基于建筑设计的建筑节能方法的探讨

基于建筑设计的建筑节能方法的探讨

摘要：建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑建筑内部各种使用功能与使用空间的合理安排、建筑内部与外部环境的协调配合，创造出既符合科学性又具有艺术性的生产和生活环境，节能理念下的建筑设计是实现建筑节能的关键环节。本文探讨了基于建筑设计的建筑节能方法。

关键词：建筑设计；建筑；节能；方法

中图分类号：tu2 文献标识码：a 文章编号：

随着城市建设的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的32% ，加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%，建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45% 。我国现有建筑面积为400 亿m2，绝大部分为高能耗建筑，且每年新建建筑近20 亿m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准，将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗，已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

一、建筑节能的含义

建筑节能，就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和.是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中，通过采用节能型的建筑材料、产品和设备，执行建筑节能标准，加强建筑物节能设备的运行管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率，以及利用可

再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源.

在推行节能理念同时，眼睛不仅要“向外看”，引进学习国外先进节能理念，而且要学会“向内看”，从传统建筑模式、风格中学习节能办法.强调中国节能建筑发展的民族性、地域性应该是设计师们的共同理念。

二、建筑设计的建筑节能方法

1、规划节能

（1）合理选址

建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。

（2）合理的外部环境设计

在建筑位址确定之后，应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求，应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境，创造建筑节能的有利环境，主要方法为：①在建筑周围布置树木、植被，既能有效地遮挡风沙、净化空气，还能遮阳、降噪；②创造人工自然环境，如在建筑附近设置水面，利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。

（3）合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它

包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。

日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素，建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的，因此，只能权衡各个因素之间的得失，找到一个平衡点，选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向，尽量避免东西向日晒。

2、住宅平面的建筑节能设计

住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向，此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风，而又避开了冬季盛行的西北风。因此，将住户长时间活动的居住空间(如厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置，利用自然环境使室内达到最大的舒适度，为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间，所以建筑平面谊设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳

辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等，以挡住日照直接照射主要房间，避免冬季西北风灌入。经调查，在其他条件相同的情况下，南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。

3、围护结构是建筑节能的重点

建筑的围护结构包括屋面、墙体（包括金属、石材等非透明的幕墙）和门窗（包括玻璃幕墙）。建筑师应根据建筑的功能和美观要求，综合考虑经济因素，采取有效的手段，满足建筑节能的要求。不同的围护结构性能不同，达到相应的要求所付出的代价也不一样。对于高层建筑，屋面所占的比例很小，围护结构应主要着眼于墙体和门窗。而墙体和外窗中，墙体达到较高的性能比较容易，窗户则是薄弱环节。所以，建筑的开窗面积一般不可过大，过大则使得窗户的设计非常困难。对于采用建筑幕墙的建筑而言，玻璃幕墙要达到比较好的保温性能或隔热性能是比较困难的，而金属幕墙、石材幕墙等非透明幕墙则只要在幕墙面板后面加设保温层就很容易满足保温隔热要求。再如，对于大跨度的建筑，屋面所占比例较大，屋面保温的节能效果是比较好的，而且造价也相应比较低，玻璃幕墙或窗户要达到同样的性能则非常困难。所以，建筑设计时应该考虑到各个方面技术的可行性，经济的合理性，进行综合衡量，优化选择。

建筑的围护结构是整体建筑节能的一部分，建筑外窗或幕墙又是围护结构的一部分，所以建筑设计时应该进行综合衡量，对各个部

分围护结构的各项性能指标提出明确的要求，而不能将整个围护结构的节能设计交给门窗、幕墙企业，因为这样做不利于围护结构设计的经济与合理。

围护结构中，节能产品的种类也很多。就门窗、幕墙而言，不同产品的性能也不一样，经济指标也不同。外窗和玻璃幕墙均有保温和遮阳比较好的产品，但价格相对比较贵，而且相比墙体而言，性能依然相差较大。可是，建筑也不可能不使用窗户，也不可能不使用玻璃幕墙，因为有外观的需要、功能的要求，甚至还有结构上的需要。

4、可再生能源应用技术

（1）太阳能光伏发电系统

太阳能属可再生能源，其最大优点是减少污染，保护生态环境。独立运行的太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器组成，若并网运行，则无需蓄电池组。我国年均太阳能辐射量为5000wj，年均日照时间为2200h，资源相当丰富。

（2）太阳能热水系统

随着人们生活水平的提高，热水供应逐渐成为住宅建筑必须具备的功能，热水能耗亦将随之越来越大。利用太阳能提供生活热水符合绿色建筑原则，然而只有当太阳能利用与建筑设计真正一体化时，才能实现完全意义上的太阳能热水供应。太阳能屋顶应成为绿色建筑，尤其是绿色住宅建筑的一项重要措施。

总之，能源现在已经成为一个世界话题，能源是一个国家赖以生