低能耗建筑设计理念及其应用

邓鑫

【摘要】随着社会经济的不断发展，如今人们对于建筑能耗问题的关注也在不断增加。本文将对低能耗建筑设计理念进行分析阐述，并合理分析低能耗建筑设计理念在建筑设计中的具体应用。

【关键词】低能耗;建筑设计;节能环保

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

在当今建筑大力发展的背景下，为能够有效降低建筑工程的能源消耗，越来越多的建筑工程设计中开始引入低能耗建筑设计理念，并以此来实现降低建筑能源消耗以及整体舒适性的同时提高建筑整体经济价值，推动建筑工程实现快速发展。

1、低能耗建筑设计理念的应用意义

随着我国城镇化进程的持续加快以及人们环境保护意识的逐步兴起，如今社会对于建筑能耗的要求也在不断提升。据相关调查分析结果来看，我国建筑能耗约在全国总能耗的占比超过30%，并且随着近些年来人们生活水平的不断提升，此占比还呈现出逐年上涨的态势[1]。在此背景下，降低建筑能源消耗已经逐步成为国家及社会公众关注的重点，而所谓的低能耗建筑设计理念，就是在建筑设计过程中，结合建筑工程项目的实际情况，遵循科学配置原则，灵活应用各类先进的节能技术和节能材料，对建筑的整体能耗进行合理优化，促使建筑在运营过程中可以对如太阳能、风能等清洁能源进行充分利用，降低对化石能源等不可再生资源的依赖性，以此来实现节能减排的效果。

在实际建筑设计过程中，低能耗建筑设计理念主要体现在相关节能技术和节能材料的合理应用上，如建筑围护节能技术、建筑动力系统节能技术以及照明系统节能技术等。此外，在建筑设计中应用低能耗建筑设计理念不仅能够提高建筑使用中的舒适性，还能够对建筑中的能源结构进行合理优化配置，确保建筑能源利用率最大化提升，并借此来改变建筑能耗一直居高不下的现状。

2、低能耗建筑设计理念在建筑设计中的应用

现如今，建筑能耗相对较大的部分主要包括供暖、照明、动力设备以及空调等，所以低能耗建筑设计理念在实际应用过程中通常会从以下几方面入手进行合理设计。

2.1外部围护结构

在建筑设计中，外部围护结构中应用低能耗建筑设计理念主要体现在以下几方面：

（1）外墙节能。外墙作为建筑的主体结构，常用的低能耗建筑外墙设计方法分为墙外保温、墙内保温以及夹心层保温等。在三种外墙节能方式中，最为常用节能方式为墙外保温，即在建筑墙体外墙使用保温材料来提升建筑整体隔热保温性能。在具体应用过程中，设计人员在进行墙外保温材料选用时需要综合考虑建筑工程实际情况、经济性特征以及使用年限等诸多方面因素[2]。其次，在进行建筑材料选用时，还需对保温材料及其应用后周边构建之间的化学、物理特征进行分析研究，保障保温材料在应用后不会与其他构建发生化学、物理反应，避免建筑整体性能及使用寿命受到影响。通常情况下，墙外保温方式所选用的保温材料导热系数均相对较小，多用于寒冷地区。最后，应用外墙保温措施，还可以在一定程度上解决建筑外墙存在的结露、发霉等情况。通过导热系数较低的保温材料进行建筑内外隔绝，促使墙内热量不会向外散发，墙外热量不会向墙内聚集，以此来实现冬暖夏凉的效果。

（2）门窗节能。建筑门窗与建筑的采光、通风、散热等诸多方面功能均有着一定关系，必须要对其进行充分考虑。但在建筑整体外围护结构中，门窗是建筑隔热的薄弱环节，因此，在进行建筑设计时，应综合考虑建筑隔热性能，进而确定传热性和遮阳系数，并据此确定门窗材料和窗墙比。结合实际情况来看，建筑的窗墙比越大，导致建筑墙内热量流失情况也会愈加严重。因此，在设计过程中在保障窗墙比的合理性，提高建筑整体美观性的同时，必须考虑降低建筑运营中的能源损耗。在设计时还应降低门窗的导热系数。以窗框为例，应优先选用PVC材料，以此来提高建筑的气密性，减少热量损失，实现节能减排的效果。

