论楼房建筑中的节能设计

莫少南

（广西建设职业技术学院，广西 南宁530003）

随着我国城市进程的快速发展，各种住宅小区、高楼大厦如雨后春笋般拔地而起。城市进程加快的同时，建筑节能理念也开始成为建筑业的主流趋势。相比国外而言，我国建筑能耗存在着许多浪费问题。无论在建筑施工和建筑设计上，建筑工程都应坚持绿色建筑的可持续发展理念。

1 建筑平面布局节能设计

1.1 建筑朝向设计

设计楼房建筑的朝向时，应对楼房建筑的建筑选址、地理环境和气候条件进行全面综合的考虑。根据节约用地理念，选择、确定该地区最佳朝向，提高建筑自然通风效果，并且能够得到较长日照时间。同时，避免夏季过于炎热。由于我国地理位置的特点，导致多数地区建筑朝向为南方，以满足居住舒适度和节能要求。建筑布局除了考虑节能、朝向因素外，应该根据当地气候条件，选择不易受气候变化影响的方向。例如，在北方寒冷地区，应尽量使道路走向和冬季主导风向平行，避免积雪。而南方炎热地区，应考虑道路走向和夏季主导风向基本一致，加强市内、郊区的热交换，使市内多余热量转移到郊区。

1.2 建筑间距设计

楼房建筑间的间距越大，越有利于楼房建筑得到良好日照质量和充分日照时长，非常有利于建筑节能要求。但城市用地越来越紧张，根据节约用地理念，楼房建筑间的间距应该较小为好。所以，设计楼房建筑的间距时既要确保楼房室内的日照质量、时长，又要尽可能的不浪费剩余土地。日照间距是衡量建筑间距的标准、前提，日照间距是指前后建筑物长轴间的外墙距离，一般以冬至正午太阳照至后排建筑地层窗台位置为计算点，公式为tgh=H-H2/D.通常情况下，把建筑间距转换成高度比值，根据不同城市冬至太阳高度角来计算建筑高度、间距比值。

2 楼房建筑围护结构节能设计

墙体既是楼房建筑的主体，也是室内外温度交换的介质。节能建筑所节约的能源有一半是通过建筑围护结构的保温隔热实现的。节能外墙设计比普通外墙设计可导致室内温度的10度差值，所以，建筑围护结构节能设计是不可忽视的建筑节能设计。

目前常用的建筑外墙材料中，加气混凝土砌块、多孔粘土砖和复合墙体具有较好的隔热保温性能。复合墙体中主要包含矿棉、岩棉、聚苯乙烯、膨胀珍珠岩以及加气混凝土等绝热材料。建筑围护结构多采用外墙外保温技术，因为外保温可以有效隔断混凝土柱、梁等的热桥作用，取得预期节能效果。同时，有效减少建筑体形系数、外表面积、形体凹凸面积或围护结构面积，也可以起到节能的效果。建筑体形系数指建筑物外表面积和建筑所包围体积比值。相同条件下，拥有较小体形系数的建筑，其节能效果越好。根据热传递效应分析，建筑实墙阳角气流较差且散热量较大，而且构造柱、框架柱等具有热桥作用的构件也都设在此处。因此，建筑交角处温度远低于建筑主体内温度。而圆柱形建筑表面积较小、外墙棱角小，更有利于建筑节能。从太阳辐射热能分析，设计过程中应尽量增加建筑南面墙面积，减小其它墙面表面积。同时，种植植物也可以有效的调节室内温度，比如在日照强烈墙面附近种植绿色植物，可以减小建筑对太阳能量的吸收，减低传入室内的热量，并且有利于消音、吸尘，可有效减少室内的温室效应。

3 新能源的开发、利用

节能楼房建筑中的材料和能源应尽量不使用不可再生资源，可利用再生资源替代。在科技高速发展的现在，太阳能这种巨大资源能源开始逐渐被人们重视、开发和利用。太阳能用于楼房节能建筑中主要包括两方面：①太阳能热供应系统。通过太阳辐射给水加热，满足建筑内取暖、制冷及生活用水等。大多数太阳能系统都是供应热水系统。基本结构有：太阳能集热器、热能交换器、储存装置和能量供应装置等。以上装置通过自动控制进行组合，也可通过冷凝机将水制冷，满足供冷目的。②光电系统。光电系统是把太阳辐射转变为电能，提供建筑清洁能源的系统。在高层建筑中，建筑的高度在一定程度上限制了太阳能热水系统的效率发挥和广泛应用。但随着科技技术的发展，更加高效的太阳能热水系统会逐渐投入使用。光电池作为一种无污染、可再生能源，可以广泛的应用到动力泵、照明或其他电力设施中，达到建筑节能目的。

