节能建筑设计探讨

曾皓

（重庆银桥工程设计（集团）有限公司，重庆 400038）

0 引言

随着人们对生活居住环境要求的增加，建筑本身已从单纯的满足使用功能变成更高层次的享受功能。为此，建筑、建筑环境以及建筑条件等均对节能、环保生态提出新的要求。众所周知，建筑虽然能发展城市，但同时也是大量建筑废弃物的造物者。在如今各行各业提倡可再生能源利用发展的新时代里，建筑工程行业同样应紧跟时代步伐，通过新工艺、新材料及新技术的应用研发，使建筑本身逐渐越来越趋于节能建筑，这样不仅能在改善自身生活环境的同时，减少高能耗建筑比例，缓解能源危机，还能有利于建筑工程行业节能的可持续性发展。

1 节能建筑的主要特点以及与建筑节能的关系

节能建筑是指遵循气候设计和节能的基本方法，经过对一系列因素研究分析之后而设计出来的低能耗建筑。随着我国建筑工程的建设速度不断加快以及建筑规模也在迅速的增大，在建筑方面应用的建造能耗以及建筑使用能耗也在随之增加，然而我国的能源相对紧缺，因此，为了持续发展而提出节能建筑的概念。节能建筑主要具有消耗资源少、性能品质高、生命周期长以及回收物多等特点，其利用节能结构、材料、产品和器具等来实现能耗的减少，其不仅仅降低环境污染、减少能耗的损失，而且建筑物的价值也有所提高，提升居住的舒适程度，同时，采用节能建筑也提高回收利用率，延长建筑物的使用周期。另外，我们需要将节能建筑与建筑节能区分开来，建筑节能主要是指从建筑的立项、规划、设计、施工以及后期的维护等方面将建筑的能耗降低下来，而节能建筑是指采用节能型的材料、结构、器具和产品等具有低能耗、低污染的建筑物。两者均是给予节省能源，但是措施和方向有所不同。

2 节能建筑设计的因素

在进行节能建筑设计时需要考虑多方面因素，其自然因素主要包括建筑群体和单体的规划分区，建筑物间的朝向、间距，太阳辐射、风向、气候以及其外部空间环境。在设计节能建筑时需要根据实际的情况进行分析，建筑设计阶段在整个建设环节都是非常重要的，对于其自然因素，应该首先对现场环境、地域气候、土层土质等进行详细的勘测，将建筑物的朝向进行确定。在选择朝向时，应该保证建筑物的整体具有充足的光照，并且通风性能良好，为整洁、舒适的室内环境建造打下坚实的基础。例如在我国的大多数区域中，建筑物的朝向一般都在南偏东、正南、南偏西之间，这样建筑物整体才能够有更好的采光条件，且使人们在冬季能够获得更多的日照，降低环境调节的能源消耗。

3 节能建筑设计

节能建筑设计旨在遵循外部气候条件，分析研究建筑群体和单体的规划分区、建筑物间的朝向和间距，太阳辐射、风向后，再从建筑自身（从外墙到内墙，从地面到屋面，从外门外窗到分户，从节能型器具、家电等）出发而设计出来的低能耗建筑。

3.1 墙体节能设计

墙体设计是工程设计中的关键部分，整个建筑的保温效果主要取决于外墙的保温水平。而新型墙体材料的应用不仅可以提高整个建筑工程的性能，还能缩短建设周期，减少工程施工对周围环境造成的污染。目前，新型墙体材料空心石膏砌块广泛用于建筑施工中。这种墙体砌筑块提高自身保温性能，且阻燃性好、造价低，可以节约施工成本。而实心粘土砖是以前建筑外墙经常使用的材料，这种材料保温效果差，且生产期内对周围的环境有一定的污染，不具备环保效果。因此，采用新型墙体材料不仅能降低施工成本，还能达到更加优良的保温效果。例如近几年推行的“纤维增强水泥挤出成型中空墙板”，该新型墙体材料除了具备成本低、保温好以及绿色环保等优点外，其还具有防火性能好以及强度高等特点。当然玻璃幕墙也是现代建筑常用的设计手法，虽然此类设计也能达到不错的保温效果，且让建筑外立面更具视觉感，但玻璃的光污染也是一个不能忽视的问题。

3.2 屋顶设计

屋顶结构长期受到阳光的照射，雨水的浸泡，造成作内能的大量损耗。在建筑工程中，屋面和外墙结构直接与外部环境接触，面积大，所以相对恒定的屋面温度在建筑工程中是非常重要的。因此，在屋面设计中应采用节能措施也是必不可少的环节。现在根据地域划分，大部分建筑工程采用空气层保温节能设计，这种设计造价低廉，保温效果好。

