建筑節能及其在建筑設計中的應用

黃明松

（申都設計集團有限公司貴州分公司，貴州 貴陽 550002）

0 引言

隨著建筑節能設計在建筑行業中的廣泛運用，當前在很多的民用建筑中都使用了建筑節能設計，雖然增加了建筑項目的在整體造價成本，但是卻解決傳統建筑設計中存在的保溫和隔熱不足的問題，幫助建筑項目提升了設計的實用性和科學性，同時還具明顯的控制后期建筑使用能源成本的優勢，受到很多建設者和使用者的喜愛。

1 建筑節能設計的概念及特點

建筑節能主要是指建筑在規劃、設計、建造和使用過程中，通過采用節能型材料和技術，加強用能管理，在保證建筑節能和室內環境質量的前提下，降低建筑能源消耗。為更好地促進建筑節能的使用效率，需要從減少能源總需求量、提高能源利用效率、提高居民行為節能意識等幾個方面進行綜合考量，結合建筑工程的實際情況制定出相應的設計方案，提升能源的使用效率，對促進建筑業的發展，緩解能源緊張以及提高人民的居住水平具有重要意義。我國經濟的不斷發展的背后各種資源損耗情況越來越嚴重，能源危機已經成為國家經濟發展過程中不得不重視的一個重點問題[1]。人類社會每天都在消耗大量的能源，這其中包括很多不可再生能源，直接導致現如今全球范圍內的資源緊缺。建筑節能理念的廣泛應用為建筑行業的發展提供了更多可持續發展的支撐，建筑節能設計本身從降低能源消耗，實現資源的優化配置的形式能夠減少傳統建筑中存在的不足，在實際使用的過程中還能起到明顯的節約能源的作用，對于提升建筑的整體使用壽命有著重要意義。

2 建筑節能在建筑設計中的實際發展現狀

從當前我國建筑的整體大環境中不難看出，建筑節能技術在建筑設計中的應用已占有一定的比重，不斷對新的節能建筑設計技術進行研究是建筑節能設計的關鍵環節，大部分建筑施工企業都很重視建筑節能理念的融入。建筑節能作為一種逐漸普及的建筑設計技術，在實際使用的過程中需要與建筑其他設計內容進行相互融合，確保該內容在的建筑設計能夠充分發揮作用又不和建筑設計的其他內容相互沖突，促進建筑項目的良好發展。但是就當前我國建筑節能在建筑設計中的應用情況來看，實際的效果與預期的目標之間存在一定的差異，其主要的原因是很多建筑施工企業對于建筑節能設計的整體認識不足，對于節能設計的實際推廣和運用還存在一定的困難。很多技術還僅僅停留在研究嘗試使用階段，理論不能很好地聯系實踐，很多很好的節能設計措施不能在實踐中發揮具體的作用。導致實際應用過程中受到這些外界環境的影響不能正確地發揮出節能設計的優勢，制約了建筑主體后期良性發展。

3 建筑節能在建筑設計中的應用

3.1 房屋建筑中外墻保溫隔熱節能設計

當前，我國很多建筑項目在施工過程中開始逐漸重視對于外墻保溫隔熱節能的設計工作。隨著我國建筑節能工作的縱深發展，眾多品類的保溫隔熱材料不斷涌現，建筑施工企業結合自身工程的實際情況制定和選擇的外墻保溫隔熱材料不僅能延長建筑物的壽命，對于提升整體建筑施工的效率和質量也有著重要的意義。建筑設計人員在最初設計時需要將外墻保溫隔熱的材料綜合考慮在內，目前外墻使用的保溫材料有很多種形式，大體分為有機保溫材料和無機保溫材料，例如聚氨酯發泡材料、保溫砂漿、保溫板等，需要根據每個項目的基本情況選擇保溫材料進行科學計算，得出外墻保溫隔熱的具體數據，另外還要根據整個建筑所在的氣候條件，對暖濕氣候區、熱旱氣候區、溫和氣候區進行分區域獨立設計，達到國家建設管理部門要求的節能設計的基本要求，這才能夠確保節能設計的科學性和可實施性，為提升建筑施工企業的整體施工質量提供有力的保障。

此外，外墻保溫隔熱節能設計過程中還需要將太陽輻射綜合考慮在內。例如，幕墻在持久的暴曬下，反射玻璃由于散熱較其他玻璃慢，大量的太陽熱能集中在同一個地方會造成一個新的熱源，導致屋內的氣溫逐漸升高。為了減少這種集中變熱的現象，可以通過改善采光窗玻璃的保溫隔熱性能，選擇中空玻璃的形式進行改善；對非采光部分采用隔熱效果好的材料作后襯墻，或者是設置保溫型材的形式保持室內的溫度在恒溫狀態。

