我国的建筑节能设计探讨

2021-04-01张鹏远

工程建设与设计 2021年16期

张鹏远

（北京建工建筑设计研究院，北京100037）

1 引言

可持续发展理念的提出是要求人们在满足日常衣食住行的基础上尽可能地减少能源的浪费并提高能源利用率，减少废气的排放。在建筑行业提出绿色环保理念也是同样的道理，目的是减少能耗和污染物的排放。为此，近年来，有关节能建筑设计的话题被迅速推上了热搜。事实上，节能建筑设计与以往普通的建筑设计有很大的差异，最明显的体现是对每一个环节的优化，为保证建筑在建设过程中可以符合实际情况，从而形成并制订出科学的设计与施工方案，同时，不会影响建筑的质量，在此基础上使建筑施工成本降至最低，尽可能地避开一些污染因素导致的危害。因此，遵循绿色施工与设计理念，可以更好地实现人与自然的和谐相处。

2 建筑节能概述

2.1 建筑节能的概念

建筑节能是指在规划设计建筑物并且对其进行建设和使用的过程中，按照国家在这方面制定的相关节能标准，运用一系列节能型技术或材料设备来提升对建筑物总能系统的运营管理，从而提升建筑的采热供暖及保温隔热性能，最终能够在满足建筑物功能应用或室内热环境质量要求的前提下降低建筑能耗，进行能源的科学合理利用。所以，建筑节能设计的优劣会直接影响建筑节能效果。一般会按照有关建筑节能标准的要求实现合理规划设计的目标，并且要求对节能材料及节能设备进行充分利用，确保建筑围护结构热工性能的设计质量，从而使建筑采暖和制冷、通风照明以及排水管道系统实现升级等，合理利用可再生能源，充分发挥建筑的使用功能，并且起到改善室内环境质量的作用。

2.2 建筑节能的重要性

当前，世界范围内的石油煤炭及天然气等不可再生能源已濒临枯竭，人类正面临着一场资源短缺的局面，这就迫使人们开始研究资源的可再生转换，即开始将原来的不可再生能源尝试性地转换成可再生能源，如生物能、核能、风能、地热能、太阳能等。

面对这样的现状，我国的能源开发存在着4方面的问题：（1）我国以煤为主要能源结构类型；（2）人均持有能源量少，总体储备量也低；（3）总体能源的分布不均匀；（4）能源利用不合理，利用率低。

基于此，在强化提升能源利用率方面开展节能建设工作极具现实意义，除了可以帮助缓解日趋枯竭的能源储备问题，还可以全方位实现能源的合理化或科学利用，最大限度地节约利用[1]。

3 环保节能型建筑设计遵循的原则

2005年，我国将建筑节能列入国家发展战略的新视野和布局战略当中。据相关数据统计，我国每年在建筑工程建设中消耗的能源约占全国能源消耗总量的30%以上，所以，建筑节能环保工作的展开一定要遵循几个客观原则：

1）设计本土化。设计本土化包含了除建筑外观形象本土化以外的内部装饰、空间环境以及建筑材料几个方面。进行建筑设计时，应遵循本地区的地域特征，而且应符合当地的实况，营造与本土文化或生活习惯相辅相成的建筑环境。

2）合理选址。建筑设计过程中，必须科学合理地选择建筑场地，首先要考虑当地的气候特点及地质环境，再对具体位置进行确定。另外，还必须保证建筑能够与四周环境和气候互相协调，以助于维持生态平衡。

3）外部环境设计的合理性。建筑地址确定后，应认真分析当地的气候特征，并且必须根据既定的使用需求对外部环境进行科学、合理的设计与布局，如此可以更好地对气候环境进行改善，营造出更加高效节能的建筑环境。

