐蝕和吸濕性，這樣保溫效果還不錯，因為保溫層吸水比較多；②可以選用一些密度比較小的材料，這樣在同等體積下，這種材料的質量更小，不會超過屋面的承重值。

4.5 遮陽設計在建筑設計的應用

首先，水平遮陽設計。這種設計需要遮擋來自窗戶上方的陽光，如果角度比較大，需要設計成坐南朝北的建筑。其次，設計了垂直式的遮陽篷。垂直式的遮陽設計需要遮擋窗戶兩側射進的陽光, 并且遮擋的角度相對較小, 通常會在坐東朝西的建筑上采用,這樣的設計方式較為廣泛。最后，全面的遮陽設計。全面的遮陽設計在阻擋陽光方面具有巨大優勢，通過遮擋中等高度角的陽光,建筑窗戶上方和兩側的陽光都能夠被遮擋，常用在向東南和西南的建筑物。同時，節能建筑設計有不同類型的遮陽篷設計。為了使建筑在不同季節更好地達到日照角度，既能保證建筑的熱性能，又可以提高陽光的利用率,對于能源的節約也有著非常好的效果。

4.6 開發利用新型材料,提高墻體保溫隔熱效果

墻壁保溫是整個建筑物最重要的一種基本構造組成之一,保溫、隔熱也是整個建筑物外墻的主要作用。因此,在設計建筑物時,必須盡量采取措施,保證墻體的保溫和隔熱作用。這種節能設計可以有效地減少在建筑物的設計中所使用到墻體的能耗,提高了能源的利用率。

5 結語

節能環保建筑是未來的發展趨勢。我國的建筑師必須打破常規，勇于創新，運用新能源和新技術，推動我國建筑節能減排工作。此外，在建筑設計時，要以節能環保的理念，尋求利用建筑現有資源的途徑，提高資源利用效率，為實現生態文明和環境保護持續發展作出貢獻。