对建筑节能设计的探讨

对建筑节能设计的探讨

摘要：论文探讨了建筑节能设计方法，分析了在建筑总体规划设计阶段以及建筑单体设计阶段的节能设计，最后介绍了太阳能技术在建筑设计中的应用。论文剖析整个建设全过程的节能设计，以节约建筑资源，实现社会经济的可持续发展。

关键词：建筑设计节能技术太阳能

0、引言

随着中国经济的高速发展，中国工业进入了工业化中期，即重工业化阶段，但是高消耗、高污染、低效率的粗放型扩张和外延为主的经济增长模式没有改变，经济增长对能源需求明显提高。经济的发展又大大促进了中国城市化的进程，居民收入的快速增加，居民消费结构性升级，房屋和汽车消费高速增长，房地产和汽车工业空前繁荣。中国能源的短缺亦日益严重，能源已成为中国经济可持续发展的命脉。因此，节能减排必将是中国可持续发展的工作重点，建筑节能又是重中之重。建筑节能技术在对建筑物的特性进行全面模拟和分析的基础上，对建筑物的能量消耗、室内物理环境、建筑材料的选用、保温设计、窗墙比、风环境设计、采光、日照、遮阳、空调与通风系统等诸多方面进行分析，模拟出结果，然后将该结果运用于设计中的建筑，以更好地节约能源，这项技术是我国十五重点发展的技术，在建筑界有着十分巨大的应用前景。

1 建筑规划节能设计

建筑的规划节能设计应从建设选址、建筑和道路布局、建筑朝

向、建筑间距等方面进行深入研究，通过建筑的规划布局对自然因素等进行充分利用与改造，形成良好的居住条件，并有利于建筑的节能。

1.1 建筑选址

选址的节能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。总体来说，建筑选址需争取日照，避风建宅。

1.1.1 争取日照

争取日照包括争取日照时数、日照量和日照质量三个方面。建筑基地宜选在向阳的地段上，为争取日照创造先决条件：依据各地最佳建筑朝向范围合理选择建筑朝向，以争取更多的日照；选择满足要求的日照间距。应依据所处地理纬度、城市环境条件等确定日照间距标准：合理布局建筑楼群。建筑楼群不同的建筑形状、布置走向产生不同的阴影区，纬度越高，阴影区范围越大，建筑设计时应采取不同的布局规则以争取日照。

1.1.2 避风建宅

冷风渗透和风压均会对建筑物的保温造成不利影响，建筑应该尽量选择避风基址建造，采用错列式布局避免“风影效应”。主要避风措施有：利用建筑物。建筑物的恰当布置（如紧凑布局、建筑组合）能够降低风速，减少建筑物的热损失；设置风障。

1.2 建筑布局

建筑群的布局影响建筑的节能，应合理规划和组合建筑物。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

和道路间的管状气流很难穿越建筑物，必须适当布置建筑物，使住宅高层、低层错落排列，形成自然通风和日照。并利用道路和植被，冬季避免冷风渗透，减少热损失，减少能耗；夏季则形成穿堂风，达到自然通风和降温，实现建筑物的有效节能。

1.3 建筑朝向

建筑朝向对其能耗具有显著影响。朝向范围是日照和通风两个主要因素共同作用的结果，应综合考虑上述两种因素确定建筑物个体以及建筑群的朝向。朝向选择需满足以下要求：夏季尽量减少太阳直射室内及居室外墙面：冬季具有适量和一定质量的日光照入室内；夏季通风良好，冬季避免冷风吹袭，以使建筑获得冬暖夏凉的宜人室内环境。确定住宅朝向范围后，再根据季风主导方向进行朝向的调节，以获得良好的夏季穿堂风。影响住宅朝向的因素很多，如地理纬度、地段环境、地区气候特征以及建筑用地状况等。应充分考虑各种因素，确定最佳的建筑朝向。

1.4 建筑间距

建筑间距的确定主要是由日照和通风决定的。一般居住建筑要求夏季避免日晒，冬季保证充分阳光照射，因此计算日照时间时，通常以大寒日不低于2h为标准，再根据实际情况加以调整，从而保证住宅室内具有一定的日照量，进而确定建筑的最小间距，并结合其他条件来综合考虑住宅群的布置。建筑间距直接影响着风向和漩涡风的产生及正负风压值的大小。建筑物越长、越高、进深越小，其背风面产生的涡流区越大，流场越紊乱，对减少风速、风压有利。

因此，应根据地区的主导风向设计合理的间距，以保证建筑组织良好的自然通风。

2、建筑单体节能设计

2.1 自然通风节能设计

自然通风能够降低室内温度，节约能源。同时有效的自然通风能够带走室内异味，选择合适的建筑朝向及排列方式，使房屋迎向夏季主导风从低到高依次布置。建筑间距愈大，自然通风效果愈好。考虑建筑用地的节约，房屋间距不可太大。一般在满足日照的要求下就能满足通风的要求。进行单体设计时，门窗的合理设置可有效调节室内通风，如将房屋前后门窗设计成对开时，可形成穿堂风。

2.2 平面节能设计

合理的平面设计能够显著节约建筑能耗。在平面设计中，夏季穿堂风和全明房是建筑物节能的关键因素。住宅房间进深决定着穿堂风的形成和效果，一般房间进深不大于15m，但可适当增加套型进深，以便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显著的节能效果，如将楼梯、辅助用房等布置在建筑外层或西侧，可有效阻挡日射；阳台的设计能够实现夏季遮阳和通风的作用：封闭阳台既可保证冬季室内热量散失缓慢，又可节约夏季空调冷量等；阳光间的设计能够降低建筑能耗，而且与之相连的房间可以减少热量损失以及制冷能耗；平面突出部位的合理设置对引导自然通风和遮阳亦有明显的效果。

2.3 立面节能设计

根据当地气候状况改变墙体的角度，可以提高建筑对环境气候的适应性以及最大限度的利用自然资源。如内倾斜南墙屋面和层层退台可以获得更大的阳光照射面；外倾斜南墙屋面和层层出挑可以获得更大遮阳面：适度内倾斜北向墙面以及屋顶，可减少冬季风的风压，以降低围护结构的热渗透；西墙绿化和遮阳架有助于降温隔热，若在墙面和植物之间设置通风构架，则能够加强西墙的散热性能等。

2.4 遮阳节能设计

适当的遮阳措施可减少不必要的夏季太阳辐射热，有效降低空调负荷，减少建筑物的能耗。外遮阳是最有效的遮阳设施，它直接将太阳辐射热量遮挡于室外。主要遮阳措施有：藤蔓植物、深凹窗、外廊、阳台、遮阳板等遮阳措施；热反射窗帘、选择性透光遮阳、可手动调节的遮阳百叶等。现代化自动控制的智能化遮阳设施可在无人的情况下，根据室内外温度等参数自动调节，以降低太阳辐射的影响，节约能源。

3、太阳能技术在建筑设计中的应用

目前建筑业是经济发展的重要产业，也是消耗能源较多的行业，尤其是现在住宅不仅仅是一个遮风避雨的场所，人们所追求的是建立在自然环境持续和谐发展基础上的优越的生活环境，即建筑中充分利用绿色能源、尽可能地减少建筑的能源消耗，在保护环境的根本前提下尽可能的因地制宜，合理地利用当地的优势条件发展合宜建筑。太阳能作为绿色洁净能源的使用对建筑行业来说是一种全