浅析建筑设计中的建筑节能措施

谢思媛

一、前言

随着社会的发展和进步，能源在人类社会中的地位越来越重要。同时，由于各种耗能设备的出现，能源的消耗日益严重，对自然环境造成了很大的负担。我国虽然拥有较多的自然资源，但由于人口众多，我国人均资源占有率远远低于世界水平。在建筑行业中，不仅在建筑过程中消耗资源和能源，建筑建成后在照明，制冷取暖以及其他维持建筑正常运行所消耗的能源更加巨大；因此减少一栋建筑的能源消耗是一个漫长的过程。而为了更好地减少建筑建成后的能源消耗，这就需要我们在建筑设计阶段就开始考虑建筑的一些节能措施，例如从节水、节能、节地、节材及建筑智能化等方面进行设计来减少建筑使用所带来的能源消耗。

随着大众对节能的认识，通过减少自然资源的消耗从而降低了对自然环境的伤害，给人以更好的生活环境正在慢慢地成为全社会的共识。同时，绿色建筑正在成为当前建设领域的热点，建筑节能很好地适应当前建筑业发展的趋势，还可以提高企业的核心竞争力和市场竞争力，促进企业完美的转型和有效的升级。由此可见，在建筑设计中应用节能措施具有十分重要的意义。

二、建筑节能的措施

1.建筑周边环境设计

在不同的地区，我们会设计不同结构的建筑。在设计周边环境时，我们可以选择提高周边环境的绿化率。由于草地的吸热能力弱于混凝土地面，向外进行热辐射的能力也弱于混凝土地面，从而降低建筑周边的热辐射温度。世界环境保护组织称：当城市建筑的屋面绿化率达到70%以上水平时，该城市的夏季平均最高气温将下降10℃，冬季气温将上升5℃，热岛效应自动解除，空气将变得湿润而净洁。除了提高绿化率之外，还可以使用建筑遮阳技术，例如路面遮阳。路面遮阳可以通过降低太阳辐射从而达到降低温度的目的，大大提高了路面在夏天的降温和增湿作业。

2.建筑布局和朝向设计

由于我国处于北半球，我国的建筑朝向主要采用的是“坐北朝南”的形式，这样的形式可以使室内更好地接受到阳光。但由于现代城市高楼密布，如果没有考虑建筑之间的布局，一些较低的楼层由于遮挡关系很难接收到光照。所以在进行建筑设计时，应考虑各个建筑之间的整体布局，例如通过调整建筑之间的间隔、考虑各楼层的遮挡关系等，来保证每个楼层都能获得足够的光照。在进行建筑内部布局设计的时候，应考虑人员的活动量，将人员活动量较大的地方设计在建筑的外部或靠南的方向，从而接收到更多的阳光从而减少电能的消耗。

3.建筑窗墙比设计

建筑物窗墙比是指窗户洞口面积与窗所在的墙整体面积的比值。外窗是建筑必不可少的组成部分，与墙体和屋面相比外窗的热工性最差，是影响建筑环境和建筑能耗的重要因素之一。对于南方地区来说，其夏季高温时间较长，同时冬季温度多在零度以上，其建筑在夏季通风、降热的需求远高于冬季保温的需求；所以南方地区一般采用较大的窗墙比，用以夏季通风降温的需要。而对于北京、甚至哈尔滨这种冬季保温需求很高的地区，一般在满足室内采光需求的前提下，尽量采用较小的窗墙比，这样可以减少从窗洞位置散发的热量，达到室内保温的功能，从而降低室内采暖能源的消耗。

同时，窗墙比的确定除了与地域有关以外，还与建筑外墙的朝向有关，如《民用建筑热工设计规范（采暖居住部分）》中规定北向不大于0.20；东向与西向不大于0.30；南向不大于0.35，这是由于不同朝向的窗墙在一天中所受到的太阳辐射不同造成的。同时在设定窗墙比上限的时候，也要适当考虑窗墙比的下限，因为如果窗墙比过小则不利于建筑内部的采光，如果建筑内部采光较差则会增加照明能源的使用，所以我们在考虑窗墙比时应该在考虑了采光及通风的要求后，尽量采用较小的窗墙比。

