建筑設計中的節能方案設計分析

張禹

摘要：隨著建筑節能研究與實踐的不斷深入，建筑節能的方法得到了不斷的改革，節能的理念也更加深入人心，建筑設計的內涵也得到了不斷的延伸和豐富，中國的建筑節能工作取得了一定的效果。本文主要對建筑設計中的節能方案設計進行了分析探討。

關鍵詞：建筑工程；技能設計；節能方案；設計展望

中圖分類號：TU198文獻標識碼： A

我國建筑能耗在總能耗中占很大比重，建筑行業全面節能成為重中之重。而建筑設計是其中的重要環節。建筑設計應結合當地的事實條件比如地理環境、氣候條件,按照國家的節能政策和節能標準的規定,在傳統民居中吸取營養,充分地利用地方材料，從建筑的整體及外部環境、單體設計、圍護結構的整體及細部構造設計等方面全方位進行節能設計。

一、建筑節能發展現狀

面對能源短缺問題，我國積極倡導節約能源、可持續發展，建設部將建設節能型建筑納入今后城市建設的重點發展方向，相關的指引、標準和法規相繼出臺，要求將建筑設計與建筑微氣候、建筑技術和能源的有效利用相結合?！睹裼媒ㄖ澞茉O計標準》規定通過在建筑設計和采暖系統設計中采用有效的技術措施將節能率從原來的50%提高為65%，對圍護結構的技術與產品、部品以及供熱系統的要求提高到一個新水平。

優化節能設計方法從本質上要求設計者從整體綜合設計概念出發，根據大范圍的氣候條件影響，針對建筑自身所處的具體環境氣候特征，重視利用自然環境創造良好的建筑室內微氣候，以盡量減少對建筑設備的依賴。但在實際操作中，設計者習慣于以往的設計思路，只考慮建筑、結構及水暖等方面的合理與否，并不用心去考慮節能的問題，因此實際的節能效果普遍達不到設計標準的規定，建筑能耗仍然處于一個很高的水平，形勢不容樂觀。

在我國既有城鄉建筑中，只有3.2億m2房屋是節能建筑，尚不足全國既有建筑的1%；在每年新竣工的建筑中，節能建筑面積不到1億m2，尚不足竣工建筑面積的5%。以居民住宅能耗與建筑業能耗為例（居民住宅能耗近似地以綜合能源平衡表中居民生活能耗表示，建筑施工能耗以建筑業能耗表示），我國建筑節能設計雖然已經得到政府主管部門的高度重視，但歷年的能耗數據卻反映出其實施結果令人擔憂。

二、建筑設計中的節能方案設計

1、整體及外部環境的節能設計

1.1合理選址

建筑選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中，既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境，為建筑節能創造條件，同時又要不破壞整體生態環境的平衡。

1.2合理的外部環境設計

根據建筑功能的需求，應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境，創造建筑節能的有利環境，主要方法為:（1）在建筑周圍合理布置樹木、植被，既可有效地遮擋風沙、凈化空氣，還能遮陽、降噪，從而減少空調能耗；（2）創造人工自然環境，如在建筑附近設置水面，利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等作用。

1.3合理的規劃和體型設計

合理的建筑規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。像蒙古包的圓形平面，圓錐形屋頂能有效地適應草原的惡劣氣候，起到減少建筑的散熱面積、抵抗風沙的效果；對于沿海濕熱地區，引入自然通風對節能非常重要。在規劃布局上，可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓，即使在無風時也能形成通風，在建筑體型設計上形成風洞，使自然風在其中回旋得到極好的通風效果，達到節能的目的。日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向，夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。建筑設計中要權衡社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等多方因素之間的得失，找到一個平衡點，選擇出這一地區建筑的最佳朝向，盡量避免東西向日曬。

2、單體節能設計

建筑單體的節能設計是針對建筑單體自身，包括內部空間、節點、使用材料等各方面進行的設計，擬在利用既有的建筑外部氣候環境條件，來達到節能和改善室內微氣候環境的效果。具體措施包括對建筑各部分的節能構造設計;合理分隔建筑的內部空間;使用新型的建筑節能材料;優化設備的選擇與設計等。

2.1建筑各部位的節能構造設計

主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外，通過對建筑各部位的造型、結構、材料等方面加以進一步優化設計，充分利用建筑材料自身特性的有利條件，減少能耗和改善室內微氣候環境，從而達到節能的效果。 具體有以下方面：

