浅谈我国建筑节能设计分析

马征西

摘 要：在自上世纪70年代末开始的全世界人口激增、全球工业不断发展、科学技术进一步提高和经济持续发展的大环境下，能源短缺的情况已不容忽视，而作为我国国民经济支柱产业的建筑业同样面临着新一轮的挑战，建筑节能已成为建筑设计未来发展的大趋势。

关键词：建筑节能；新材料；新能源；可持续发展

1 建筑节能设计的必要性

建筑节能是指在建筑物的规划设计、新建、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷剂热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。

目前，我国建筑在我国的能耗中占社会总能耗的三分之一，如果建筑都采用节能措施，对能源的紧缺就可以起到有效的缓解，据统计，如果新建建筑严格执行建筑节能标准，逐步推行既有建筑的改造，到2020年，我国每年预计可以节约电4200亿度，节约标准煤2.6亿吨，减少二氧化碳等温室气体排放8.46亿吨，可见建筑节能的意义非常重大，是非常必要的。

2 建筑节能设计

建筑节能设计是一个非常复杂的问题。建筑节能不是建筑某一个方面的节能，而是在设计中要综合考虑建筑整体的节能，不但包括建筑材料的节能，还包括施工过程的节能以及建筑整体性能的节能。在设计过程中要考虑建筑所在地的具体情况，如地理位置、地形、地貌、气候、天气、阳光、布局朝向以及建筑自身的楼高、层高、材料等，使建筑的外围维护构件保温隔热性能能够充分发挥出来，还要对建筑进行必要的绿化措施和园林经管建设，以实现整体节能措施的综合利用，使建筑的日常使用能够最大限度的减少能量的消耗，达到建筑节能的期待效果。

在国家建筑节能规范中，明确规定了建筑节能设计的基本原则，即与气候相适应的原则、整体性原则、综合性原则、性能性原则，同时在建筑节能设计的方法中还提出了以下几个问题，即通风换气与建筑朝向、体形系数、窗墙面积比、外窗及阳台门气密性指标围护结构个部分的传热系数和热惰性指标、围护结构、节能综合指标等。所以笔者认为，要达到建筑节能的目的应该考虑如下方面。

2.1 建筑整体和外部环境的节能设计

建筑整体和外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能的目的。

首先，选址要尽量符合自然的发展规律，尽可能利用天然的环境创造适宜人类生活的环境。比如选址在避风和向阳的地方，使建筑能够充分利用冬日的阳光和夏天的荫凉，同时建筑自身对于周围已经存在的植被、动物、土壤等的危害要達到最小化。其次，建筑物的朝向与节能也有很大关系，南北朝向建筑物的耗能是最低的，在中华人民共和国行业标准中就明确规定：建筑物朝向宜采用南北或接近南北向，主要房间宜避开冬季主导风向。为了达到节能的目的，若其他条件允许时，应尽可能的首选长方形，朝向朝南，尽量避免东西方向。同样，建筑适当间距可使建筑物得到极佳日照质量以及相对长时间的日照，非常有利于建筑节能。但在设计中要处理好节约土地资源和建筑间距的关系，所以在平面设计的时候，必须将建筑物合理布置，达到较小间距和良好日照的最好组合。如济南的太阳树国际公寓采用了一系列的节能科技措施及欧洲成熟的建筑技术，建造“恒温恒湿”高舒适度低能耗的新型生态高科技公寓。该建筑项目以小高层板楼为主，其规划设计充分考虑基地自然地形和周边整体自然环境，营造出一个现代时尚和生态科技相结合的高尚住区。

