建筑节能发展趋势谈节能建筑设计

罗平国

摘要：建筑节能是长期的、持续的和发展的动态过程, 又是一项系统工程, 涉及建筑材料、建筑设计、建筑构造、建筑物理、建筑施工、暖通空调、物业管理、政策法规等诸多方面的因素。本文探讨了建筑节能发展趋势谈节能建筑设计。

关键词：建筑节能；重要性；节能建筑；设计

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

能源现在已经成为一个世界话题，能源是一个国家赖以生存的基础，也是经济发展，科技进步的根本保障。随着我国经济的快速发展，人们生活水平的大幅提高，我国每年都有数以千万的建筑拔地而起，这些建筑的诞生都需要大量的能源为前提。如果长此下去，我们的国家将不能堪付这种巨大的需求量，那么后果是惨痛的，所以我们一定要加大建筑节能设计的步伐，摒弃传统的建筑方式和材料的选择，要以节约能源为首要任务，创造设计出最合理的建筑形式。

一、建筑节能设计的重要性

1、秉承“因地制宜”的节能设计理念。重视当地气候环境因素和资源条件, 因地制宜、合理利用, 建立寿命周期成本观念, 寻求最佳的合理方案, 设计满足人们对建筑室内环境需求的绿色节能建筑。

2、建筑外围护结构的热工设计应适当超前。现行建筑节能设计标准对建筑外围护结构热工性能的规定性指标实际水平较低, 距离舒适性建筑的要求甚远。随着我国经济的发展, 建筑外围护结构的热工性能必然会逐步提高, 因此建筑外围护结构的热工设计适当超前是必要的。

3、建筑设计者要有社会责任感。建筑节能是贯彻国家能源节约法和可持续发展战略的大事, 由于建筑的使用年限较长, 使用期内耗能巨大, 建筑设计者实际上承担了一份涉及到国家发展战略和后代人生存条件的社会责任。

4、重视建筑设计工作者的继续教育, 提高设计者的综合素质。由于节能新技术发展很快, 涉及许多技术领域,在设计实践中, 坚持节能新技术的学习, 完善设计者的综合素质和节能设计水平是实现建筑节能设计目标的基础。

二、节能建筑设计措施

1、建筑物的平面布局设计

在节能建筑的平面设计中，对于建筑的体形、朝向、布局都要考虑周全。一般来说，在建筑设计中，建筑物的外形越简单，建筑物体形系数就越小，热量交换量也就越少，建筑节能的效果就更好。而且适当的建筑体形还可以节约用地、节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的消耗。此外，建筑的朝向与节能也有着直接关系，因为不同朝向的建筑物，在不同季节所得到的太阳辐射热能量不一样，热损失也不一样。科学的建筑朝向可在冬天避开寒风的侵袭并充分利用温暖的日照，而在夏季又可以获得良好的自然通风条件，从而保证室内冬暖夏凉的效果。同时，巧妙布局建筑物平面也能获得较好的节能效果。因此，为了利用自然环境来使室内达到最大的舒适度，可以将住户经常出入的厅、主要卧室设置在日照通风条件最佳的南风位置，从而为住户节约采暖和空调的能耗。

2、建筑各部位的节能构造设计

建筑各部位的节能构造设计, 主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时, 通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等) 的造型、结构、材料等方面加以进一步设计, 充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。

（1）屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分, 主要节能措施为: ①采用坡屋顶；②加强屋面保温措施；③根据需要, 设置保温隔热屋面( 架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等) 。楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间, 以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中, 夏季可以利用冷水循环降低室内温度, 冬季利用热水循环取暖。

（2）建筑外围护墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外, 还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上, 如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体( 如水墙) 设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等；而在马来西亚, 杨经文设计的槟榔屿州Menn a ruUmn o 大厦外墙中,则外加了一种“捕风墙”的特殊构造设计, 在建筑两侧设阳台开口, 开口两侧外墙上布置两片挡风墙, 使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风捕捉到阳台内, 然后通过阳台门的开口大小控制进风量, 形成“空气锁”, 可以有效地控制室内通风。

（3）建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有4 0% 的耗能是通过门窗散失的。因此, 解决好门窗节能的问题相当重要。

（4）建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要, 应从以下各部位着手: ①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施；②外墙出挑构件及附墙部件, 如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施；③窗口外侧四周墙面, 应进行保温处理；④门、窗框与墙体之间的缝隙, 应采用高效保温材料填堵；⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙, 宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封, 避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能；⑥采用全玻璃幕墙时, 隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。

3、新能源系统在建筑节能设计中的应用

人类社会目前消费的能源, 包括建筑使用消费的能源,主要是煤炭、石油和天然气等石化能源。这些能源资源有限, 不可再生, 终究要枯竭。利用太阳能、地热以及其它非常规能源给建筑物采暖、制冷、供热水甚至供电, 可减少对常规能源的需求, 具有非常重要的意义。

( 1)太阳能热水系统。太阳能是一种能量密度较低的环保能源, 其中热利用的太阳能热水器技术已趋成熟, 我国目前是世界上太阳能热水器的最大生产国和使用国, 但是目前太阳能热水器综合利用的技术水平低, 安装、使用和管理都处于一种无序状态, 对建筑外观产生一定影响。为了更好地利用太阳能, 必须综合考虑太阳能技术和经济、环境、人文等因素之间的合理关系, 将太阳能设计成一个子系统融合在建筑之中, 即实现太阳能与建筑的一体化是今后建筑设计需要考虑的一个问题。

( 2)太阳能电池发电系统。太阳能电池发电系统是利用光伏效应原理将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。西方发达国家应用已有比较成功的经验。由于成本高, 在国内的大面积推广应用还需要时间, 可以优先考虑在公共建筑和较高档的住宅区中试用, 以积累设计和使用经验。预计21 世纪中叶太阳能发电系统的成本会下降到一个较低水平, 太阳能电池发电系统将是最重要的建筑辅助能源系统,在世界可持续发展的能源结构中占有一定的比例。

( 3)地热资源利用。在新能源和可再生能源大家族中, 地热是目前最现实和最具竞争力的天然能源之一, 采用地源热泵技术利用地热资源可冬季采暖, 夏季制冷, 节能效果十分理想, 且具有常规采暖系统不具备优点。目前正在建设的国家大剧院就是国内利用地热资源的典型案例。

总之，建筑节能的目的是减少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。建筑节能设计是建筑业可持续发展的重要课题，在我国现阶段，提倡结合当地资源情况运用与经济发展水平相适应的节能技术，不顾成本为片面追求低能耗目标也不符合经济水平，应逐步推广使用节能新技术。同时开发太阳能、风能、地热等可再生能源技术的开发，大幅度降低可再生能源的利用成本，达到居住建筑节能设计标准的采暖节能率。

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