分析建筑节能设计现状与策略

分析建筑节能设计现状与策略

发表时间：2013-03-28T16:05:37.840Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年12月Under供稿作者：康永强[导读] 建筑节能就是降低建筑使用能耗,提高能源利用效率,保护环境,需要大力提倡建筑节能。

佛山市新广厦建筑设计院有限公司德庆分公司康永强摘要: 建筑节能就是降低建筑使用能耗,提高能源利用效率,保护环境,需要大力提倡建筑节能。建筑节能是一项复杂的系统工程，从房屋建筑本体技术到房屋建筑用材料产品、房屋建筑热环境用设备等都存在着节能潜力。根据建筑功能要求和当地气候参数，在总体规划和单体设计中，应科学合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高、选用节能建筑材料、保证建筑外围护结构的隔热保温性能等及对建筑周围环境进行绿化设计，全面应用节能技术措施，最大限度减少建筑物能耗量，以获得理想的节能效果。关键词:规划设计建筑布局节能设计 0前言

我国对能源的需求量大而能源不足，现需大量进口。因此节能是国家的一项长远战略方针。我国建筑的耗能量约占全国耗能的30%，而且还在不断上升，所以建筑节能刻不容缓。建筑节能是一个综合概念：建筑节能包括建筑设计和建造过程中采用节能型的建筑材料、结构、器具设备和产品，提高保温隔热性能，通过以上措施，可以提高能源的利用效率,减少建筑能耗。从发展趋势上看建筑节能已经从初期的单纯节约能源，发展到了如何在建筑中合理的使用利用能源方面。

1、建筑节能的现状与发展状况

目前，建筑耗能与工业耗能，交通耗能是我国能源的三大“耗能高手”。我国的建筑不仅耗能高且能源利用率低，同等条件下，相对世界其他水平相等的国家来说能耗要高出23倍。而根据发达国家的发展经验，随着我国的发展，建筑能耗呈现持续上升状态。据有关文献，数据分析全国在一年内能够节约的能源，约合为1.6亿吨标准煤所产生的能源，所以，建筑业的技能潜力是相当客观的。

2 低能耗建筑设计方法 1 总体规划设计

设计的指导思路应最大限度利用大自然赐予我们的天然礼物，如光、热、风，通过合理通风设计、采光等设计完全可以达到更舒适的节能效果。

2.1 建筑选址

选址的节能问题是一个与自然整合的问题, 要符合自然规律, 尽量利用自然环境来创造适合人类生存的条件。建筑选址需争取日照, 避风建宅。建筑基地宜选在向阳的地段上, 为争取日照创造先决条件, 而不适宜选择在山谷、洼地及凹地等处, 因为冬季冷气流易在凹地里形成对建筑物的“霜洞”效应, 位于凹地的底层或半地下建筑为保持所需的室内温度所消耗的能量, 就会相应地增加。

2.2 建筑布局

住宅群的形状和道路的不同走向对风向和风速有明显的影响, 住宅群和道路之间多为速度较小、方向竖直的管状气流,很难穿越建筑物,所以必须考虑建筑群体的形状与体量的组合和布局, 适当布置建筑物, 做到不同体量、不同角度、不同间距、不同道路走向的建筑物合理组合, 充分利用自然通风和日照。

冬季降低冷风风速避免冷风渗透, 减少建筑物和场地表面热损失, 节省能耗; 夏季可以组织良好的通风, 在建筑物之间及建筑内部形成良好过堂风, 达到自然通风和降温。

从建筑群的平面布局来说, 宜采用错列式、斜列式及自由式等形式, 而不宜采用不利于自然通风的周边式和并列式布局。从竖向布局来说, 宜将较低的建筑布置在夏季风的迎风面的前端, 这样有利于季风的渗透。

3 建筑单体设计

3.1 平面设计

住宅平面设计的合理性在很大程度上可以节约能耗, 在住宅平面设计中, 夏季穿堂风和全明房是建筑物节能的关键因素。住宅房间进深对穿堂风的形成和效果具有决定性的影响,一般房间进深不应大于15m, 但我们可以适当增加套型进深,以便于在限定的建筑面宽内增加建筑面积。建筑平面的巧妙布局也能获得满意的节能效果, 如将电梯、楼梯、管道井、设备房和辅助用房等布置在建筑物的南侧或西侧, 可以有效阻挡日射; 与之相连的房间不仅可以减少冷消耗, 同时可以减少大量的热量损失。另外, 现在许多住宅都配置超大阳台, 开发商往往注重于其作为室内外过渡空间对观景的作用, 而建筑师也常常将其作为丰富建筑立面效果的元素, 实际上在夏热冬冷地区它还能起到夏季遮阳和通风的作用。西、南立面的阳台封闭起来,又可形成热交换过渡空间, 保证冬季室内热量散失慢, 夏季节约空调冷量。

