建筑工程設計中的節能建筑設計研究

陳強

淮北工業建筑設計院有限責任公司 安徽 淮北 235000

1 建筑設計和節能設計聯系

現代化發展背景下，建筑工程和節能設計之間具有密切聯系，兩者互相影響、互相促進，建筑工程實施綜合設計中，需要將設計重點放到生態平衡和環境保護當中。人們生活質量和生活水平持續提升背景下，對于建筑工程的節能設計、美觀性和舒適度提出更高要求。結合建筑工程施工設計角度分析，由于建筑工程開發更加注重舒適度和美觀性，導致工程建設中容易消耗大量能源，使得整體建設成本進一步擴大。除此之外，也增加了社會資源所面對的壓力。例如在實際建設生產中，各種照明電器以及空調冰箱等電器容易消耗大量電力資源，產生大量能源消耗，立足于該種角度分析，聯系人們對于建筑外觀、居住舒適度以及生活環境的要求，產生了能耗和需求的矛盾。由此能夠看出在建筑工程綜合設計建設中，需要對時間關系進行統籌規劃，在保障工程建設質量基礎上實現節能設計目標，從最大限度上促進兩者實現和諧發展。隨著新時期環境問題越加突出，世界所面臨的能源危機越加嚴重，人們過度追求效益而忽略環境價值，只有保護好環境資源才能促進經濟實現持續發展，合理進行節能設計可以促進人和自然和諧相處。

2 節能建筑設計原則與思路

2.1 節能設計原則

2.1.1 最優性原則。建筑工程在進行節能設計期間，必須在設計方案中全面貫徹最優性原則，以此來保證建筑工程的總體質量。在方案設計開始前，應該針對建筑工程項目的實際需求來進行相關設計參數的全方位調查，通過調查能夠有效提高設計者對建筑項目的認知，增加節能設計質量。在此期間，還應該針對建筑工程附近的生態環境與地質情況進行分析，并結合當地氣象條件來找出適合的節能設計方案，只有讓建筑工程與當地情況足夠契合，才能夠有效提高建筑設計質量。除此之外，為了進一步提高太陽能利用率，還可以在節能設計中適當考慮建筑物的朝向，建筑物的朝向能夠影響到建筑采光能力。對于節能建筑而言，最優性原則關系著節能設計效果，所以必須重點關注各個建筑環節的設計方式[1]。

2.1.2 合理化原則。在進行節能建筑設計時，設計者要始終貫徹合理化設計原則，通過加強各個環節的合理性，能夠讓整個建筑設計變得更加和諧。在節能設計期間，應該著重考慮建筑安全性與施工穩定性。通過對建筑物結構參數進行精準計算，能夠有效提高建筑節能設計質量。貫徹合理化設計的主要目的就是加強節能、建筑設計之間的融合，因此在節能設計中落實合理化原則可以進一步提高建筑節能設計品質。

2.1.3 互動性原則。在建筑節能設計期間，設計者有必要遵循互動性原則來完成設計規劃。即在設計階段主動提高建筑、環境、居民三者之間的整體互動性，設計時應該綜合用戶要求來確定建筑節能設計方案，在保證建筑功能性的同時協調建筑與附近環境之間的關系。這種設計方式不僅可以增加建筑居住體驗，還能夠讓設計方案的整體質量得到明顯提升。需要注意的是，節能設計正是建筑工程設計的重要發展趨勢，所以有必要通過融入互動性原則來保證設計效果。

2.2 節能設計思路

對于節能建筑而言，建筑節能設計是必然的發展趨勢，能夠對人們的生活、工作帶來非常大的影響。傳統建筑設計并不會刻意追求建筑節能性，而節能設計則能夠在資源層面大幅降低損耗，這種節能模式無論是經濟性還是社會效益，都將遠遠超越傳統設計模式，因此，節能建筑是契合時代發展特征的一種重要建筑形式。建筑節能設計的重要性毋庸置疑，就目前而言，我國有很多建筑物其主體設計與建筑裝修將會分別進行，有時業主會在裝修過程中改變原有的設計布局，進而導致資源浪費的問題發生。因此在開展建筑節能設計時，應該重點關注整體設計與室內裝修之間的結合，通過在建筑施工中發揮節能作用，可以讓建筑物的節能設計質量得到保障。除此之外，建筑設計期間還應該注意建筑物本體結構的節能作用，通過細致規劃房間縱深、門窗位置、大小等細節，可以有效提高建筑物的通風性能與采光。通過對建筑區域的日照、降雨等因素進行綜合分析，并加強對于新能源、新材料的應用，還可以進一步提高節能設計效果，讓建筑節能設計變得更加和諧[2]。

