节能技术在建筑设计中的应用探究

戴稳

摘要：随着可持续发展战略当中的低碳环保观念问世，人们树立的保护环境意识越来越强，但是改善环境属于一项耗时长，人力物力投入均很大的任务，需要社会公众的积极参与。所以，在建设设计过程中开展建筑节能设计意义很大，值得建筑设计者们开展坚持不懈的研究。

关键词：节能设计；建筑节能；应用

1.建筑设计中建筑节能的基本概念及其重要性

建筑节能是指在建筑中，合理使用和有效利用能源，从而提高能源的利用效率，其并不是消极节省成本方式的节能，而应当是从积极意义上的提高利用效率。建筑节能应包括采暖、空调、照明、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗。

建筑节能是一件关系到国计民生的大事，因此节约建筑用能已经成为建筑设计中的重中之重。建筑节能不仅是发展国民经济的需要，而且是改善广大人民的建筑热环境的需要。经济的发展依赖于能源的发展，尤其是近几年来，能源短缺已成为制约我国经济的发展的一个根本性因素。我们要想进一步发展国民经济，就必须重视建筑节能。我们只有抓紧建筑节能，遏制建筑用能浪费，做好建筑节能工作，才能实现国民经济的可持续发展。

2.建筑节能设计在国内实施现状

（1）我国建筑节能的管理工作体制以及监管体系的不完善，造成了执法不严、监督不力。

（2）建筑开发商对建筑节能的资金投入少，因而导致了建筑节能缺少基础研究。

（3）节能设计与开发商存在利益矛盾。

开发商只注重建筑的经济利益和经济价值，会尽可能的降低建设成本。进行建筑节能设计时，需要一些高成本、高投入、高价格的材料来降低建筑的耗能量，因而在设计时投资者和节能设计这两者之间产生极大的利益矛盾，从而造成建筑节能措施不能顺利的得到推广，最终严重影响了节能建筑的发展。

（4）建筑节能标准不完善以及不配套。

现阶段仅仅根据几个大的气候分区，制定了各个分区的节能设计标准，而缺乏对各个地方的具体气候、地方材料、经济水平差异等的研究。

（5）建筑节能技术水平低。

我国建筑节能技术与其它发达国家相比仍然十分落后，我国引进以及发展节能建筑的时间短，也没有实际经验，这样严重影响了我国节能建筑的发展。

3.建筑设计中节能建筑设计的具体措施

3.1建筑的整体节能

根据建筑功能要求和当地的气候参数，在总体规划和单体设计中，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、选用节能型建筑材料、保证建筑外维护结构的保温隔热等热工特性及对建筑周围环境进行绿化设计，设计要有利于施工和维护，全面应用节能技术措施，最大限度减少建筑物能耗量，获得理想的节能效果。

（1）建筑朝向和平面形状

同样形状的建筑物，南北朝向比东西朝向的冷负荷小，因此建筑物应尽量采用南北向。如对一个长宽比为4∶1的建筑物，经测试表明：东西向比南北向的冷负荷约增加70%。在建筑物内布置空调房间时，尽量避免布置在东西朝向的房间及东西墙上有窗户的房间以及平屋顶的顶层房间。因此，选择合理的建筑物朝向是一项重要的节能措施。空调建筑的平面形状，应在体积一定的情况下，采用外维护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小，冷负荷越小，能耗越小。

（2）合理规划空间布局及控制体型系数

如果是依靠自然通风降温的建筑，空间布局应比较开敞，开较大的窗口以利用自然通风。而设有空调系统的建筑，其空间布局应十分紧凑，尽量减少建筑物外表面积和窗洞面积，这样可以减少空调负荷。

体形系数的定义是建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值。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0.01，能耗指标约增加2.5%。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。

（3）绿化对节能建筑的影响

绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改善气温，调节碳氧平衡，减弱温室效应，减轻城市的大气污染，减低噪声，遮阳隔热，是改善居住区微小气候，改善建筑室内环境，节约建筑能耗的有效措施。

3.2建筑的单体节能

（1）墙体节能技术

墙体节能技术又分为复合墙体节能与单一墙体节能。复合墙体节能是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能，降低外墙传热系数。新型高效保温绝热材料有岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚胺酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等。根据复合材料与主体结构位置的不同，又分为内保温技术、外保温技术及夹心保温技术。单一墙体节能指通过改善主体结构材料本身的热工性能来达到墙体节能效果，目前常用的墙材中加气混凝土、空洞率高的多孔砖或空心砌块可用作单一节能墙体。

经实践证明，外墙外保温技术是保温效率比较高，易于施工的一种做法。同样的室外温度，使用外墙外保温的房子，室内温度更不容易受环境影响，这不仅有利于建筑节能，更使房子舒适感增加。或许建筑师会认为这项技术阻碍了更好地表现建筑不同墙体材料所展现的美，但新技术给了建筑师更多的展示才华的空间，成为新的机遇和挑战。

（2）门窗节能技术

门窗节能技术主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三个方面进行。减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加设备负荷，可通过采用密封材料增加门窗的气密性；减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递，建筑物的窗户由镶嵌材料（玻璃）和窗框、扇型材组成，通过采用节能玻璃（如中空玻璃、热反射玻璃、特种玻璃--吸热玻璃、反射玻璃、调光玻璃等）、节能型窗框（如塑性窗框、断热铝型框等）来增大窗户的整体传热系数以减少传热量；在南方地区太阳辐射非常强烈，通过窗户传递的辐射热占主要地位，因此可通过遮阳设施（外遮阳、内遮阳等）及高遮蔽系数的镶嵌材料（如low-e玻璃）来减少太阳辐射量，改善门窗绝热性能，有效降低室内空气與室外空气的热传导；百页有遮阳和调节自然光作用，外百页作用比内百页作用显著，水平百页的间隔、角度随太阳入射角可变，反射百页可以把阳光反射至天花板再反射到室内。

此外，不同地区，不同朝向窗尺寸即窗墙比对节能的影响也不容忽视：寒冷和温暖地区南窗大，其他朝向窗小；亚热带北窗大，其他朝向窗小。

（3）屋面节能

屋顶隔热一般通过材料和构造来实现，如选用采热系数小、蓄热性大的材料，同时注意材料层的排列。为做好屋面节能，现阶段宜用以下方法：

（a）高效保温材料屋面同架空型保温屋面相结合，及聚苯板保温屋面和架空隔热板同时使用。

（b）倒置型保温屋面：外保温屋面，此种屋面保温层在防水之上，使保温层还起到了防水层作用，这些材料必须防水和耐气温性能好，不易老化，以挤出型聚苯乙烯板为好。再在其上用砼预制块压住，不要粘结，以便于维修，其价格比较适宜。

（c）屋面的隔热构造一般采用封闭空气层的做法，间层的厚度为50mm～60mm，阻值最大，但不便于施工，因此实际施工常用100mm～150mm的间层厚度，其隔热效果也很好。有的地区的建筑还采用通风屋顶、阁楼屋顶和吊顶屋顶、植被屋顶、蓄水屋顶等进行隔热处理，提高屋顶的隔热能力以起到节能效果。

4.结语

综上所述，建筑节能是一项系统工程，它不但与建筑的规划与设计密不可分，而且还涉及其他许多方面，如新材料、新技术、新工艺的应用，再生能源的开发和利用，设备设计、管理等，只有对它们进行综合考虑，才能做到节约能耗，提高热效率，达到节能的目的。

参考文献：

[1]付祥钊.建筑节能技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]王立雄.建筑节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.