3.3 门窗设计

门窗的设计在建筑设计中占有重要的地位，做好门窗的节能应用，也是能够减少能耗。在具体设计中，设计师应合理设置门窗的走向和风格，建筑门窗的设计要最大化应用自然资源，如通风和光照等，空气流通和照明是先决条件，这样既节能又环保。另一方面，在门窗设计建造的过程中，因其自身材质与结构特点，致使其成为大多数建筑中节能较为薄弱的部位。因此，应该在这一环节选用绝热性能较好的窗框和玻璃型材，并对门窗的高度、位置、比例等做好调控。应该保证外窗在满足采光、通风的要求下面积不要过大，并确保各项数据比例在规定的限制内。若是窗墙比与要求不符，应该对建筑结构进行二次的综合权衡判断。门窗的紧密性设计如图1 所示。

图1 门窗的紧密性设计

3.4 加强对节能清洁能源的合理使用

节能清洁能源主要指可再生能源，即能源取之不尽、用之不竭，以满足当前建筑发展的需要。目前，光能、水能、太阳能是我国常见的节能清洁能源，因此在建筑工程的节能设计中，应加强光伏技术或地热技术的应用，降低能耗，加强环境保护。为了更好地保护生态环境，在加强建筑节能设计时，首先，要加强节能和清洁能源的合理利用，更好地实现可持续发展的目标。在我国的节能建筑行业当中，节约能源以及利用可再生能源是其环保主题当中的必要组成部分。其中对太阳能技术的应用已经成为当今世界上对环保节能方面的关键部分，同时也是对节能环保工作进行完善和发展的重要问题之一。太阳能作为一种可再生的能源，在进行节能环保工作过程当中被相关工作者给予了很高的重视，作为可再生能源的代表，太阳能在我国的节能建筑住宅设计的过程当中也给予了充分的利用。

3.5 节能材料的使用

建筑设计材料的选择必须根据建筑自身的需要，充分考虑材料和技术效果。合理、科学地选择对人类健康和环境影响不大的技术和材料是十分必要的。例如，在选择保温材料时可以采用硅酸盐，其作为一种高效保温材料具有使用周期长、不易老化、无毒无味等特点，是一种很好的节能材料的选择。建筑节能材料的使用打破人们生产传统材料的观念。以往的建筑设计不考虑生态环境，往往破坏生态、牺牲周围环境，使用的原材料对人体健康造成损害，影响到人类的生产和生活。目前，节能材料环保效果好，对人体健康无危害。一开始，节能材料往往被称为“生态节能材料”，节能建筑材料是一种具有节能作用的新能源。发展的基础是尊重和爱护自然环境，物质与生态之间存在相互依存、相互协调的关系。在建筑设计过程中，建筑材料的选择是非常重要的。在进行设计的过程中，要控制建筑材料的消耗，防止不必要的占用，注重节能增效，这样才能更好地保护生态环境，促进建筑业的可持续发展。

3.6 太阳能的充分利用

太阳能发电以及太阳能制冷和太阳能照明技术在当今建筑设计中已得到广泛的应用。其中，太阳能发电主要是通过建筑物顶部的一些集热板和相关发电装置进行结合，对大气当中的太阳能进行收集，然后通过太阳能集热板集发电装置，达到一种供电的效果，从而大大节省电力资源，为环保节能工作的发展提供动力。而太阳能的照明主要是通过一些太阳能收集电板，在白天对太阳能进行能量收集，然后进行不断的储存，到夜晚时太阳落山后，白天收集到的太阳能能量将会被应用到照明过程当中，其中最广泛的体现是在住宅区的道路照明以及地下室和车库等地区的照明，不仅大大节省电力资源，同时该照明系统更具有稳定性，并且照明效果好，而太阳能的制冷技术主要是将太阳能进行转化为电能，然后来驱动电冰箱的制冷器来进行制冷，这个过程不仅节省电力资源，而且其制作成本很低，被广泛的应用到我国的北方地区的住宅建筑当中。

4 结语

如今随着人口数量的不断增加，资源的消耗速度不断加快，生态环境的破坏、资源利用率的提高问题和建筑的能源消耗问题都是当前迫在眉睫等待解决的问题。通过对节能建筑的设计和发展，逐渐实现建筑物与大自然和谐相处，从而有助于我国建筑工程实现可持续性的发展，并且也起到对生态环境的保护作用。由此可见，绿色节能的建筑设计工作的发展问题，对我国建筑工程来讲具有重要的意义。