建筑工程设计中的节能建筑设计探究

文／田明星 四川省兴发规划建筑设计有限公司绵阳分公司 四川绵阳 621000

引言：

如今随着能源的不断消耗，不可再生，节能、降耗一直都是社会发展中重点强调的核心，并且随着建筑领域的发展，节能建筑设计逐渐成为行业领域的重要发展方向之一。对此，为了降低对能源的消耗，必须将节能理念应用到其中，以此降低对能源的消耗，避免对周围环境气候的造成较大的影响，同时降低建筑的生活成本。在节能建筑设计的时候，必须结合相关技术规范要求，对自然环境进行充分的融合，这样才能保证节能建筑设计方案的合理性，以及可靠性，实现预期的目的。

1.节能建筑分析

对节能建筑设计概述、设计意义，以及设计原则等方面的了解，可以更好地将节能建筑设计落实于实际中，实现其自身的价值和作用[1]。

1.1 设计概述

节能建筑主要是将节能理念和环保理念融合到其中，并且对各项资源配置进行优化，从而减少资源的消耗和浪费。同时，在施工期间，需要利用绿色可再生材料，以此降低对环境的影响。另外，在此基础之上，在节能建筑设计的时候，还需要满足人们居住生活的需求，优化其建筑性能，做到在保护生态环境的情况下，创建更加舒适、健康的生活环境，也为其行业领域的发展，给予了基础性的保障。

1.2 设计的意义

节能建筑设计在建筑行业领域中，有着积极性的作用，其作用主要表现为以下几点：

（1）缓解能源资源供应紧张。随着资源需求量的不断增多，能源供不应求现象也日益增显，并且对于相关设计人员来说，应强化设计责任感，将节能设计理念逐渐渗透到设计中，从而提升能源资源的利用效率，缓解能源供应紧张问题。

（2）减轻环境污染。由于生态化建设越来越受到重视，标准越来越高，对此在节能建筑设计的时候，应充分运用节能技术，以此降低对环境的影响，为人们创建良好的生活环境。

（3）推动经济发展。建筑工程作为城市建设的重点，可靠的节能设计方案，可以有效降低建筑工程的建设成本，强化工程可持续发展，并且节能理念落实以后，还可以树立良好的形象及降低后期运行成本。同时，节能建筑设计与建筑工程设计相互结合，可以顺带节能材料、节能技术等方面的发展，促使其行业领域呈现良性循环的状态。

1.3 设计原则准

根据节能、资源节约、回归自然、智能化利用等原则，可以很好地提升节能建筑设计方案的可靠性。节能建筑设计的主要原则如下。

（1）节能。社会的发展对于生态节能、环保等方面越来越重视，并且结合发展的重要标志，节能建筑设计期间，将理念运用于其中，通过太阳能、天然气等可再生能源，代替不可再生能源[2]。例如：煤炭等，这样不仅是对能源的一种保护，也降低了废物的排放量，减少或者消除对自然环境的影响。

（2）资源节约。建筑工程对于资源的消耗量是非常大的，对此要想解决资源消耗问题，必须注重对能源的节约，可以利用循环理念，强化施工资源的最大配置性，从而降低资源消耗，降低成本。

（3）回归自然。其实，建筑工程与周围环境之间有着密不可分的联系。对此，为了满足人们在生活上舒适愉悦的居住生活需求，必须注重建筑工程与周围环境之间的相互融合，促使两者相互衬托、和谐发展，实现绿色健康的居住环境。

（4）智能化利用。网络技术的快速发展，逐渐应用到各个领域中，例如：生产领域、生活领域、工作领域等方面。对此，绿色建筑工程与人工智能相互结合，形成一个新的结合，生成智能化建筑，并且构建一个家中信息体系、管理体系、公共安全体系为一体的资源平台，这样可以通过资源平台，对建筑系统和管理系统进行统一管理，并且将其应用在节能建筑中，可以有效推动建筑工程发展的进程，满足现代人们快节奏的生活。

