试论现代建筑设计中的节能设计

龚 馨

(武汉东艺建筑设计有限公司， 湖北 武汉 430000)

试论现代建筑设计中的节能设计

龚 馨

(武汉东艺建筑设计有限公司， 湖北 武汉 430000)

环境危机和能源危机日益严峻，建筑行业属于高能耗产业，而且会在建设过程中对环境造成一定破坏，因此，在现代建筑设计中越来越注重节能环保设计。本文将对现代建筑的节能性设计方法进行探讨，主要分析了节能材料在建筑设计中的应用方法，包括因地制宜、循环利用和超前性设计等，在此基础上，探讨了建筑的单体节能设计、屋顶、墙体、门窗设计，以及综合环境设计和清洁能源的设计与利用等。

现代建筑；设计方案；节能性设计；节能材料

0 前言

建筑物在其建设和使用的过程中，会消耗大量能源，特别是建筑的使用过程。由于建筑的使用寿命较长，其使用过程产生的能耗远高于建筑的施工过程。因此，节能设计在现代建筑设计中具有重要地位，是设计师们必须关注的问题。通过节能材料的利用以及自然环境的利用，可以有效降低在建筑使用过程中产生的采光、通风等方面的能耗，实现建筑行业的可持续发展。

1 建筑材料选用的节能性设计

（一）因地制宜选择节能材料

建筑物在建设过程中，需要使用大量建筑材料，包括钢筋混凝土材料、管道材料、装饰装修材料等。许多大型建材从采购到运输过程中，需要消耗大量的人力、物理进行材料维护等工作，同时还要做好材料进场后的放置管理。在整个过程中，材料的运输过程是其能耗较高的部分，采用因地制宜的材料采购原则，可以有效降低运输过程的能耗，同时也有利于降低工程建设成本。另一方面，本地生产的建筑材料通常更符合当地的环境特点，在建筑工程中的应用有利于提升建筑的节能性[1]。

（二）确保节能材料的自身性能，注重对材料的回收利用

多数建筑材料的使用寿命较长，而且随着使用时间的推移，其性能和功能会有所下降。一些绿色节能材料在功能完好的情况下，可以发挥节能环保的作用，但是如果其自身结构遭到破坏，可能会丧失部分节能功能，特别是一些材料在报废后可能会对环境造成污染。因此，在设计过程中要对绿色节能材料进行严格把关，确保其在全寿命周期内能够符合相关节能性标准。而且材料结束使用后，要对其进行回收再利用，或对其进行讲解处理，避免给环境造成污染。充分利用可回收再利用的节能材料可以进一步降低建筑建设成本。

（三）节能材料的设计和利用应具有一定的超前性

国内建筑节能设计的相关研究起步较晚，相应的，节能材料的研发和应用也落后于发达国家水平，在建筑的节能设计方面还处于实践探索阶段，需要逐渐积累经验。在这种情况下，建筑节能材料的设计和应用应具有一定的超前性，积极借鉴国外的先进经验，引进性价比较高的节能材料，提升现阶段国内建筑的节能性设计水平。同时，引进先进材料也可以为国内的相关研究提供借鉴和参考，促使建筑节能设计水平的整体提升，有利于促进国内建筑行业的可持续发展[2]。

2 现代建筑功能结构的节能性设计

（一）单体建筑的节能性设计

单体建筑的节能性是指建筑本身的节能性，主要从建筑的外形、高度、外表面积等方面进行考虑，通过建筑自身结构的合理设计，达到节能的效果。建筑外形对建筑与外界自然环境的热交换有直接影响，在相同环境条件和同等体积下，表面积越大的建筑散热量也越大，因此，会造成较为严重的能量损失，不利于对自然热的充分利用。因此，在进行建筑设计时，可以通过降低体型系数的大小，控制建筑物自身的能量流失速度，提高建筑的节能性。相关研究表明，建筑的体型系数降低0.01，可以使耗热量降低2.5%左右。在设计时，可以通过减小建筑结构的面宽或加大进深等方式，对其尽心控制，将体型系数降低到0.30以下。