4.优化建筑外墙等维护结构

在冬季，风力对建筑的热损失很大，外部气体流速的加快使得建筑表面的热量散失增大，同时导致室内的热量通过外墙向室外扩散，使室内热损失加大。因此，建筑外墙的保温措施应建立在科学可靠的基础上；可以考虑在房屋外侧设计保温夹层，利用保温结构减少屋内热损失，如添加外墙内侧石膏板和外墙外侧石膏板。同时对于北方的建筑，可以在设置保温夹层的基础上适当地增加外墙的厚度，或者直接采用页岩陶粒混凝土空心砌块等材料砌筑墙体。

在窗户的选择上可以选择双层玻璃或多层玻璃，因为单一玻璃的热传导严重，达不到良好的保温效果。在出窗框的选材方面，应该选择铝合金的材质，因为相较于金属材质来说，铝合金材质更能减少热损失。

屋面是建筑重要的维护结构，起到保温隔热作用。尤其是在夏季，屋面的太阳辐射相对大，往往屋面的温度可能达到70℃甚至更高，所以对于屋面的节能设计必须要考虑到隔热功能，我们可以选择在其上建设隔热层，这样可以减少太阳对于屋顶的直射，在夏季时可以适当降低屋内的温度，从而减少制冷能源的消耗。或者我们可以在屋顶铺设泥土层并在其上种植绿色植物，这样既可以改善空气，同时绿色植物又可以为屋顶提供遮挡，从而减少阳光直射的作用；南方很多地方在房屋四周种植爬山虎等植物与在屋顶种植绿色植物有异曲同工之妙，都是为了减少阳光对于建筑的直接照射，同时绿色植物在阳光的直接照射下，其温度上升幅度也要远低于混凝土和砖块的传统建筑材料，也可以起到在夏季对房屋的降温作用。

5.优化建筑外形

由于建筑某些部位处理不当，墙体内部容易产生冷凝水，建筑构造的合理性应建立在科学、可靠的基础上。优化建筑外形可以减少外部产生的冷凝水，因此可以起到一定的保温作用；在设计建筑外形时，我们要尽量减少建筑外表面或减少建筑体积系数，这样可以减小建筑外表面与空气的接触面积，减少建筑热量的损耗，从而起到保温作用。其次，合理设计建筑外形还可以节省不必要的建材的损耗。

6.新能源的使用

除了考虑建筑结构的设计，我们还应从建筑功能的设计来考虑。近代需求量最大的建筑还是我们日常居住的居民楼。对于农村或者一户一栋的建筑来说，日常的热水用量不会太大，因此我们可以采用太阳能热水器等装置来获取日常的热水供应，对于南方等光照比较足的地方，一年中太阳能热水器的热水供应相对还是比较充足的，一般足够一家3-5口的日常使用。同时对于城市中的居民建筑来说，太阳能更多地用来为楼道或者楼梯间的照明设备提供能源，因为这些照明设备相对耗能较低，而太阳能电板的功率基本上能满足这些设备的耗能。

关于冬季的取暖问题，我们可以用新的地热能来取代以往的炭资源。地热能是一种清洁可再生能源，对环境没有大的污染，还可以循环利用。用它来代替以前的煤炭，既可以节约被我们开采的数量不多的煤炭又可以保护我们的环境，减少温室气体或污染空气的有害气体的生产。例如，2008年奥运会就在奥运村装备了使用地热能的空调设备，同时利用地热能为奥运泳池的水进行加热

三、结语

本文主要从建筑周边环境设计、建筑布局和朝向、建筑外形和内部基础设施的设计等六个方面来讨论建筑节能设计的一系列措施；通过这些措施，我们可以有效地减少建筑在建成后的使用过程中的能源消耗。例如优化建筑布局等措施，并不需要另外消耗自然资源，这使得我们可以在投入同样资源的基础上，获得更大的利益；而使用新能源则减少了建筑对于人为供能的需求，从而减少了对煤炭、天然气等不可再生资源的消耗。这样既减少了使用者的使用费用，又能减少对自然环境的破坏，减轻自然环境的压力，给自然生态以休养恢复，让自然生态环境可以长期、和谐的存在，为子孙后代提供一个更好的生存环境。