2.建筑工程与节能设计之间的关系

建筑工程与节能设计之间存在着密切的关系，呈现着相互影响的状态，并且在设计期间，一直将生态平衡作为保护环境的一项重点内容。同时，在建筑设计的时候，对于舒适度、美观性、尺度感等方面，都有着严格的要求，但是过于追求建筑的美观性，会产生大量的资源和能源消耗，增加建筑工程成本。对此，从这个视角上来说，在满足人们生活需求的基础之上，降低能源和需求量之间的矛盾，并且在设计的时候，需要兼顾统筹，这样在保证工程建设质量的情况下，还可以达到节能的效果，尽最大可能降低能源的消耗。另外，在经济发展中，环境始终都是一个重要的因素，将环境、资源作为发展的第一位，这样才能更好地发展，实现良好的效益。

3.常见的一些问题

在节能建筑设计期间，经常会遇到一些因素的影响，导致节能建筑设计存在诸多的缺陷，进而影响其设计方案的可靠性。对此，本段内容对常见的一些问题展开了分析和阐述。

3.1 节能技术较为片面

就目前情况来说，我国节能建筑更新速度较为缓慢，一旦记住，得不到有效的应用，都会影响建筑工程的节能效果，进而增加工程成本，对于其行业的发展，也带来了一定的消极影响。同时，如果节能建筑技术相对较为片面，设计方案就成为空谈，不仅不会降低对能源的消耗，还会对周围的环境带来一定的影响。

3.2 设计理念不完善

由于节能建筑技术更新的速度相对较为缓慢，所以其设计理念的完善性也相对较差，进而导致节能建筑设计展开的进程较慢[3]。同时，由于一些设计人员的专业素养，综合素质等方面相对较低，对于节能建筑技术的使用力度不够，这对技术理念的了解程度较差，最终导致节能建筑设计效果与预期要求存在较大的差异，严重影响其设计方案的可靠性。

3.3 落地性不理想

由于节能设计导致前期开发成本的增加，部分企业目光短浅只注重眼前的利益，为节约前期开发投入，对节能设计实施过程中进行减配导致达不到预期的节能效果。

3.4 能源利用效率较低

太阳能、风能等作为可再生资源，设计期间应当对可再生能源加大利用。但是就目前来说，对于该部分的设计仍不明显，无法利用太阳能进行建筑集中供热，并且在该设计初期，投入资金相对较大，所承担的风险也较多，这样很容易带来一定的消极影响。同时，在设计期间，如果建筑之间的距离压缩到了极致，这样与节能就会产生一定的冲突，主要是因为间距过密，无法对太阳能和风能进行有效的利用，从而导致能源的浪费。

4.节能建筑设计的主要路径

节能建筑设计具有一定的复杂性，需要对各个方面进行综合性考虑，并且将节能理念应用于其中，这样才能实现良好的节能效果。对此，本段内容主要阐述了节能建筑设计的主要路径。

4.1 施工材料

建筑工程施工材料的种类、数量等方面不断增多，其规格也在呈现多样性的趋势发展，并且施工材料的性能也在逐渐优化，这样在节能建筑设计中发挥了十分重要的作用。对此，在节能建筑设计期间，要想实现良好的节能减排效果，应当优先选择节能型环保材料，降低对能源的消耗。同时，在施工材料使用期间，还需要对建筑环境和建筑要求等方面进行综合性的考虑，合理选择建筑材料，充分发挥建筑材料的实际价值，减少对周围环境的影响。

4.2 建筑选址

建筑选址是节能建筑设计中一项重点内容，需要对自然规律，气候特点等方面进行综合性的考虑，并且要以人为中心，以此保证节能建筑选址的合理性。同时，在设计期间，要对区域地质条件、自然环境等方面进行综合性的评估，根据评估结果，制定多种设计方案，众多设计方案中，选择实用性，经济性相对较高的方案，以此确定节能建筑工程的建设价值。另外，在节能建筑选址时，还需要对用户的需求进行考虑，做好与周围环境的协调工作，确保建筑工程与周围环境处于和谐共处的状态[4]。

4.3 朝向方面

其实，在节能建筑设计期间，对朝向进行合理的设计，主要是保证对太阳能资源、风能资源等资源进行充分综合性的利用，并且需要对节能建筑的位置、朝向、外形等方面进行合理的规划，通过平衡点对最佳朝向进行严格的控制，避开主导风向，能充分接收自然阳光。