风能的利用包括两个方面：①利用风压辅助楼房建筑自然通风。②风力发电。当楼房建筑周围环境有丰富的风力资源时，可装设风力发电装置，常见做法是把装置设定在高处，例如风力发电建筑物顶部，可以捕获更多风力资源。需要注意的是，应控制发电噪声，避免影响周围环境。

4 建筑屋面节能设计

楼房建筑各个表面中，建筑屋面是接受太阳光照射时间最长的地方，也是受辐射最多的地方。所吸收热量是东西墙体的3倍左右，因此，屋面的高温隔热效果也很重要。屋面材料应选择导热系数高、密度较大、吸水率较小的保温隔热材料。可使用倒置式屋面在屋面防水层上增设憎水性材料，能够有效防止屋面防水层的老化，影响屋面保温隔热效果。采用这种方法具有使用广泛、施工简易等特点。另外，在屋顶上种植灌木或花卉形成生态屋面，不仅美化环境，还可以抵挡热源，降低温室气体排放，有显著保温隔热效果。自然界中，温度、热能都是从温度梯度高处流向低处，植物却可以通过太阳能进行光合作用、蒸腾作用维持、复制本身，即实现光能向化学能的转变。同时，植物土壤吸水饱和后能够形成憎水膜，可以滞阻水流，利于屋面防水，土壤具有良好的热惰性和较小导热系数，不会随着大气气温的升高、下降而产生大幅波动，方便屋面保温隔热。

另一种屋面节能设计是在屋面形成蓄水池，利用水蒸发吸热的特性，有效减低屋面传热量以及室内温度。根据相关人员测试表明，屋面种植植物或屋面蓄水都可以有效的影响屋面表面温度变化，较普通屋面而言，温度可低2～7度。另外，屋面结构采用平坡屋顶的构造形式，或在屋面保温层上设置架空层，都可以通过气流流动达到屋面散热的目的。同时，在恰当部位设置可调节的遮阳设施，如百页、窗盖板、遮阳棚、自动卷帘或热反射帘等，可以减少夏季太阳辐射，增加冬季日照质量，尤其重视建筑南向和西向窗。

绿色照明设计

楼房建筑节能设计应充分重视自然光的利用。可采用以下方式进行：减少楼层平面进深，充分采用自然光线、减少人工采光。利用光反射装置把太阳光线射入需要的室内空间，虽然不能增强光线质量，但可以使室内光线分布均匀。同时，对自然采光和人工采光相互引起的少量增热问题，应该达到能量的相互平衡，获取最佳节能效果。通过以下方法可以有效的自然采光质量问题：改善建筑座位布置或表面形态；对窗户、建筑立面进行精心节能设计，减少室内眩光等。最有效的方式是利用高效灯具、照明光源。各种电子镇流器、高效灯、高层质量配件或低能耗灯可以有效降低人工采光负荷。同时，通过各种建筑设备系统，如灯光控制系统、红外线控制系统和分区控制系统都可以明显的节省能源。

结语

楼房建筑的节能设计需要各个领域的大力配合、相互支持。若想取得建筑节能的快速发展，应做好以下几个方面。首先是提高群众节能意识，改变功利思想。其次是使用新技术、新材料。再次是强化楼房建筑节能法制建设，让建筑节能工作做到有法可依。总之，楼房建筑的节能改善应该以可再生能源为主，加强群众节能意识，推广新型节能技术。让建筑节能走可持续发展路线，只有这样才能够广泛推动建筑节能的发展应用。

[1]邱永亮，朱菊梅.住宅建筑节能优化设计的探讨.陕西建筑，2010(11):63.

[2]《太阳能技术在建筑中的应用》袁莹、胡林《世界建筑》2012.9.

[3]《绿色建筑》西安建筑科技大学绿色建筑研究中心中国计划出版社.2009(4):74.