建筑的外墻保溫隔熱節能計算數據可以理解為一個綜合平均的數據值，由于外墻材料大體包含了梁柱部分、主體墻部分、保溫材料和粉刷裝飾部分，需要將這幾部分的材料傳熱系數綜合計算方可得到精準的建筑外墻傳熱數值，才能科學控制保溫材料的種類選擇和厚度選擇；選擇合理的外墻保溫材料也要兼顧考慮保溫材料的燃燒性能滿足國家規定的防火規范要求，阻絕火災的蔓延。

3.2 房屋建筑中門窗節能設計

3.2.1 門窗節能設計合理性

房屋建筑中門窗節能設計首先需要在設計合理性的基礎上進行，建筑物門窗和墻體的合理設計是房屋內能否良好通風的重要保證之一。建筑設計人員首先需要分析整個建筑的整體性要求，將現代化的節能設計使用在門窗的設計當中，將墻體和門窗的整體布局和大小位置進行合理設計，例如：某地的某建筑的門窗選擇，應根據國家和當地的節能計算標準要求進行門窗的傳熱系數計算（主要影響門窗材料的因素是建筑所在地的氣候分區，建筑的使用性質、建筑的體型系數等），選擇達標的門窗材料和門窗厚度，才能保證門窗的節能參數達到標準。這樣的節能設計不僅能夠達到美觀的效果，同時還能達到節能環保的基本要求，對于改善建筑內部的整體居住環境有著重要作用[2]。例如，將建筑門窗幕墻運用在自己的設計當中，也能夠達到節能和保溫的效果。當前很多節能門窗企業將綠色節能材料合理地運用在鋁合金門窗上面，在設計時考慮到建筑高度、朝向等的因素和項目所處的環境狀況，準確的計算門窗幕墻的各種性能數據，包括隔聲性、抗風性、水密性、氣密性、保溫性以及采光性能，這種建筑門窗幕墻的形式能夠保證遮陽系數和傳熱系數的基本值達到要求。冬季可保持室內熱量，夏季防止熱輻射能量進入，從而有效降低能耗。

3.2.2 建筑門窗氣密性達到要求

門窗（本文均指建筑外墻的門窗）是整個建筑當中不可缺少的一個重要組成部分，同時也是整個建筑中損耗較為嚴重的兩個部分。門窗在實際使用的過程中會消耗和流失掉室內的部分熱量。因此，建筑門窗在實際設計的過程中首先應當重視對于這一部分的設計工作，不但注重門窗的外圍護結構保溫性能的達標，也要注重門窗材料的氣密性要求，國家建設部門對各地區的不同建筑物門窗有了明確的分級要求。做門窗節能設計的時候需要按照相關標準進行測算后達標方可使用。在滿足保溫節能、外窗氣密性、抗風壓性等要求的基礎上對其進行全部的設計工作。使達標的門窗能夠在冬夏兩個不同的季節發揮出自己的優勢，減少熱量的散失。尤其是嚴寒地區、夏熱冬冷地區、溫和地區等差異大的氣候分區要根據當地和國家標準進行合理設計。

3.2.3 重視建筑設計中的遮陽設施

在現代建筑設計中，單單只靠門窗系統來增強室內的舒適感是遠遠不夠的，建筑節能在建筑設計應用過程中需要將門窗的遮陽性能綜合考慮在內，國家節能設計標準中明確提出了遮陽系數的標準要求，設計遵循的基本原則就是朝向和日照的特點。具體可以通過添加遮陽板等外遮陽模式，以及添加窗簾、遮陽幕等形式的內遮陽窗飾產品，減少陽光直接照射到房屋內造成的刺激性的體感，提升用戶在室內活動的舒適感，調節室內空間的光感、溫度、濕度以及噪聲。

3.2.4 提升節能門窗的使用率

節能門窗的使用是整個建筑節能設計過程中的重要部分，節能門窗不僅能夠較好地解決傳統門窗中存在的保溫隔熱性能差的問題，同時還能達到安全美觀的效果。設計人員在實際設計的過程中需要將這些新型的節能門窗科學的使用在各棟建筑中，提升節能門窗的保溫隔熱效率。分析節能門窗的整體性能是否達到標準，需要從熱量的對流、熱量的傳導和熱量的輻射三個要素進行分析，從而選擇不同的型材。例如，使用隔熱冷橋的方式阻止了鋁合金型材的快速熱傳導，能夠真正實現節能的目的。此外，吸熱玻璃、反射玻璃和隔熱遮光薄膜玻璃也是當前我國門窗玻璃市場中主要使用的一項新的節能技術，這些技術在實際使用的過程中具有較好的節能效果，能夠提升節能門窗的使用。

