浅谈工程实践的建筑节能设计

魏 薇

(合肥工业大学 建筑设计研究院，安徽 合肥 230009)

浅谈工程实践的建筑节能设计

魏 薇

(合肥工业大学 建筑设计研究院，安徽 合肥 230009)

建筑节能的目的是减少建筑能耗，包括建造能耗与使用能耗。建筑节能越来越重要，而建筑节能设计已成为建筑设计的重要组成部分。结合工作经验，从实际工作出发，就建筑节能设计问题进行了初步总结。

建筑；节能；能耗；设计

现代社会高速发展，环境污染、能源危机问题日益突出，节约能源成为全社会共同关注、共同努力的问题。城市建设的快速发展使得建筑能耗在整个社会能源消耗中的比重越来越大。我国建筑能耗占社会总能耗的25%～30%左右[1]，降低建筑能耗能够起到降低和减少碳排放的目的[1]。节约资源、保护环境、提高人民生活水平、实现我国可持续发展战略，建筑节能是必不可少的举措。

建筑节能的目的是减少建筑能耗，包括建造能耗与使用能耗。建筑能耗中78%～85%为建筑使用过程中的能耗[1]。因此，通常意义上讲的建筑能耗主要指建筑使用能耗，把建筑节能的范围定义为减少建筑使用过程中的能耗。建筑节能设计简单的来说就是在建筑设计中，执行节能标准，采用节能型的技术、设备、材料和产品，在保证室内环境质量的前提下，减少建筑使用能耗。

建筑节能设计已经实施了多年，安徽省对节能的要求也在不断强化和提高，节能设计早已成为建筑设计的重要组成部分。目前，在建筑设计实践中，有关节能的计算和设计仍然还有一些需要完善和改进的地方。

1 确定建筑节能的类型和范围

在节能设计中，建筑根据实际使用功能确定节能设计类型：公共建筑、居住建筑。安徽省节能设计标准[2-3]对确定建筑节能类型有明确规定。一些功能较复杂的建筑为两种节能类型的组合，需要在设计中明确各节能类型，分类设计，分类说明。另外，公共建筑需根据建筑规模确定建筑节能设计类别：甲类公共建筑或乙类公共建筑，执行不同的节能指标。

需要特别注意的是一些特殊建筑和部位的节能设计。有些建筑有无需做节能设计的部分，如外廊、室外楼梯、设备用房和卫生间等，但出屋面的电梯机房，应做保温、隔热设计[2-3]。设计中应说明实际节能设计的范围，标明实际节能外围护结构的位置，并使节能外围护结构闭合。

2 节能设计的执行标准

根据不同的建筑类型和气候分类，节能建筑执行不同的国家[4-5]和地方标准[2-3]。安徽省属于夏热冬冷地区，节能目标为节能50%。合肥市的工程还应符合合肥市节能设计标准实施细则的要求，部分建筑需实行节能65%节能目标。

在实际工程中节能设计的各项规定性指标很难全部符合国家、地方的节能标准，必须进行建筑围护结构热工性能的综合判断。选择适用的节能计算软件，使用有效的软件版本是进行节能电算的前提。使用正确的计算软件即执行了正确的节能标准，保证了计算结果的有效性。在进行建筑节能综合判断时，区分建筑结构类型(重质或轻质)，使主要维护结构的传热系数、外门窗的综合遮阳系数的限制应符合安徽省地方标准[2-3](合肥市实施细则)的要求。

3 节能设计

节能设计中应选择较成熟的建筑材料，且充分了解维护结构和保温材料的性能和特点是必要的。节能计算时，材料的相关物理性能如导热系数、蓄热系数、干密度、修正系数，以及不同型材门窗的导热系数、遮阳系数、太阳得热系数等计算参数应以国标、省标中所列数据为设计依据。节能计算软件材料库中的计算参数以及材料供应商所提供的数据仅可参考，不宜直接采用。材料的名称表达应具体、明确、规范并与设计图纸表达一致。

建筑节能保温材料的选择不仅要满足热工性能的要求，而且要满足消防和使用安全的要求。

建筑设计防火规范[6]中对建筑不同部位保温材料的燃烧性能等级、防护层厚度以及其他一些防火构造措施做了相应的规定。如：设置人员密集场所的建筑，其外墙外保温材料的燃烧性能应为A级。外墙外保温采用B1、B2级保温材料时，防护层厚度首层不应小于15 mm，其他层不应小于5 mm等等。

安徽省地方标准对保温材料的抗压强度、厚度、外饰面等做了相关规定。如：无机保温砂浆用于内墙面、屋面或楼地面上保温时应采用干密度、抗压强度相对较大的Ⅱ型无机保温砂浆。无机保温砂浆外墙外保温系统采用涂料或装饰砂浆饰面时，外保温层设汁厚度不应超过40 mm；采用面砖饰面时外保温层厚度不应超过30 mm；采用面砖饰面时，饰面砖的应用高度不应大于40 m[7]。岩棉板外墙外保温系统不得采用饰面砖、石材作为饰面材料。岩棉板不得用于屋面和楼面保温层等等[8]。