（二）建筑屋顶的节能性设计

屋顶是受阳光直接照射的部分，容易使顶层房间的温度明显升高，因此，要在设计时采取隔热措施或架设通风层，加强顶层的热调节能力。在屋顶加设隔热层的作用是吸收向室内传导的太阳辐射热，可以使屋面温度升高，与周围环境形成温差，可以将吸收到的热量散发到周围空气中。还可以采用倒置式屋顶，在防水层上设置保温材料，避免防水层受阳光曝晒。随着城市绿化建设的不断深入，在屋顶种植绿色植被已成为一种常用的节能设计方法。在屋顶上种植植物不仅可以起到遮阳的作用，还能通过植物的呼吸作用起到净化空气的效果。但是植物在屋顶种植扎根较浅，在强风环境下不适用此方法。

（三）建筑墙体的节能性设计

墙体是建筑物的主要围护结构，在设计时需要对墙体进行保温隔热设计，并采用新型材料，提升建筑墙体的综合性能。目前相关规定已明确禁止黏土砖在建筑外墙中的使用，强调外墙设计的节能性要求。可以使用复合墙满足墙体节能设计要求，采用钢筋混凝土结构作为承重墙，并填入保温隔热材料。随着节能材料的快速发展，节能墙体类型越来越多，包括加气混凝土墙、页岩多孔砖、内保温复合墙、夹心复合墙等。这些新型墙体结构都可以明显改善建筑外墙的保温隔热能力，目前已经在建筑设计中得到了广泛应用。

（四）建筑窗体的节能性设计

建筑的窗体结构是建筑进行采光和通风的主要结构，也可以起到一定的维护作用，合理的窗体设计可以使建筑对自然能源的利用显著提升。在设计时主要需要关注窗体材料的热阻、大小、与门的相对位置和开启方式等。窗体大小的设计主要通过窗墙比进行控制，南向窗户可以适当增加其面积大小，提高房屋的采光性能，其他朝向的窗户则应该适当减小面积，从而降低热量消耗。可以通过使用气密条等材料，提高窗体气密性。

（五）建筑环境和自然资源的综合利用

对建筑周围自然环境资源的充分利用，可以有效降低建筑在使用过程中产生的能耗。主要从建筑选址、朝向设计和楼间距设计等方面进行考虑。在进行建筑选址时，用充分考察建设地点的地质、水文环境等，并对其近50年的自然灾害情况进行了解，谨慎决定选址地点。在朝向设计上，南北朝向设计可以提高建筑对自然能源的利用率，同时还要考虑当地的季风风向。在建筑楼梯间距的设计上，要充分考虑日照时间和质量，虽然目前城市用地越来越紧张，有必要适当缩小建筑间距，但不能影响建筑的基本采光和通风需求。通过对建筑布局的合理设计，充分利用自然资源，降低建筑在采光、通风等方面的额外能耗。

（一）新型清洁能源的合理利用

现代节能建筑越来越注重对新型清洁能源的使用，特别是太阳能和地热能。太阳能的使用分为主动和被动两种方式，主动使用时通过加设太阳能转换装置，将太阳能转换为人们生活所需的电能和热能等，目前这一技术已经较为成熟。被动使用则是通过建筑的结构造型设计，增加对太能能的利用率。地热能的利用是通过地源热泵，将地层深处的热能转化为人们日常使用的热能，可以降低对化石燃料的需求。

结束语：综上所述，建筑节能设计社会发展的客观需要，对环境保护和能源节约具有重要意义。通过使用绿色建材，在其使用的全寿命周期内做到安全无污染和回收利用，可以有效降低建筑生产及使用对生态环境造成的破坏。通过综合利用各种节能设计方法，可以降低建筑能耗，环节能源危机。因此，在现代建筑的设计过程中，必须高度重视节能设计，灵活运用技能设计方法，承担起社会责任义务。[1]甄兰平,邰惠鑫. 面向全寿命周期的节能建筑设计方法研究[J]. 建筑学报,2003,03：56-57.

[2]孙加鹏. 试论建筑平面体形设计中的节能问题[J]. 科技与企业,2013,11：227.

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