建筑设计中的节能方案设计分析

张禹

摘要：随着建筑节能研究与实践的不断深入，建筑节能的方法得到了不断的改革，节能的理念也更加深入人心，建筑设计的内涵也得到了不断的延伸和丰富，中国的建筑节能工作取得了一定的效果。本文主要对建筑设计中的节能方案设计进行了分析探讨。

关键词：建筑工程；技能设计；节能方案；设计展望

中图分类号：TU198文献标识码： A

我国建筑能耗在总能耗中占很大比重，建筑行业全面节能成为重中之重。而建筑设计是其中的重要环节。建筑设计应结合当地的事实条件比如地理环境、气候条件,按照国家的节能政策和节能标准的规定,在传统民居中吸取营养,充分地利用地方材料，从建筑的整体及外部环境、单体设计、围护结构的整体及细部构造设计等方面全方位进行节能设计。

一、建筑节能发展现状

面对能源短缺问题，我国积极倡导节约能源、可持续发展，建设部将建设节能型建筑纳入今后城市建设的重点发展方向，相关的指引、标准和法规相继出台，要求将建筑设计与建筑微气候、建筑技术和能源的有效利用相结合。《民用建筑节能设计标准》规定通过在建筑设计和采暖系统设计中采用有效的技术措施将节能率从原来的50%提高为65%，对围护结构的技术与产品、部品以及供热系统的要求提高到一个新水平。

优化节能设计方法从本质上要求设计者从整体综合设计概念出发，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用自然环境创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依赖。但在实际操作中，设计者习惯于以往的设计思路，只考虑建筑、结构及水暖等方面的合理与否，并不用心去考虑节能的问题，因此实际的节能效果普遍达不到设计标准的规定，建筑能耗仍然处于一个很高的水平，形势不容乐观。

在我国既有城乡建筑中，只有3.2亿m2房屋是节能建筑，尚不足全国既有建筑的1%；在每年新竣工的建筑中，节能建筑面积不到1亿m2，尚不足竣工建筑面积的5%。以居民住宅能耗与建筑业能耗为例（居民住宅能耗近似地以综合能源平衡表中居民生活能耗表示，建筑施工能耗以建筑业能耗表示），我国建筑节能设计虽然已经得到政府主管部门的高度重视，但历年的能耗数据却反映出其实施结果令人担忧。

二、建筑设计中的节能方案设计

1、整体及外部环境的节能设计

1.1合理选址

建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。

1.2合理的外部环境设计

根据建筑功能的需求，应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境，创造建筑节能的有利环境，主要方法为:（1）在建筑周围合理布置树木、植被，既可有效地遮挡风沙、净化空气，还能遮阳、降噪，从而减少空调能耗；（2）创造人工自然环境，如在建筑附近设置水面，利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。

1.3合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面，圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候，起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果；对于沿海湿热地区，引入自然通风对节能非常重要。在规划布局上，可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压，即使在无风时也能形成通风，在建筑体型设计上形成风洞，使自然风在其中回旋得到极好的通风效果，达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。建筑设计中要权衡社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等多方因素之间的得失，找到一个平衡点，选择出这一地区建筑的最佳朝向，尽量避免东西向日晒。

2、单体节能设计

建筑单体的节能设计是针对建筑单体自身，包括内部空间、节点、使用材料等各方面进行的设计，拟在利用既有的建筑外部气候环境条件，来达到节能和改善室内微气候环境的效果。具体措施包括对建筑各部分的节能构造设计;合理分隔建筑的内部空间;使用新型的建筑节能材料;优化设备的选择与设计等。

2.1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的要求之外，通过对建筑各部位的造型、结构、材料等方面加以进一步优化设计，充分利用建筑材料自身特性的有利条件，减少能耗和改善室内微气候环境，从而达到节能的效果。 具体有以下方面：