2.2 建筑物墙体的节能设计

为建立适合资源节约和环保的经济模式发展的良好基础，我国实施了一系列能极大推动建筑墙体节能和建筑墙体节能产业发展的环境政策。早在2005年国家就强制规定，必须通过改善建筑维护结构保温、隔热性能，提高供暖、通风和空调设备、系统的能效比等措施，在保证相同的室内热环境舒适参数条件下，全面有效的大幅降低建筑能耗。墙体是建筑物的主体结构，墙体的节能直接关系到建筑的整体能耗，而外墙体的保温节能是建筑节能的重点。所以在设计时必须要考虑其保温设计问题，外墙体保温技术又分为外保温、内保温和自保温三种，在实际的外墙保温工程中，面层开裂问题较为严重，成为较多的建筑通病之一，防裂是墙体保温体系要解决的关键技术。外墙外保温是将保温隔热材料置于外墙外侧，使内部结构墙体受到保护，但在设计时必须考虑采用合适的保温材料和合理的构造措施，因为一旦墙体保温层保护层开裂，墙体保温性能将发生很大改变，非但满足不了设计的节能要求，甚至危及墙体安全。

2.3 建筑节能设计中充分利用太阳能

目前建筑节能设计中新能源的利用已提到议事日程，而太阳能的利用就是其中非常重要的一项。我国具有丰富的太阳能资源，太阳能以其清洁、储量巨大、成本低、无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源利用的首选资源，在现代节能建筑设计中加强太阳能的利用是实现建筑设计可持续发展的重要环节。太阳能可以为建筑供暖、供热水、供电，甚至能够提供建筑物全部的能量。所以，太阳能与建筑结合有着极大的优点和优势。比如太阳能热水器，是利用集热器吸收阳光，并将光能转化为热能，再通过热水储备装置将热水储备起来。而要使太阳能热水器真正与建筑有机结合在一起，在进行建筑设计时就必须考虑把它作为建筑的一个组成部分，使其与建筑达成完美统一。如世界第一高楼著名的迪拜塔，没有废水，没有排放物，不需要外部能量，采用了一个尖顶形状的建筑利用置于楼顶的224个日光反射装置，将阳光聚焦于中央接收器。塔内还有咖啡厅和观景台，全部是由大楼自身产生的太阳能供电。除此之外，剩余电量还提供给附近的迪拜扎比尔公园。

2.4 建筑节能中自然通风的运用

利用自然通风实现室内环境改善和建筑节能降耗是当今建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术。在国外，自然通风技术已经被越来越多地运用到建筑节能工作中。据统计，欧洲地区利用自然通风，每年可减少约三成的建筑能耗。因此建筑在设计阶段就应当充分考虑自然通风环节，尤其是新民居设计，不仅要关注自然通风技术，更要把这一传统技术与当地地理气候特征和气候因素等结合起来，提出多层次的、全面的和适宜的建筑技术，体现出“气候决定建筑”的设计理念。在设计时要考虑几个方面的问题：首先要考虑建筑体型与建筑群布局的设计。第二要注重围护结构的开口设计。第三“穿堂风”是自然通风中效果最好的方式，所以要讲究“穿堂风”的组织。第四在建筑设计中形成竖井空间，以加速气流流动实现自然通风。第五要重视屋顶的自然通风。第六尽可能选用双层玻璃幕墙围护结构。如北京朝林酒店的设计是采用分散式新风系统，将过去集中的送风口分散开，使室外空气从房间下部各方位缓慢流入室内，旧空气从上部溢出，整个室内充满了由新鲜空气形成的“新风湖”。在采用这种新风系统的房间中，分散式新风系统能够将外部环境的变化直接传达到室内使工作者能直接呼吸到室外的新鲜空气，满足了人们对自然界感知的心理需求。诸如此类的设计都是值得设计者学习和借鉴的。

3 结 语

综上所述，建筑节能是全球性能源危机下经济发展的必然需要，同时建筑节能技术在实际工程项目中的应用方式和潜能也非常巨大。建筑设计中进行建筑节能设计势在必行，作为建筑行业的一员，任重而道远，在今后的学习和工作实践中，一定要大力提倡建筑的节能设计，使我国的建筑事业能够快速、可持续的发展。