现代建筑设计理念的节能研究 赵华

现代建筑设计理念的节能研究赵华

发表时间：2019-03-07T15:37:30.063Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第33期作者：赵华

[导读] 建筑业作为社会发展的支柱产业之一，与人们的生活息息相关，但建筑业不仅消耗大量能源，巨大的构筑物造成的环境问题也十分严重。

江苏省教育建筑设计研究院江苏南京 210000

摘要：现阶段，在建筑工程的施工和使用中常常需要消耗大量的建材，造成了生态能源危机的不断涌现。因此，为实现环境和生态的可持续发展，在建筑设计方案中应该重视建筑节能设计。本文主要从以下几个方面阐述了节能设计的研究：设计原则，建筑物的朝向，建筑的形状，新材料的使用以及新技术的使用。

关键词：节能；技术；材料；设计方案

引言

建筑业作为社会发展的支柱产业之一，与人们的生活息息相关，但建筑业不仅消耗大量能源，巨大的构筑物造成的环境问题也十分严重。在中国，能源利用率远远低于发达国家。目前，中国建筑业消耗的能源占全国总能耗的27.5％以上。建造和施工的过程不可避免地导致环境污染和巨大的能源消耗。为了改善环境和节约资源，在建筑设计中应该采用合理的节能设计方法，降低建筑对环境的负面影响。如果通过建筑方案和施工图的设计可以减少70%的能耗，则至少可以减少总能耗约15％。

1、建筑节能设计原则

建筑节能技术的使用已成为设计的一大趋势。从施工图的绿色建筑专篇到节能设计报告，在设计过程中建筑节能的重要性无处不在。

在设计中常常利用各种技术手段来实现能源的可持续利用，虽然前期的建设费用较高，却可以节约使用时产生的大量能耗。例如在冬季合理利用太阳能，结合通风和采光的需要，给使用者提供更加舒适的空间环境。在建筑外表皮设计中采用双层玻璃缓冲立面，形成一层会呼吸的表皮，阻隔了热量的传递。阻挡冬季的寒风影响到建筑内部的空间，同时吸收太阳能并输送新鲜空气，有效防止光辐射。

2、建筑的朝向问题

我国位于北半球，采光较好。建筑大多采用南北朝向，这样有利于防寒保暖，将建筑对环境的负面影响降到最低。同时，南北方向也有利于自然采光，可以减少人工照明造成的巨大能源消耗。但是，在建筑物的朝向上，依然要考虑地域的气候、风向、风速、空气湿度、对相邻建筑的日照遮挡等综合因素。设计应根植于建筑所在的当地环境，以保护和合理利用环境。例如尽量将不需要日照的区域（停车场、交通道路等）放在建筑的背阴处，确保建筑本身的日照。

建筑设计应与周围的气候相呼应，与当地的地理条件相呼应，与环境共生。设计的主导思想是:确保冬季寒冷季节室内有充足的阳光，减少热能损耗；夏季注意减少太阳辐射，可以使用活动遮阳系统以避免强烈的阳光直射，减少热负荷。夏季遮阳设施对建筑整体造型也有很重要的影响，因此建筑师应该将遮阳设施和建筑物作为一个整体来进行共同的设计考虑。建筑物内房间的主要方向应朝向南北方向。要想让建筑的朝向同时兼顾夏、冬两季也是很难的一件事。只有考虑到综合的影响因素，将不同的设计方案结合起来，才能通过比较分析合理地规划建筑的节能设计方案。

3、建筑体形对建筑节能的影响

建筑物单元体积的表面积越小，能量消耗越小。在建筑设计时应该采用一个合理的比例，同时考虑到人体的舒适度，照明和通风等因素。如果体形系数太小，则会直接影响到建筑物的使用功能，造成平面布局的困难。建筑设计需要控制合理的体形系数，避免因为建筑平面的呆板而使建筑造型设计缺失一定的自由度。设计需要将该地区的气候条件，太阳辐射强度，湿度，降雨量等综合因素纳入到设计依据中一并考虑。在此基础上，尽可能减少房间的进深，使建筑物的形体简单化。

研究结果表明，建筑物的体形系数越大，能量消耗越大，体形系数和能量消耗成比例增加。因此，合理控制建筑的体形系数在设计中非常重要。控制体形系数的方法主要有:1）采用规整的建筑形体如矩形、圆形等，以确保建筑物形体规则，并减少外部表面积；2）增加建筑的高度；3）增加建筑物的进深。

4、新型材料的研发和使用

新型节能技术的创新可以提高空间的效能，还能延长建筑物的使用周期，创造更健康舒适的工作环境。例如，日本开发了一种新型节能窗，一面是PVC，另一面是铝合金型材，可以提高热阻并节能环保。在现在的建筑设计中常采用中空铝合金断热镀膜玻璃来减少热量损失并节约电能。又例如地源热泵系统，其利用先进的技术优势来获取地热，地热是一种环保的可再生能源，既可以制冷也可以保暖，将技术与自然相结合，可以减少污染，同时节约能源消耗，为用户提供更健康的建筑环境。虽然在最初的设备费用较高，但是后期节约了大量的电能运行费用。

5、新的技术的使用

创新的建筑节能技术不仅可以实现建筑的可持续发展，还可以改变城市的景观环境，增强城市环境的健康性。

例如，太阳能光伏发电设备与建筑物屋顶的结合设计，光伏发电可以为建筑提供能源，将太阳能转化为电能的技术可以有效的控制太阳辐射。其设备本身不会产生任何废弃物，没有污染和噪声，对环境没有不良影响，是一种理想的节能技术。

在屋顶种植花草和小型灌木可以将建筑顶部置于绿色环境之中，同时能够起到冬天保温和夏天减少暴晒的作用。它还可以营造城市的立体绿色景观，使城市更加美丽。在屋顶建成的小花园也可以配置植物和亭台楼阁等休闲场所，但要注意尽量选择轻质的人工土层和矮小的草本植物来减轻荷载。屋顶花园为人们提供了有效的遮蔽和休息场所，提高了土地的利用效率。我国的土地资源越来越稀缺，特别是在城市中央，高楼林立常给人以压迫感。因此，建筑物的屋顶花园可以将资源充分利用，以实现节能和环保。在建筑节能设计中应该注意，在运用新技术的同时，也要避免不必要的设备和节能技术堆砌，盲目的使用节能技术也会增加后期使用时昂贵的维护成本。

结论

简言之，随着时代的不断发展，生态环境的不断恶化，节能设计是建筑设计中非常重要的一部分。需要结合环境、气候、水文等地域因素综合创新设计，才能处理好建筑与环境的整体关系，做到建筑节能设计的可持续发展。

参考文献

[1]郭学民.建筑设计中的建筑节能措施分析[J].中国新技术新产品,2013(17):54-55.

[2]汪洁.论绿色建筑设计与绿色节能建筑[J].建材与装饰(中旬刊),2008(04):266-267.