4 建筑節能中屋面保溫隔熱節能設計

屋面保溫隔熱節能設計是整個建筑設計中比較重要的部分，對提升整體建筑質量有著重要意義。同時還會間接地影響到整個房屋的舒適度，能夠較好地調節房間內部的溫度攝入情況以及室內溫度的恒溫保存等優勢。屋面是整個建筑中的基礎組成部分，是與外界環境因素接觸較多的部分，對于這一部分的節能設計有著至關重要的作用。我國傳統建筑施工過程中使用的屋面保溫設計方式主要使用的是正鋪法（正置式屋面）的方式進行處理，原理是把具有節能作用的材料鋪設在屋面的兩層建筑材料之間，這種方法在以前建筑中頻繁使用，在當前很多建筑施工中仍舊還有較好的應用。但是隨著建筑施工技術的不斷發展，施工企業開始逐漸意識到節能建設設計的重要性，開始逐漸出現倒鋪法的施工方式。以往的正鋪法主要是將防水層設置在保溫層上面，而倒鋪法（倒置式屋面）就是相反的一種施工方式，將防水層設置在保溫層下面，簡單來說就是反向做法。使用倒鋪法能夠使得整個建筑屋面的保溫效果更好，經建筑行業的實踐證明得知，倒鋪法不但可以使屋面的使用壽命得到很大的提高，還可以起到加固屋面防水性的作用。因此，在建筑設計屋面保溫隔熱節能設計中的使用這種方式能夠幫助解決傳統鋪設存在的不足，使得整個建筑屋面的實際使用效果達到標準的基礎上，還具有很好的節能作用，改善室內舒適度，節約能源。

另外，在做建筑的屋面節能設計的時候，必須考慮保溫材料的燃燒性能的問題，隨著我們建筑業的快速發展，很多新型建筑材料運用到了建筑中，雖然給建筑帶來了很多新鮮活力，但是也帶來了很多威脅；一次次的火災在警醒建筑設計的參與者們，建材的燃燒性能決定著一次火災的火勢走向，選擇合理的保溫材料的耐火性能是必須重視的一個內容。目前我們使用的屋面保溫材料擠塑保溫板是一種B 級的難燃燒材料，在使用過程中需要用0.5m 以上的A 型不燃材料進行隔絕，設置隔離，阻斷豎向火焰對屋面材料的燃燒走勢。

5 建筑節能設計中的新能源節能設計

結合設計的實際使用不僅僅是需要在現階段的建筑設計中有相應的體現，更重要的是需要將所有的節能技術以及節能能源有效地利用在內。隨著我國新能源的不斷發展，當前在不同的領域中都有太陽能、風能、水能等新能源的節能技術的實際使用[3]。將這些新能源使用在建筑節能設計中，不僅能夠幫助建筑企業節省自己的設計和施工成本，同時還能提升整個建筑施工的效率。其中太陽能作為一種可再生、潛力最大的一種新型能源，在建筑節能設計中進行使用具有較好的意義。太陽能是現今世界上可以開發的最大清潔型能源，在實際開發和利用的過程中，既不會出現大氣的污染，也不會影響自然界的生態平衡，其本身具有長久性、再生性、無污染等優點。將太陽能這種節能型能源利用在建筑節能設計中的實際效果較好。當前，我國絕大部分建筑企業在使用太陽能節能技術時主要在被動式太陽能采暖、太陽能熱水以及主動式太陽能采暖與空調當中。將這種新型的能源利用在屋內采暖設備中，利用外界天氣變化頻繁的條件下，調節房屋內的溫度，使得屋內的居住環境更為適宜，從而使節省能源，保護環境的理念應用于現實生活中。因此，建筑設計人員需要將以上的這幾種能源進行有效利用，結合整體建筑施工的實際情況，合理利用身邊的自然環境資源，使其能夠正確發揮出相應的作用，為建筑節能設計的發展提供更好的條件和環境。

6 結語

建筑行業是我國資源損耗占比較高的一個行業，因此在建筑設計中采取合理的節能設計是非常重要的。建筑設計單位在設計時必須將建筑節能設計應用在其中，對項目中外墻保溫隔熱節能設計、門窗節能設計、屋面保溫隔熱節能設計、新能源節能設計等進行綜合設計，提升建筑的節能性能。同時還需要對一定范圍內的建筑群體布局進行節能方面的考慮，提升建筑工程的整體舒適性，促進建筑行業的健康可持續發展。