4 目前建筑节能设计中的主要问题

在我国，对建筑节能设计的相关研究起步较晚，而且对应的节能技术也并不成熟。另外，与之相关的设计经验较少，对应的建筑材料也比较欠缺，并且设计过程中很容易忽视许多细节，比如，过于追求结构设计忽视了节能设计；建筑设计者往往在设计过程中为了满足既定的设计效果和设计要求，忽视了成本费用，最终导致设计者的设计构思与开发商的目标不统一，从而引发利益冲突。最后，建筑节能设计的有关管理人员经验比较欠缺，缺少一定的节能创新意识，而且实际管理中管理方式不够严谨，无法真正将新的建筑节能设计措施应用到设计方案之中[2]。

5 建筑节能设计的方法

5.1 总体布局

建筑节能设计的实现要满足2个条件：

1）合适的建筑场地，综合考虑日照因素，且尽量选择南北朝向位置，使建筑空间朝阳，原因是此方向能够保证充足的太阳照射，有利于充分利用太阳能，减少暖通设备的能耗。并且结合具体的房间功能来展开建筑辅助用房或暂时停留人员的用房设计，这种类型的建筑具体应朝北方向进行设计，而楼梯以及电梯的设计一定要保证东西朝向。

2）合理利用自然风，借此实现自然通风，减少暖通设备的应用，从而减少建筑能耗。

5.2 外观设计

外观是建筑节能设计中的重要内容，要求简洁且具备立体感，避免对其功能布置造成影响，这时应选择比较简单的外形，以有效减小体型系数。相较于冬季，房屋空间夏季温度较高，较难散热，所以，应优化房屋建筑的长宽比例，尽可能地避免建筑物外墙出现凸面。切忌把外墙洞口设计在非门窗结构处，并且还要保证把屋顶设置在结构相对平整的顶棚上面。

5.3 构造设计

1）在建筑设计中，墙体占据着相当重要的地位，其设计应同时具备防水、隔热以及保温功能，为了降低建筑造价，通常使用空心砖墙或者复合墙体。对于复合墙体，一般是采用砖块或者钢筋混凝土作为承重墙，外侧与绝热材料相复合。空心砖墙除了能减少黏土的使用量，还能减轻结构自重，并且热阻较高，应用较为广泛。另外，需要重视墙体结构保温隔热措施的使用，进而达到建筑节能目的。如结合不同地区的实际气候条件，灵活选择墙体的结构形式，依靠墙体自保温、外墙外保温、外墙内保温、夹心复合墙保温等结构形式提高墙体保温效果。

2）对于窗户的设计。窗户可以起到保温隔热的作用，同时又能防火。所以，在朝向不同的情况下，要严格控制好窗户的面积比例。采用大窗户时，方向可设置在房间的东西方向，这样在夏季可以最大限度地提高窗户的遮阳性能。除此之外，还应选用热性能佳并且辐射低的玻璃，可以起到遮阳降温的作用。另外，可以在窗户上贴上透明的聚酯膜，该薄膜是常用的阻透性复合薄膜基材之一，具有较好的耐高温、隔热作用，还能吸收有害光谱、隔热节能，有助于建筑节能，具有较好的环保优势。

3）进行屋顶设计时，要注意做好屋顶的保温和隔热措施。在此过程中，不可使用密度较大并且导热系数较大的材料，一方面容易使屋面重量或者厚度进一步增加，另一方面会使房屋在夏季温度过高。

5.4 冷暖配置

在建筑节能设计过程中，必须特别强调住宅内部的冷暖调节设计工作，且在设计时要确保设计要求与结构节能设计的要求保持一致。近年来，人们对室内外的温度以及空气质量提出了更高的要求。基于此，应在室内安装具有节能效果的冷暖调节系统，尽可能地减少能耗。与此同时，对建筑进行环保节能设计前，应先做好合理的规划，还应结合实际需要选用合适的采暖设备，继而提高工作效率，同时，提高管道的保温效果和房屋管道的输送效率。最后，可以采用集中供热的方式降低燃料的消耗，进一步提高采暖系统的工作效率[3]。