节能计算时，应注重建筑节能计算模型的正确性和节能构造做法的合理性。如正确设置底面接触空气架空板位置；热桥梁柱的计算宽度应与外围护墙体等宽；热桥楼板的高度取值应与实际楼板厚度一致；外围护墙体内保温时，有内隔墙的热桥柱和热桥楼板无法做内保温计算时应取消内保温构造；坡屋面中顺水条、挂瓦条、块瓦为非闭合的构造层，在节能计算中不应计入外保温构造等。设计施工图是节能施工的依据，在工程实践中，施工图中有关节能的内容表达完善能够保证建筑节能系统的质量和施工的便利。

建筑节能设计专篇中应根据图纸深度要求对建筑类别、气候类型、节能目标、执行标准进行说明。明确墙体材料、保温材料的选用类型、厚度、相关物理性能和燃烧性能等级；明确门窗型材、玻璃类型和设计K值等。

在工程做法中明确维护结构的节能构造做法，在详图中正确表达各节点的节能构造等。施工图中所有的节能措施应与节能计算时的做法一致，或不低于节能计算的标准。特别需要注意的是当屋面采用倒置式屋面做法时，屋面保温层的设计厚度应按计算厚度增加25%取值，且最小厚度不得小于25 mm。

4 节能设计的优化

在项目设计中，因地制宜地将建筑节能的设计理念贯穿在设计的全过程，采取主动优化的设计原则。日常的工作中，设计多数都采用先建筑后节能的模式，在建筑设计的最后阶段才对已定型的建筑被动地进行节能计算和设计。结果，某些建筑因为忽略了建筑朝向、体型系数、窗墙比等一些对节能影响较大的因素，只能通过简单地增加保温层厚度，采用低K值的LOW-E窗等方法来降低外围护结构的传导系数，减少建筑运行能耗，以期达到规定的节能目标。建筑设计不合理不仅增加了节能的施工难度、建筑造价、安全隐患，而且不能取得良好的节能效果。

建筑节能是一项全方位的综合性的系统工程，在设计中采取各种策略或措施降低建筑能耗。一些有特殊要求或受条件限制需要节能外墙K值较低的建筑，为了避免保温层过厚的弊端，采用自保温墙体是较好的选择。外门窗能量损耗占建筑总能耗的比例较大，门窗散热25%～28%，门窗渗透23%～25%[9],是建筑节能的最薄弱部位。LOW-E中空玻璃窗因其K值较低在节能设计中普遍使用。但在夏热冬冷地区，既有夏季隔热的要求，也有冬季采暖的要求。低K值、低遮阳系数的玻璃有利于夏季遮阳却不利于冬季采暖，对一些建筑朝向不佳、窗墙比过大的建筑，往往并不能取得良好的节能效果。可以巧妙设置建筑外遮阳，做到冬季最大限度使建筑得热，夏季最大限度降低辐射热[10]，有效地解决这一矛盾。

5 结束语

建筑节能是实施能源、环境、社会可持续发展战略的重要组成部分，也是建筑本身走可持续发展之路的基本要求。随着建筑节能实施不断深入，建筑设计的方法和理念需要深化和变革以适应建筑业节能发展的趋势，建筑设计的内涵也会逐渐延伸，与各相关专业的联系将更紧密。因此，在设计中要多研究、多尝试、多积累、多总结，在有限的条件下将建筑功能与艺术和技术更好地结合，使建筑设计的各个方面都能体现出既符合建筑学原理，又符合节能原则的优秀建筑。

[1] 李宝鑫,芦 岩.寒冷地区窗墙面积比对建筑能耗影响分析[J].建筑论坛,2014(3):82～85.

[2] DB 34/1467-2011, 安徽省公共建筑节能设计标准[S].

[3] DB 34/1466-2011, 安徽省居住建筑节能设计标准[S].

[4] GB 50189-2015, 公共建筑节能设计标准[S].

[5] JGJ 134-2010, 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[S].

[6] GB 50016-2014, 建筑设计防火规范[S].

[7] DB 34/1503-2011, 无机保温砂浆墙体保温系统应用技术规程[S].

[8] DB 34/1859-2013, 岩棉板外墙外保温系统应用技术规程[S].

[9] 刘 程.建筑围护结构与建筑节能[J].工程设计与建设,2004(4):4～6.

[10] 张津弈,董露露,张 建,等.对《绿色建筑评价标准》的思考与建议[J].建筑论坛,2014(3):70～73.

2016-08-29；修改日期：2016-09-06

魏 薇(1973-)，女，安徽芜湖人，硕士，合肥工业大学建筑设计研究院高级工程师．

TU111.195

A

1673-5781(2016)05-0671-03