（3）屋面节能。屋面作为建筑的最顶部，其同样会对建筑的整体隔热保温性能造成影响。在建筑设计过程中，常用的低能耗设计方式分为正置式屋面、倒置式屋面以及种植屋面等。其中正置式屋面的具体设计方法与外墙保温设计基本一致，但由于此种方法所构建的保温体系极易在自然因素的影响下出现开裂、变形等问题，所以通常会不在低能耗建筑设计中进行使用;倒置式屋面则可以在一定程度上改善正置式屋面的缺陷，所以在当今低能耗建筑设计中得到较多应用;种植屋面则是通过在屋面种植绿植的方式吸收太阳光所形成的辐射，并同时提高城市绿化面积，吸收温室气体[3]，所以在低能耗建筑设计中，更加提倡使用此种建筑设计方案。

2.2照明系统

低能耗建筑设计中的照明系统设计理念主要是在满足建筑照明需求的前提下，对照明系统的能耗进行有效控制。对此，常用的低能耗建筑设计通常会采用以下两种途径来实现此目标：

（1）优选照明方式。建筑的照明方式选择应结合建筑的使用功能进行综合确定。以公共建筑为例，可以结合建筑的使用功能将建筑照明系统分为全运行、半运行以及响应运行三种运行模式，其中全运行模式主要用于夜间有着大范围照明需求的时间段，用于为建筑提供充足的光照强度;半运行模式多用于傍晚及半天，此时整个控制系统会根据建筑内的光照强度自动调节建筑照明系统中灯具的启用数量，以此来实现为建筑提供充足光照强度同时，降低能源消耗;响应运行模式主要应用于午夜等建筑内人员较少的时间段，会根据建筑内行人的行进轨迹自动启停等级，为行人提供良好的照明效果。

（2）灯具选择。在进行建筑照明系统设计时，应选用节能型照明灯具，其中LED灯具可作为首选，相比较其他光源来说，LED灯具具有高亮度、低能耗、使用寿命长、可靠性高等优点。当然，在白天等外界光源较为良好的时间段，还应对外界光源进行充分利用。对此，应在设计过程中合理应用采光技术将外界太阳光引入室内，提高建筑内部光照效果的同时，降低照明系统对于能源的依赖。

2.3动力系统

建筑中常见的动力系统包括有电梯、水泵、风机等，该些系统也是建筑能耗的重要组成部分，需要在建筑设计中进行充分考虑。对此，在电梯节能方面，应合理采用如永磁同步驱动技术、变频调速技术等电梯驱动技术，提高电梯能源转换效率的同时，保障电梯原有的功能效果。此外，還需要对电梯控制系统进行合理优化，去除诸多不必要的系统，降低电梯运行能耗;在水泵、风机节能方面，应使用新型节能电动机，如开关磁阻电动机。相对于常规电动机来说，开关磁阻电动机的转子不存在绕组，可以有效提高电动机的运行效率，实现节能降耗的效果。

结语：

随着社会经济的不断发展，如今国家和群众对于建筑节能的要求也越来越高，为能够满足此需要，应在建筑设计中充分应用低能耗建筑设计理念，结合各种行之有效的节能技术、节能材料，降低建筑运行中对于能源的依赖性同时，保障建筑原有的功能效果，进而降低我国建筑能耗在全国能耗中的占比，实现节能减排，可持续发展的目标。

参考文献：

[1]王远芳.被动式超低能耗建筑设计基础和应用探究[J].建筑技术开发，2020，v.47;No.428（02）：158-159.

[2]汤晨.超低能耗建筑设计方法与典型案例研究[J].现代物业（中旬刊），2019（12）：78-78.

[3]夏兵，王雪莲.被动式超低能耗建筑设计基础与应用探讨[J].中国房地产业，2019，000（005）：159.