3.2 立面设计

根据当地的气候状况改变墙体的角度, 可以提高住宅对气候的适应性和对自然资源最大限度的利用, 如外倾斜南墙屋面和层层出挑可以获得更大的遮阳面, 内倾斜南墙屋面和层层退台则可以获得更大的阳光照射面, 北向墙面结合屋顶做适度的内倾斜, 可以将冬季冷风导向天空, 减少冬季风的风压, 以此降低围护结构的热渗透, 同时还可以创造优美的立面效果。

3.3 遮阳设计

设置遮阳设施, 考虑空调设备的位置。减少阳光直接辐射屋顶、墙、窗及透过窗户进入室内。建筑的遮阳由来以久, 形式多样, 体现在不同的技术层面上。在低技术方面,采用藤蔓植物、深凹窗、外廊、阳台、挑檐、遮阳板等遮阳措施；在中等技术层面上, 主要有选择性透光遮阳(镀膜玻璃、磨砂玻璃等)、热反射窗帘及可手动调节的遮阳百叶等; 在高技术层面上, 有随着太阳光的入射角度和强度变化而自动控制的智能化遮阳设施。

3.4 门窗设计

尽量减少门窗的面积, 门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位, 面积约占建筑外围护结构面积的30%, 其能耗约占建筑总能耗的2/3, 其中传热损失为1/3。被动式太阳能的利用一直存在着一对矛盾，冬季白天建筑南向为获得尽可能多的太阳辐射而开设尽量大的窗口以获得热量,然而白天获热量最多的部位也是夜间失热量最多的部位。所以门窗是外围护结构节能的重点, 在保证日照、采光、通风、观景条件下, 应尽量减少外门窗洞口的面积。

建筑中门窗材料和密闭性对室内温度变化起着一定的作用, 设计中应采用密闭性良好的门窗, 通过改进门窗产品结构(如加装密封条) 、采用双层真空玻璃窗、中空玻璃窗等目前市面上的保温性能好的窗户, 提高门窗气密性, 防止空气对流传热。

3.3 建筑体型系数

建筑形体与室内空间的热工能耗有着密切关系, 一般常用体型系数k 作为衡量建筑热工性能的一项重要指标。体形系数是建筑物接触室外大气的外表面积F 与其所包围的体积V 之比值。空间布局紧凑的建筑体型系数小, 建筑体型复杂、凹凸面过多的点式的低、多层及塔式高层住宅等空间布局分散的建筑外表面积和体型系数大。对于相同体积的建筑物, 其体形系数越大, 说明单位建筑空间的热散失面积越高。研究表明，体形系数每增大1%, 能耗指标约增加2.5%。根据我国目前的节能目标, 条形建筑其体形系数不应超过0.35, 点式建筑其体形系数不应超过0.40。若在设计中能满足此要求, 则单位建筑面积对应的外表面积就较小, 外围护结构的传热损失也较少。因此, 出于节能的考虑, 在建筑设计时应尽量控制建筑物的体形系数,但如果出于造型和美观的要求需要采用较大的体形系数时, 应尽量增加围护结构的热阻。假设一建筑物的初始长宽比为2, 设宽为a, 长为2a, 高度为h, 可得下式:

以h 为变量对该函数求导后, 令其为零, 则得最佳节能高度h0=0.222v1/3, 最佳节能宽度w0=1.501v1/3, 最佳节能长度l0=3.002v1/3。由以上可以看出, 只要建筑物的总体积和长宽比一定,该建筑就存在一个最佳节能尺寸。

4 结束语

现我国建筑正处于起步阶段，有待于每一个建筑师结合现代技术及绿色环保观念，最大限度地使用大自然赐予人类的天然礼物，如光、热、风等能源，使用适宜技术，实现建筑与环境的融合，以及走系统化发展之路，继承发扬独特的地域文化传统，设计出既能与环境共存，又能改善人类生活的绿色建筑，在建筑节能方面继续取得很大成效，这是世界性的大趋势。参考文献

[1]李山.浅论城市规划设计与建筑设计的关系[J].价值工程,2010（2）．

[2]韩林飞.城市规划设计的特色与本源[J].建筑与文化,2009（8）．

[3]陈力.中国城市可持续发展的几个关键问题[J].南方建筑,2009（6）