3 建筑工程設計中的節能設計分析

3.1 建筑物各個部位的節能設計分析

建筑物各個部分的節能設計屬于建筑構造設計得一種方式，建筑物在設計期間需要在滿足功能性的同時對各個部位的造型、結構等方面進行優化，然后借助建筑物外部環境來滿足建筑物節能設計的實際需求。

3.1.1 屋頂節能。建筑物的屋頂部分至關重要，作為建筑物直接接觸外部空氣的重要結構，加強節能設計能夠提高建筑物的綜合性能，建筑物的整體質量也將因此而有所提高。在開展節能設計時，可以通過坡屋頂設計、加強保溫的方式來保證節能效果，如有必要還可以結合實際情況設置隔熱屋面。例如采用蓄水、種植屋面的方式來強化隔熱能力[3]。除此之外，還可以設置通風屋頂，對強烈的太陽光進行合力攔截，順利排放室內熱氣。

3.1.2 樓板層節能。樓板層的節能設計應該著重利用結構來保證節能效果，通過中空設計，并對樓板吊頂進行優化，便可以降低能源消耗，例如通過加設循環水管，便可以在夏季時采用冷水循環的方式實現降溫；冬季同理，可以利用熱水循環來為屋子進行取暖。需要注意的是，水循環設計應該注意管線質量，否則很容易縮短使用壽命。

3.1.3 外墻體節能。外墻作為整個建筑系統重要維護結構，長時間暴露在外，為此需要重視外墻的節能設計，大部分條件下，建筑外墻可以進一步分成非承重以及承重墻兩種形式，發揮著有效的保溫、支撐作用，不同材質和不同形式外墻結構應該選擇不同保溫設計方法，滿足建筑工程節能要求。在設計中還需要迎合建筑隔音要求，所選外墻保溫材料涵蓋擠塑保溫板、膠粉聚苯漿料以及聚乙烯泡沫板泡沫板等材料。

墻體節能設計不僅應該注意針對氣候條件進行防潮、隔熱等設計，還應該針對微氣候環境條件來進行特殊改造，例如在冬季寒冷地區，就可以通過夾心墻體以及各種蓄熱墻體來保證外墻問題。而在氣候環境干熱的地區，則可以在外墻設計中加設風口，根據需求的不同，墻體設計方式將會有所調整。只要能夠結合墻體需求同時兼顧耐久性與功能性，就能夠讓外墻的節能設計滿足建筑工程。

3.1.4 建筑門窗設計。優化門窗設計，門窗作為建筑內部空間冷熱交換最為活躍和敏感的環節，相關保溫性會直接影響建筑采暖質量和氣密性。為此，門窗設計同時也是節能設計核心。在實施綜合設計中，需要聯系特定區域的環境特征和氣候條件，進一步擴大和外墻比例，改善墻體厚度和氣密性，優化門窗保溫隔熱能力。門窗設計是建筑節能設計的重中之重，據有關資料統計，高能耗建筑中約有40%左右的能耗都是從門窗中散失的，所以應該加強對于門窗節能的重視程度，以此來強化節能質量。門窗節能設計可以通過以下幾點來完成：第一，優化窗墻比。建筑窗墻比就是窗洞、立面單元面積之間的比值，在建筑節能設計中，朝向不同的建筑物對窗墻比有明確規定，所以在節能設計中，必須找出適合的窗墻比值來加強保溫、傳熱效果。第二，提高外窗氣密性。外窗氣密性可以有效減少空氣滲透所帶來的影響，可以通過設置泡沫密封條等方式來提高窗戶的密封程度。在設計階段，應該結合建筑需求來選擇外窗密封材料，密封設計期間應該盡量選擇有彈性的材料，例如毛氈、聚乙烯泡沫等密封材料。在此期間，還應該注意框與扇等結構方面的密封設計，只要能夠從細節中保證密封效果，就能夠有效降低外窗能耗，保證建筑節能質量。

