建筑工程设计中的节能建筑设计策略

郭兴隆 贵州正业工程技术投资有限公司

1 前言

自20世纪20年代开始，工业化的发展让世界各国的能源消耗问题不断加大，这种情况导致的各种气候异常以及环境破坏等问题也逐渐影响了人们的生活。人们开始逐渐意识到了节能环保的重要意义，并将节能环保观念渗透到了生产生活中。通过以往的相关研究可知，在世界范围内，建筑工程造成的能源消耗在总能源消耗中所占比例很大。基于此，在进行建筑工程的建设过程中，相关单位一定要充分注重其节能效果，通过合理的节能建筑设计措施来确保其节能性。这样才更加有利于建筑工程行业与资源环境之间的协调可持续发展。

2 工程概况

本次所研究的节能建筑工程是某夏热冬冷地区的一座节能型建筑。该工程用地总面积是2491.38m2，建筑总面积是7980m2，地上13层，地下1层，是一座节能型的民用住宅建筑。该节能建筑工程项目的主要设计目标是为居民打造一个舒适、高效且健康的居住空间。本文便是对该建筑工程中的节能建筑设计进行分析。

3 节能建筑设计概述

通过我国目前的建筑工程发展与能源消耗情况来看，建筑的节能化发展是一个必然的发展方向，因此在当今建筑工程设计中，节能建筑设计也开始备受社会的关注与重视。在节能建筑设计中，设计者应该全面分析建筑规划区域、单体建筑与群体建筑、建筑朝向、建筑间距、风向、太阳辐射以及建筑外部空间环境等的各项内容，然后以此为依据，根据气候设计以及节能设计中的基本方法来进行节能建筑工程的合理设计。

在我国，节能建筑设计的发展阶段共有三个，第一是对节能的强调，在这一阶段中，节能建筑的设计仅仅考虑其节能效果，并不过多考虑其舒适性；第二是对能源保持的强调，也就是降低建筑工程中的各种能量损失，在保障基本舒适性的基础上尽量节约能源；第三是能源利用率的强调，让能源得到高效、主动的应用，并尽最大限度确保建筑工程的舒适性[1]。目前，第三种节能建筑设计理念已经在我国得到了广泛的认可与应用。

通过进一步的研究与分析发现，在建筑工程的设计中，其能耗问题的主要影响因素有三个，第一是围护结构方面，比如门窗等。第二是生活方式方面，比如用户的开窗时间。第三是设备系统方面，比如空调开启时间。具体设计中，因为不同地区的气候、建筑类型不同，所以其节能设计应根据当地的实际情况与相关标准，综合上述三个方面的科学分析，以此来实现节能建筑的合理设计。

4 节能建筑设计分析

4.1 建筑选址与布局规划

在对节能建筑进行设计的过程中，良好的选址是确保后续设计效果的关键。具体选址中，应充分考虑到地形、环境、交通以及经济等的各个方面，并通过合理的布局规划来为整体建筑工程营造出一个良好的微气候环境，比如冬季里的自然采光和夏季里的自然通风等。

在本次节能建筑工程的选址与布局规划中，主要内容包括以下几个方面。

第一，让建筑和山体之间保持适当距离，对建筑工程的冬季和夏季日照加以平衡，并对其冷热符合加以合理控制。

第二，因本次节能建筑工程项目地处西北向冬季季风区域，所以在具体布局中，应尽量借助于地形和遮挡物等来实现冷气流的有效规避，以此来降低建筑热负荷。

第三，因本次节能建筑工程临湖建立，室外具有较大的风速，所以本次节能设计中特进行了葫芦柱围栏设计，使其空间舒适度需求得以良好满足。图1为葫芦柱围栏实拍图。

图1 葫芦柱围栏实拍图

4.2 围护结构节能设计

在节能建筑设计中，最为主要的热工性能影响因素就是其围护结构，围护结构的合理设计是确保建筑节能效果的一项关键内容。因为本次所设计的节能建筑地处夏热冬冷地区，所以具体设计中，其围护结构热工特性应参考表1限值进行设计。

表1 本次工程项目围护结构热工特性设计参考限值

图2是本次节能建筑工程的外墙结构示意图。

图2 本次节能建筑工程外墙结构示意图（单位：mm）

对于首层地面，在防潮设计中，主要应用的是塑料薄膜形式的防潮层、水泥砂浆形式的防潮层，以此来保障其防潮隔热效果。对于屋面，在设计中，为达到噪音削弱、雨水收集和空气净化目标，特将其设计为简单种植形式，这样便可在营造周边小气候的基础上发挥出节能环保作用[2]。通过后期的检测发现，该工程的围护结构设计与其热工性能限制要求完全符合。

4.3 自然通风与采光设计

首先是窗户设计，本次设计中，窗户为塑钢加中空双层玻璃形式，其传热系数是2.7W/（m2·K），气密性是6级，南侧窗墙面积比是0.45；东西两侧窗墙面积比是0.35；北侧窗墙面积比是0.4。其次是外遮阳设计，本次设计中，应用的是可调节形式的活动百叶遮阳系统，在百叶开启时，可将自然风引入，降低建筑散热。最后是热压通风系统设计，在本次设计中，东西两侧外墙分别进行了活动百叶窗的设计，可通过其开启与关闭来进行通风控制。

4.4 空调和生活热水系统设计

首先是空调设计，在本次节能建筑空调系统设计中，为实现自然资源的充分利用，特选择了湖水热泵空调系统。通过调查与研究发现，该工程所在地的湖水冬季温度在6℃~10℃之间，夏季温度在14℃~15℃之间。而在常规形式的水源泵主机中，水源一侧的工况额定值是15℃，考虑到实际情况与实际需求，在具体设计中，便应用了非常规形式的水源热泵主机，并将夏季里的工况水温额定值设置为17℃，冬季里的工况水温额定值设置为8℃，以此来确保空调运行系统运行温度，并达到良好的节能效果[3]。

其次是生活热水系统设计，在本次项目所在区域内有着丰富的太阳能资源，因此在具体设计中，春季的生活热水主要通过太阳能热水系统供应；冬季的生活热水主要通过空调供热水在冷凝器中的换热供应；如遇到特殊天气，则生活热水由上述两种方式相互切换供应。

4.5 给排水系统设计

在本次节能建筑设计中，如果给水水箱处于充满状态，可通过自身重力为水龙头供水，以此来实现水泵能耗的合理节约。为达到更好的节能效果，本次所应用的水龙头以及卫生器具均为节水型。在本次节能设计中，出于对雨水收集以及中水处理方面的考虑，特在地面上进行了检查井的设计，当屋顶上的雨水汇集到这个检查井之后，便会进入雨污水沉砂井内，然后再通过过滤和沉淀等的工艺进行处理[4]。在完成了雨水的初步处理之后，便可通过地表径流的形式使其进入到建筑附近的湖水中。

5 结束语

综上所述，在当今，节能建筑工程设计已经成为建筑工程行业发展的必然方向。而在本次所研究的某建筑工程节能建筑设计中，通过物业调查显示，每一年的总能耗可在传统基础上降低270W/（m2·K），碳排放量可在传统基础上降低312835kg，具有非常显著的节能环保效果。由此可见，科学的节能建筑设计将会让建筑工程能耗及其碳排放量得以显著降低，在确保建筑工程应用效果的同时实现资源与环境的良好保护。