建筑节能设计

试论建筑节能设计
摘要：二十世纪中叶全球范围的能源危机让世人认识到了节能的重要性，建筑节能由此应运而生。

节能的含义，最初的理解是节约传统能源，而现在广义的理解是开发利用可持续发展能源和有效用能，以节能为核心技术的节能建筑，其本质特征是，一方面加强建筑围护结构的保温隔热性能，另一方面是研发利用新能源和可再生能源（太阳能、水能、地能、天然气等）。

建筑节能，就是在保证室内热舒适环境条件下，通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径，采用新型保温材料，把建筑在长期使用中的采暖空调等能耗降下来。

关键词：建筑节能与途径；建筑节能设计；一、建筑节能技术现状任何产品的更新都必须以技术作为基本前提，建筑节能的推广普及亦离不开基础性的技术开发与研究。

节能的技术体系应该还包括节能的新理论、新标准、新技术、新构造和新工艺等，应涉及建筑节能的设计、施工、评估、维护等环节。

如果把节能建筑当作一种特殊的产品，从产品开发的角度出发，节能建筑开发各主要环节的相对独立，也形成了建筑节能技术推广普及的障碍。

一方面是设计方、施工方不能在第一时间得到最先进的节能产品，更没有去研究、选择、试验新产品、新构造的精力和勇气；而另一方面，从建筑节能科研成果到建筑节能产品的转化、从建筑节能产品的工厂生产到工地和应用都需要经过较多的周折，源于科研、生产、建设等各环节联系松散。

部分地区现在推行的推荐
产品、推荐图集等做法很受建筑师欢迎，但其在产品覆盖面、普及率以及实际应用上还有较大差距。

建筑节能作为一门综合性学科，涉及到建筑、暖通、电气、建材、环境、检测、计算机应用等话多专业内容，是多学科的交叉和结合。

建筑节能设计是节能建筑开发的一个关键环节，因此从国家到各地方，各级主管部门均将节能设计的专项审查作为一个十分重要的环节来抓。

就目前的现状而言，建筑设计阶段最多考虑的是外围护结构的节能计算。

要让建筑师在满足建筑功能及造型要求的前提下，使规范中要求的诸如建筑朝向、窗地比、体形系数、外墙传热系数、外窗传热系数等一系列严格的控制数据同时得到满足基本不可能，多数时候设计师只能求助于动态方法，通过综合节能指标的计算满足规范的要求。

而这个计算过程非常复杂，只能通过计算机进行模拟，就目前国内使用较多的pkpm软件来，相关材料的选择、参数的调整等必须委托专职的“高手”才能在短时间内得到一个符合要求的技术方案，节能计算几乎成了少数“高手”的电脑数字游戏，而建筑师在整个过程中似乎很无助。

而在节能材料施工方面，诸如墙体外保温的防开裂、限高、贴面砖等一些技术难题的攻关缓慢，由此看来，从建筑节能设计，到建筑节能材料、施工等各环节，技术开发研究还任重道远，也需要国家及地方政府在建筑节能技术开发和创新方面加大政策支持力度。

二、建筑节能设计的途径一般有以下几方面：（一）、自然通风：从节能和舒适的角度考虑，自然通风是设计中要注意的一
个很重要的问题，良好的自然通风，不仅有利于改善室内的热舒适程度，而且还可减少空调运行的时间，有利于降低建筑物的实际使用能耗。

在建筑设计中平面应避开冬季主导风向，充分利用春、夏、秋季凉爽时段的自然通风，通过被动方式，利用室外气流带走室内产生的余热，从而保证室内的热舒适性，并缩短空调开启时间，达到节能的目的。

（二）、建筑朝向：朝向对建筑能耗的影响也十分重大。

太阳的辐射得热在夏季会增加制冷负荷，在冬季则能降低采暖负荷。

朝向选择时应从当地气象条件，地理环境，建筑用地等全面考虑，从节约用地的前提出发，优先采用本地区的最佳或接近最佳朝向，满足冬季能争取较多的日照，夏季避免过多的得热，还应有利于自然通风，从长期实践经验来看，南向是我国各地区者较为适宜的建筑朝向，但在建筑设计时会受到各方面因素的制约，不可能都采用南向，就应因地制宜合理确定建筑朝向，以满足节能与舒适的要求。