（1）屋顶设计

屋顶作为建筑物的重要组成部分，有两大特点。一是直接与大气接触;二是室内与外部空间发生能量交换而导致室内能量损失的主要部位。对于屋顶的节能和保温可以通过以下措施。一是屋面设保温层;二是屋面选型选用带阁楼层的坡屋顶以及遮阳屋顶等;三是设置保温隔热屋面，如架空隔热屋面、蓄水屋面、绿化屋面等。

（2）围护结构

围护结构的保温隔热有三大指标，即传热系数、结构热惰性和热稳定性。因此，围护结构的节能设计应该从这三点出发，减小传热系数，增大结构热惰性，保证结构的热稳定性。具体的措施是改善维护结构的材料，优化维护结构的构造形式，如围护结构外墙选用节能性较好的材料如加气混凝土砌块、砂加气制品等;减少围护结构外表面对太阳辐射的吸收，可改变粉刷颜色和饰面材料，如采取浅色粉刷或光滑的饰面材料;从而达到节能减排的作用。

（3）门窗设计

研究表明，外门窗的传热系数约为墙体的3～4倍，是得热和失热的重要渠道，因此它是节能设计中的重点部位。外墙门窗的设置应该注意两点，一是东西南北开窗有别;二是房间功能不同开窗也不同。除满足自然通风的需要外，还应注意主导风向的影响。冬季迎风面应尽量减少开窗面积，减少冬季寒风的渗透，有利于室内保温;夏季迎风面可作为主要的开窗部位，从而使自然风改善室内的渗透通风。在外窗设置的部位，应选用密封性能好的材料，如选用胶条密封。尽量选用气密性较好的窗型，隔热性能好的门窗配件，如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材等窗框，并减少窗框的外露面积。采用保温隔热性能好的玻璃如Ⅱ中空玻璃、镀膜玻璃等。通过细化各个细节，做到室内保温，从而改善人们的居住环境。

2.2节能材料的选用

建筑节能材料的选择对建筑节能有着重要的作用，良好的建筑材料除了满足建筑基本的需要之外，还可以起到节能的效果。选择建筑材料时，应注意材料自身的健康性、高效性、经济性和节能性。随着当前建筑行业大量新型材料的出现，包括新型保温材料、防水材料、新型隔热玻璃等不断应用到建筑设计中，用于墙体、屋面、外门窗等各个部位，不仅起到了更好的保温隔热和防潮作用，健康性和性价比也很高。目前，针对各个需求都有一些新型材料被研发出来，除此以外，还可以根据当地的实际情况，将地方性的一些特色节能材料发掘出来，应用到节能设计中去。

三、建筑节能方案设计展望

目前，建筑设计正从单纯重视建筑美观性、视觉冲击力向综合考虑经济性、安全性、居住舒适性、能源节省等方面转变。建筑节能设计从只重视技术节能向技术节能、行为节能和管理节能综合节能方向转变，总的来说就是向综合性能化设计的方向转变。针对具体的设计条件和要求,对建筑节能设计方案的可行性、经济性、节能性、可靠性、可控性、可维护性、安全性、舒适性、美观性、环境影响等十大评价指标进行综合评价,以确定最合适的设计方案。在设计管理方面,加强对建筑方案设计阶段的节能性、经济性、环境影响、安全性等建筑性能指标的评估控制，在建筑设计评标时,设计方案的节能性、经济性、环境影响、安全性应作为评标的重要指标。

结束语

建筑节能是我国节能减排的重要措施，虽然建筑节能在我国发展的比较晚，但国家正通过发布和制定相关的标准等举措大力推行建筑节能设计。建筑节能设计可以从建筑的整体节能设计、建筑单体设计和建筑节能材料等各个方面进行，借鉴国外的节能建筑的成功经验，通过严格地执行建筑节能设计的相关规范，同时加强我们国家对于新型材料的研发力度，就能从各个方面实现建筑节能设计，实现节能减排的重大目标。

参考文献

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