4.4 新能源的合理使用

节能建筑设计期间，需要对新能源进行充分的使用，制定新能源应用方案，对不可再生能源的利用，从而降低成本，实现良好的工程效益。同时，在节能建筑设计期间，对可再生能源的使用，可以实现对周围环境的保护，例如：可以扩大太阳能烟筒式发电系统，主要是在清洁能源的基础上，缓解用电紧张的状态，为用户提供优质的电量，更加满足用户对于电量使用的需求。

4.5 门窗节能设计

门窗是建筑工程中一项重点的组成部分，并且在节能设计期间，需要做好该方面的设计，应结合实际情况，制定门窗节能设计方案，这样主要是对室内温度进行严格的把控，实现热量集中的目的[5]。同时，在节能设计期间，一定要注重对门框材料的合理选择，需要兼顾门窗的材质、类型、功能等方面。另外，设计期间还需要做好门窗的密封性，避免室内热量的流失，导致能源的消耗。

4.6 地面节能设计

地面节能设计需要根据相关标准，并且做好基层处理，这样才能实现良好的设计效果。同时，需要选择抗压效果较好以及阻燃性能较好的节能材料，并且将节能理念渗透于其中，做好相应的隐蔽工程，做到在保证其施工质量的情况下，降低对于能源的消耗。

4.7 墙体节能设计

通常情况下，建筑工程墙体以保温砂浆、乙烯聚苯板、岩棉板等保温隔热材料为主，其中乙烯聚苯板相对较为常用。同时，在一定时间内，外墙直接暴露于阳光下，对此在节能设计期间，应当将保温材料安装于外墙外侧，这样可以在很大程度上减少室内大量热量的损失，从而实现良好的节能效果。另外，在墙体节能设计期间，可以利用复合型保温材料，形成具有保温层的墙体，这样也起可以起到阻隔热的作用。对于外墙颜色也可根据区域谨慎选择，夏天暗色吸收过多热量导致屋内温度过高增加室内空调能耗，亮色则反之。

4.8 施工现场管理

在设计落实蓝图期间，还需要注重施工现场的全封闭式管理，避免造成粉尘向外扩散，对周围环境造成较大的影响，针对易飞散颗粒的建筑施工材料应存放于仓库内。另外，针对裸露土场、散装物料等方面，需要将其放置在露天场内，并且做好压实和覆盖处理。

5.工程实例

我们以某地区（夏热冬冷地区）建筑工程的节能建筑设计为例，本工程建筑占地面积为1203.48 m2，总建筑面积为4814.0 m2，并且在设计前，根据相关的参考依据，将本建筑打造成一个健康、舒适的工作生活空间。同时，在本工程节能设计的时候，主要从以下几个方面展开。

5.1 节能设计

本工程在设计期间，为了实现良好的节能建筑效果，主要从以下几点展开节能设计。

（1）在节能设计期间，对于相关要求以及居住者的需求进行综合性的考虑，做好选址工作，并且对建筑工程布局进行优化，对经济、交通、地形等方面进行综合性的全校考虑考虑，合理的规划，营造良好的建筑微气候环境，例如，夏季自然通风延长，冬季自然采光较好等方面，这样不仅可以强化对太阳能和风能的利用，也缓解对于传统能源的消耗。

（2）针对建筑工程与山体之间的距离，应当根据相关要求，合理设置距离，对夏季与冬季日照状态进行合理的把控，并且对冷负荷热负荷进行合理的控制。另外，由于本工程处于冬季风为西北向，对此在建筑布局设计期间，需要对地形，遮挡物等方面进行充分的利用，从而规避热气流的产生，减小或者消除建筑热负荷。