3.1.5 建筑圍護結構細部節能設計。結構細部節能是建筑物節能設計中的重要一環，可以從各部位細節入手來完成節能設計。第一，熱橋位置要注意加強保溫性，并防止斷橋問題的發生。第二，外墻出挑、附墻部件如陽臺、凸窗等應該專門進行隔斷熱橋與保溫。第三，窗口外側墻布要加強保溫處理，然后針對門窗與墻體縫隙進行添堵，選擇保溫材料時要注意其質量與性能，避免因為材料開裂問題而影響到建筑節能效果。

3.2 太陽能技術

太陽能作為一種取之不盡的重要能源，同時具有清潔性、儲量大等優勢，在建筑節能領域中，太陽能是一種常見清潔能源，所以在進行建筑節能設計時，太陽能技術的應用十分關鍵。通常情況下，太陽能技術在設計階段可以分為被動、主動、綜合利用等多個途徑，只要能夠結合建筑需求來選擇太陽能技術的使用方式，就能夠有效提高節能效果。而且需要注意的是，清潔能源作用我國近些年重點研究的能源項目，太陽能技術將會隨著時代發展而持續優化，優化后的太陽能技術還將進一步影響到太陽能建筑的設計。

3.2.1 太陽能光熱技術分析。光熱技術是一種常見的建筑節能技術，太陽能熱水器便是光熱技術的一種外在體現。通過在建筑節能設計中為各個家庭安裝具有獨立性的太陽能熱水器，能夠有效降低電力能源的消耗。由于太陽能熱水器對建筑外觀的影響非常大，所以在設計階段，必須利用適合的方式令熱水器與建筑物相融合，避免出現景觀不和諧的情況。很多建筑工程因為熱水器的設計不合理，還會出現先裝后拆的問題，這樣不僅會影響到建筑節能設計質量，還將會延長工程周期，增加成本投入。所以應該在設計階段便注意對光熱技術的利用，以此來防止后續修改設計的情況發生。

3.2.2 太陽能采暖技術。太陽能采暖通常可以分為兩種形式，即被動采暖與主動采暖，其中被動采暖相對比較簡單，通過對建筑朝向、環境進行科學布置，加以配合材料選擇與結構設計，便可以令建筑物利用太陽能實現被動采暖。而主動采暖則要利用常規能源來進行輔助，例如通過水泵、風機來作為動力源，通過將太陽能集熱器中的熱水、熱空氣送入至屋內。

3.2.3 太陽能空調技術。太陽能空調可以分為光電轉換加電力驅動的常規制冷技術，以及由太陽熱能所驅動的制冷技術，從太陽能系統與制冷熱源溫度來進行劃分，可以將空調分為高中低三類空調，只有在建筑節能設計中選擇適合的空調類型，才能夠保證節能效果。設計人員在建筑工程施工中還需要針對不同資源實施優化配置，科學處理各種生產廢料，促進廢料實現二次利用。資源能源循環利用中，嚴格按照國家標準要求進行太陽能系統設計，積極參考開發商和用戶要求，配置完善系統。

3.3 采暖規劃分析

在建筑節能采暖設計期間，要對建筑選址、分區、布局等多個方面來進行綜合參考，然后利用季風方向、太陽能等外部環境來調節建筑溫度，在不影響建筑功能性的同時節約能量。例如，建筑選址應該盡量避免凹地位置，因為冬季的寒冷氣流將會出現霜凍效應，為了保持內溫將會提高能耗。節能建筑只有從采光、通風、保溫等一系列因素中進行設計規劃，才能夠有效提高節能效果，避免能耗過大的問題發生。

4 結束語

總而言之，節能建筑設計是建筑領域的一種發展趨勢，通過加強細節設計，能夠在不影響建筑功能、美觀性的同時降低能耗，只有找到適合的節能設計方案，才能夠將節能效果完全發揮出來。相信隨著更多人了解到節能建筑設計的重要性，建筑節能設計一定會變得更加完善。