（1）屋頂設計

屋頂作為建筑物的重要組成部分，有兩大特點。一是直接與大氣接觸;二是室內與外部空間發生能量交換而導致室內能量損失的主要部位。對于屋頂的節能和保溫可以通過以下措施。一是屋面設保溫層;二是屋面選型選用帶閣樓層的坡屋頂以及遮陽屋頂等;三是設置保溫隔熱屋面，如架空隔熱屋面、蓄水屋面、綠化屋面等。

（2）圍護結構

圍護結構的保溫隔熱有三大指標，即傳熱系數、結構熱惰性和熱穩定性。因此，圍護結構的節能設計應該從這三點出發，減小傳熱系數，增大結構熱惰性，保證結構的熱穩定性。具體的措施是改善維護結構的材料，優化維護結構的構造形式，如圍護結構外墻選用節能性較好的材料如加氣混凝土砌塊、砂加氣制品等;減少圍護結構外表面對太陽輻射的吸收，可改變粉刷顏色和飾面材料，如采取淺色粉刷或光滑的飾面材料;從而達到節能減排的作用。

（3）門窗設計

研究表明，外門窗的傳熱系數約為墻體的3～4倍，是得熱和失熱的重要渠道，因此它是節能設計中的重點部位。外墻門窗的設置應該注意兩點，一是東西南北開窗有別;二是房間功能不同開窗也不同。除滿足自然通風的需要外，還應注意主導風向的影響。冬季迎風面應盡量減少開窗面積，減少冬季寒風的滲透，有利于室內保溫;夏季迎風面可作為主要的開窗部位，從而使自然風改善室內的滲透通風。在外窗設置的部位，應選用密封性能好的材料，如選用膠條密封。盡量選用氣密性較好的窗型，隔熱性能好的門窗配件，如采用塑料型材、鋁合金斷熱型材、玻璃鋼型材等窗框，并減少窗框的外露面積。采用保溫隔熱性能好的玻璃如Ⅱ中空玻璃、鍍膜玻璃等。通過細化各個細節，做到室內保溫，從而改善人們的居住環境。

2.2節能材料的選用

建筑節能材料的選擇對建筑節能有著重要的作用，良好的建筑材料除了滿足建筑基本的需要之外，還可以起到節能的效果。選擇建筑材料時，應注意材料自身的健康性、高效性、經濟性和節能性。隨著當前建筑行業大量新型材料的出現，包括新型保溫材料、防水材料、新型隔熱玻璃等不斷應用到建筑設計中，用于墻體、屋面、外門窗等各個部位，不僅起到了更好的保溫隔熱和防潮作用，健康性和性價比也很高。目前，針對各個需求都有一些新型材料被研發出來，除此以外，還可以根據當地的實際情況，將地方性的一些特色節能材料發掘出來，應用到節能設計中去。

三、建筑節能方案設計展望

目前，建筑設計正從單純重視建筑美觀性、視覺沖擊力向綜合考慮經濟性、安全性、居住舒適性、能源節省等方面轉變。建筑節能設計從只重視技術節能向技術節能、行為節能和管理節能綜合節能方向轉變，總的來說就是向綜合性能化設計的方向轉變。針對具體的設計條件和要求,對建筑節能設計方案的可行性、經濟性、節能性、可靠性、可控性、可維護性、安全性、舒適性、美觀性、環境影響等十大評價指標進行綜合評價,以確定最合適的設計方案。在設計管理方面,加強對建筑方案設計階段的節能性、經濟性、環境影響、安全性等建筑性能指標的評估控制，在建筑設計評標時,設計方案的節能性、經濟性、環境影響、安全性應作為評標的重要指標。

結束語

建筑節能是我國節能減排的重要措施，雖然建筑節能在我國發展的比較晚，但國家正通過發布和制定相關的標準等舉措大力推行建筑節能設計。建筑節能設計可以從建筑的整體節能設計、建筑單體設計和建筑節能材料等各個方面進行，借鑒國外的節能建筑的成功經驗，通過嚴格地執行建筑節能設計的相關規范，同時加強我們國家對于新型材料的研發力度，就能從各個方面實現建筑節能設計，實現節能減排的重大目標。

參考文獻

[1]袁海生.高層建筑節能設計探討[J].建筑與規劃設計.2012，2（14）.

[2]康力偉.高層建筑節能設計對策探討[J].2011，5（8）.

[3]馬小蓮.探討建筑節能在建筑設計中的重要性[J].黑龍江科技信息.2011(21)

[4]肖健.淺談建筑節能的重要性及建筑的節能設計[J].今日科苑.2009(20)

[5]常婧瑩.建筑節能的重要性及建筑的節能設計[J].河南建材.2010(03)