（3）本工程依湖而建，室外风速相对较大，空气湿度也相对较大，节能方案设计时应考虑形成穿堂风，室内空气的对流来减少室内的湿度，以此满足使用空间的舒适性。

（4）为营造良好的自然通风，采光环境，等方面，就需要降低建筑工程冷负荷，热负荷，提高建筑空间的舒适度。对此，在该方面设计期间，本工程设计的时候，需要重点考虑几点：第一，从窗户设计的角度来说，本工程使用多腔塑钢窗，中空玻璃为主，将传热系数根据其窗墙比控制在1.8-3.0w/m2，气密性为6 级，这样可以很好避免室内热气的流失，降低对能源的消耗；第二，针对外遮阳设计，可以选用灵活性较高的百叶遮阳系统，开启百叶以后，将自然风引入，减少建筑工程室内热量的散失，从而对能源进行充分的利用；第三，对于热压通风系统来说，本工程在初步方案中的三层增加为四层，并且在屋顶种植植被系统，这样为热压通风系统的形成提供了良好的条件；第四，对于楼梯长度设置来说，需要根据相关标准进行合理的设置，通常情况下，设置为5.1m，楼梯间上方屋顶的高度应当设置为16.5m，楼梯之间的长度比控制在1:3，以此保证楼梯布局的合理性。

（5）为满足热通风系统的使用需求，需要在屋顶的东侧、西侧，外墙活动设置百叶窗，这样在启动和关闭的时候，对空气流动进行良好的控制，确保良好的通风效果。由于本工程依湖而建，所以在空调系统设计期间，需要对自然资源进行充分的考虑，可以选用湖水源热泵空调系统，并且根据对湖水，冬夏温度的相关调查，可以将常规水热源泵主机，额定工况进行合理的设置，以此满足节能需求。

（6）本工程在节能设计期间，还采用非常规水热源泵空调主机，并且对夏季，冬季，工况进行合理的设置，以此保证系统运行，温度的合理性以及平衡性，实现良好的节能效果，对于生活热水系统设计来说，本工程所位于的区域，太阳能相对较为丰富，春季、夏季可以以太阳能热水系统提供热水。然而，到了冬季，可以利用冷凝器实现空调供热热水系统，但是对于较为特殊的天气，可以将两种方式切换使用，以此满足人们的生活需求[6]。

（7）本工程在给排水系统节能设计期间，可以以自身的重力供给水龙头取用，并且通过利用节约水泵，降低对能源的消耗。同时，利用节水型水龙头、卫生器具，可以实现良好的节能效果。另外，在设计期间，还需要考虑中水处理，雨水处理器，等方面的设置，并且屋顶雨水汇集到地面检查井时，这样屋顶雨水汇集到地面检查井的话，可以进入污水、雨水沉沙井，通过过滤沉淀装置系统，对污水和雨水进行初步处理，以地表径流的状态进入周边湖内，避免对周围环境造成较大的影响，也可进行再次处理后再循环利用（如用于绿化浇灌、道路清洗等）。

5.2 节能效果

通过以上的分析，本文工程对节能效果进行评估和分析，其内容如下。

（1）本工程利用相应的建筑制模软件，对节能建筑进行建模分析，主要对建筑工程能耗模型进行模拟，并且从模拟结果可以知道，本工程节能设计之前，模拟总能耗可以达到69714 kW·h，约等于4217kg 的碳排放量。然而运用节能设计后，总能耗有着明显的降低，全年总能耗可以达到35147kW·h，约等于2836kg 的碳排放量。

（2）根据以上结果，通过节能设计后，由相应模拟计算可得到，建筑的总能耗明显下降，碳排放量也明显的降低，达到预期的节能效果，所以本工程的节能设计方案具有一定的可靠性。

结语：

综上所述，近几年，环境保护，生态优先逐渐成为社会发展中的主要趋势，为降低对环境的影响，逐渐将节能环保理念应用于各个行业生产领域中，其建筑行业生产领域也不例外，通过将节能环保理念的应用，形成节能建筑工程，从而降低对于能源的消耗，加强对可再生能源的利用，减少对不可再生能源的压力，消除或者减少对于周围环境的影响。但是，节能建筑设计期间，由于其设计相对较为复杂，所以必须掌握其设计路径，将各项设计要点严格落实于具体工作中，这样才能保证达到预期的节能效果。另外，工程也通过利用案例验证节能建筑设计方案的可行性和可靠性，通过节能效果的分析，可以得知，节能建筑工程可以有效降低对于能源的消耗，实现良好的工程效益，并且对于建筑领域日后的发展也有着积极性的作用。