对建筑节能设计的探索

　　摘要:建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾；有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展；有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。建筑设计是其中一个很重要的环节。本文从建筑节能的基础出发,对建筑节能设计方面进行了探索。
　　关键词：建筑节能，建筑节能设计
　　前言
　　建筑节能是整个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,通过合理的规划设计,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。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。
　　1建筑节能的意义与定义
　　建筑使用过程中所消耗的能量,即通常所说的建筑能耗,在社会总能耗中占很大的比例。中国改革开放30年,创造了世界人类建筑史上的奇迹:1985-2004的20年间,全国竣工建筑的面积达105.6亿m2,约占现有建筑面积的1/4,预计到2020年还将新增建筑面积300亿m2。然而,目前中国既有建筑中,95%以上是高能耗建筑。1992年,建筑能耗占全社会能耗的15%,2000年为27.5%,2020年将会增加到40%,如果加上原材料的运输和损耗等,建筑能耗可能高达50%。这既反映了我国城乡生活水平的提高,也反映了我国高速发展的建筑和能源需求形势。由于建筑能耗在社会总能耗中所占的重大比例,建筑节能成为世界节能浪潮的主流之一,建筑节能技术已经成为当今世界建筑技术发展的重点之一。
　　2真正贯彻落实全面的建筑节能设计
　　2.1整体及外部环境的节能设计
　　建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
　　2.1.1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。
　　2.1.2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。
　　2.1.3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。
　　2.2单体的节能设计
　　单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
　　2.2.1建筑各部位的节能构造设计
　　建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。
　　1)屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施为:①采用坡屋顶；②加强屋面保温;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。
　　2)楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。
　　3)建筑外围墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennamUmno大厦外墙中,则外加了一种“铺风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风铺捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。
　　4)建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计应主要考虑:①控制建筑不同朝向的窗墙面积比;②设置遮阳措施,我国节能标准中规定,夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳;③根据需要合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风;④严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施;⑤选择高性能的建筑门窗和幕墙技术,建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品。
　　5)建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取口可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
　　2.2.2合理的建筑空间设计
　　合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
　　2.2.3选用建筑节能材料
　　合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
　　3结语
　　全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾；有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展；有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
　　参考文献
　　[1]建筑节能工程设计手册/北京土木建筑学会主编.北京:经济科学出版社,2005.7.

《对建筑节能设计的探索》

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