刍议建筑节能设计理念及必要措施

　　引言：在国家大力提倡节能环保的大背景下，节能与环保已经成为建筑设计未来发展的大趋势。近年来，随着国家经济的发展，人们生活水平提高，住房条件不断地改善，居民住宅纷纷进行装修改造，居民装修不仅要考虑美观舒适，还要在考虑到设计的个性的同时，兼顾以人为本环保与节能的室内设施的设计和运用。

　　一、建筑节能设计理念

　　1、节能能源资源：减少建筑材料生产运输过程中的能耗——就地取材，生产节约型材料。

　　在建筑设计过程中，一方面要注重使用过程中的节能，另一方面还要考虑蕴含在建筑材料本身中的能源消耗量。在满足建筑的使用功能和结构安全的前提下，应尽可能地选用生产能耗低的建筑材料，回收利用率较高的建筑材料。在材料的选择上也应该尽量就地选材减少运输过程中的能耗和污染。

　　2、以合理的设计达到建筑建造过程中材料的节约

　　在建造的设计过程中，在满足结构要求的基础上节约材料，充分发挥材料的性能，例如结构工程师可以根据经验和计算使钢筋满足最小配筋率的要求下尽量减少钢筋的用量，在水泥中添加一些添加剂减少水泥的用量，另外还可通过建筑体形设计达到节能效果，如平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向，合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶、热缓冲区及有效遮阳，提高外围护结构的保温隔热性能，也对建筑材料的节约有着重大意义。

　　3、充分利用自然资源以达到节约能源的目的。

　　太阳能的利用：设计太阳能住宅。光热转换是人类直接采集太阳光能量的方法。转换装置，基本上分为平板式集热器和聚光式集热器两类。因此可以利用阳光直接射在黑色粗糙表面上变热设计出太阳能住宅，另外还可以利用反射镜或透镜聚光产生热原理，在屋顶上装上薄铁皮制成的集热板上，当集热板被晒热，光变成了热。当空气从集热板下面流过，就可以把热量带走。需要时可通过风道，送到房间里取暖。太阳能住宅的另一优点是光电转换。就是通过光电器材，将太阳能直接变为电能。最通常的光电器材是硅电池。其原理是硅晶材料在光的照射下释放电子，这就是光电效应。在计算器、收音机、汽车上都能用这种硅太阳能电池。

　　二、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，达到节能降耗的目的。

　　1、合理选址

　　建筑选址主要是根据当地的气候、土质、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、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。像蒙古包的圆形平面，圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候，起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区，引入自然通风对节能非常重要，在规划布局上，可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压，即使在无风时也能形成通风，在建筑体型设计上形成风洞，使自然风在其中回旋得到极好的通风效果，达到节能的目的。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。

　　4、建筑的体形与建筑节能

　　(1)控制体形系数。体形系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包同的建筑体积之比。体形系数越大，说明单位建筑所分担的热散失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明，体形系系数每增加0.0l，耗热能指标约增加2.5%，一般宜控制在0.30以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说，控制或降低体形系数的方法有：减少建筑面宽，加大建筑进深;增加建筑物的层数;加大建筑物的长度或增加组合;建筑体形不宜变化过多。

　　(2)控制表面面积系数。从获取更多的日照辐射，降低耗能的观点来看，表面面积系数越小越好。从节能意义来说，长轴朝向东西的长方形体形最好，正方形次之，而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。

　　三、住宅屋面的节能设计

　　在建筑物受太阳辐射的各个外表面中,屋面是接受太阳直射时间最长的部位,因此受辐射得热也是最多的,相当于东西向墙体的2～3倍,所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料(如膨胀型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上,可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易,可广泛采用。

　　另外,利用屋顶种植花卉、灌木(如彩叶草、三色堇、麦冬草等)形成生态型屋面,既可阻挡热源,减少温室气体的排放,达到保温隔热,又可美化环境,改善城市气候,做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜,可起到滞阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤导热系数小,有很好的热惰性,不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动,有利于屋面的保温隔热。同时,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热,从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。据测试,蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较,温度可低27℃。此外,采用平坡屋顶结合的构造形式,在屋面保温隔热层上做架空层,通过空气流通来散热也是个不错的办法。

　　四、总结

　　综上所述，必须做好建筑的节能设计，只有这样，才能降低整个建筑工程过程中的能源消耗，进而提高建筑的整体效益，实现人、建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合。

　　参考文献：

　　【1】房志勇.建筑节能技术.中国建材工业出版社，1998.

　　【2】卢求,刘飞、生态节能建筑的开发与设计[N]建筑晚报 2005

　　【3】宋丽娟.建筑节能在建筑设计中的应用.山西建筑.2003

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文章名称： 刍议建筑节能设计理念及必要措施

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