（三）、建筑体形系数：建筑体形系数是节能建筑设计特别要重视的问题。

何为体形系数？体形系数就是指建筑物的外表面积与外表面积所包围的体积之比。

建筑体形的变化，直接影响建筑采暖空调的能耗大小，体形系数越小，从降低能耗的角度出发，应将体形系数控制在一个较低的水平，但过低的体形系数会压制建筑设计师的创作灵感，平面布局受到限制，使建筑造型呆板，使用功能不能合理的安排，因此，在具体的设计过程中，须权衡利弊，合理确定建筑造型，凹凸面不要过多，尽可能减少建筑的外围护面积避
免体形变化过多而使体形系数增大，应将体形系数定在一个标准规定的范围内，以减少建筑能耗。

（四）、围护结构的保温隔热：影响建筑能耗最直接的因素是建筑围护结构的保温隔热性能。

建筑的围护结构主要分为外墙、屋顶、门窗和地面。

（五）、外墙的保温隔热性能：由于外墙在整个建筑外包面积中占的比例最大，对建筑能耗的影响也最大。

在严、寒地区冬季室内外温差达30-60℃以上，墙面传热造成的热损失非常可观。

因此墙体的保温隔热是建筑节能的一个重要部分。

在设计时应控制墙体的传热系数，采用保温性能好的砌体,如加砌混凝土自保温砌体，也可采用多层复合墙体，根据保温层位置的不同，复合墙体可分为外保温、内保温、及夹心保温墙体，每种保温形式有各自的公有制点外墙内保温和自保温由于结构的原因很难消除冷桥热桥，而采用外保温，则由于保温层覆盖信整个外墙面而有利于避免冷桥热桥的产生，内保温还会受二次装修的影响，并占用室内空间，国家已开始限制在居住建筑内使用它，但对于少量使用的墙体内保温是合理的。

夹心保温是两侧为墙体材料中间为保温材料，这种材料有利于其内外装修的优点。

另一方面，外墙外保温体系可以保护主体结构，延长建筑物使用寿命,也可以方便地对旧有建筑物进行节能改造，从长远来看，外保温的优越性明显高于其它形式，因此外墙应优先采用外保温来达到节能目的。

（六）、屋面的保温隔热性能：屋顶在整个建筑围护结构中所占的比例虽然远低于外墙，但对顶层房屋而言，却是比例最大的围护结
构，其保温隔热性能的好坏，直接影响顶层房屋的室内热环境与建筑能耗，与外墙一样，也应控制传热系数，采用高效保温材料作为屋面的保温层，根据保温层的位置分内外保温，一般屋面大多采用外保温，传统的做法是保温层设在防水层内，现在更科学的做法是保温层设在防水层外的倒置式保温屋面，既提高防水层的耐久性，又达到保温隔热效果。

（七）、外窗的保温隔热性能：在建筑围护结构中，与墙体，屋面相比，门窗（包括玻璃幕墙）的热工性能最差，是影响室内环境与建筑能耗最主要的因素之一。

为改善门窗的保温隔热性能，可以采用提高门窗的气密性，控制窗墙面积比，窗框采用断热金属型材，增加门窗层数,玻璃使用中空隔热防辐射玻璃等措施来提高门窗的保温隔热性能，另外采取有效的遮阳设施对降低太阳辐射对建筑能耗的影响非常有益。

（八）、地面的保温：地面及楼板下方为室外或不采暖房屋时，楼面也应采取保温措施。

地下室外墙及地面的保温往往是容易被遗忘和忽略的，但事实上它对保温节能及提高舒适度都有一定的作用，因此应当根据计算选用一定厚度的防水保温材料对其进行保温。

（九）、采暖系统的节能：城市供暖实行城市集中供暖和区域供暖，合理提高锅炉的负荷，改善锅炉运行效率，采用管网水平衡技术，以及加强供热管道保温，可以大大提高热效率。

除此之外，应该运用高技术成果开发高效节能的建筑设备，利用可再生能源，充分提高采暖空调系统的用能效率，从而节约能源。

三、结束语节能建筑的开发建设不仅可为人们提供更
舒适的生产，热生活环境，还对整个国家的能源安全具有非常重要的意义。

随着我国城镇化建设的快速推进，由于人口增长，城市对环境和能源的巨大影响，要保证我国的快速与可持续发展，全面推行建筑节能已势在必行。

国家近来颁布的一系列法令，法规也显示出政府在积极推行建筑节能方面的坚决态度。

我国地域广阔，建筑总量巨大，但节能建筑刚刚起步，涉及诸多环节，需要各方面大力配合，随着建筑节能工作的开展，以及人们对改善建筑热环境的迫切要求，建筑节能技术必将得到迅速发展。