浅谈城市建筑节能设计

　　摘要：随着我国建筑行业的迅速发展，对能源的需求量也日益剧增，因此建筑节能成为建筑设计的重要组成部分，越来越被建筑设计师们所重视。本文从标准设计角度出发，结合城市建筑所处的综合环境的分析，从建筑结构设计方面探讨了城市建筑的节能设计方案。

　　关键词：城市建筑;节能设计

　　Abstract: With the rapid development of the construction industry in our country, the demand of energy are increasing, so the building energy efficiency has become the most important part of architecture design, more and more architects pay attention. This article from the standard point of view of design, combined with the city construction and the comprehensive environmental analysis, from the building structure design of city building energy saving design.

　　Key words: city building; energy-saving design

　　中图分类号：TU2 文献标识码： A 文章编号：

　　建筑节能设计就是通过对地区气候条件的分析，将建筑设计与建筑微气候、建筑技术和能源的有效利用相结合的一种建筑设计方法。目前我国大多数建筑无完善的节能措施，建筑的高耗能已经给社会带来了沉重的负担。因此，建筑节能是世界建筑发展的一个必然趋势，也是当代建筑科学技术的一个新生长点。

　　一、优化建筑结构规划节能设计

　　1、建筑体形节能设计

　　①减小体形系数：合理的建筑体形能够减少建筑物与外界的热量交换。在其他外界条件一定的情况下，建筑物体形系数越大，单位面积散热量也越大，其耗热量指标越多，外围护结构的热损失也相对较多。因此，从节能考虑，建筑物的造型宜简洁、完整，尽量避免复杂的轮廓线。减小体型系数，提高节能效果。②自然通风：通过建筑体形的设计，利用建筑迎风面和背风面的风压差，在建筑上部设排风口排出污浊的热空气，同时从建筑底部补充吸入新鲜的冷空气，引导和组织气流，实现建筑内部的自然通风。③日照环境设计：建筑的体形会直接影响建筑采暖空调的能耗大小。因此，在建筑设计的过程中，设计人员应该从节能的角度出发，尽量使建筑的体形能够实现在夏季白天防止太阳辐射，在夜间利于自然通风、散热的目标。保证建筑物的外围护部分接受的冷、热量最少，从而减少冬季的热损失与夏季的冷损失。

　　2、建筑布局节能设计

　　设计者可根据对户型的自然通风模拟结果，将原设计中自然通风不利户型的室内分隔、外窗的位置、外窗的可开启尺寸等进行调整，例如，将电梯、楼梯、管道井、机房等布置在建筑物的北侧或西侧，而主要办公用房、住宿用房等人们经常停留的房间应尽量考虑布置在南向或东向，使该户型室内的气流更加畅通，室内空气龄明显降低，显著提高室内空气新鲜程度。对单个居住空间，室内分隔简洁，建筑进深适中，建筑户型前后没有阻挡。在有两面外墙的情况下，均在不同的外墙上开设了可开启的外窗，且可开启的面积之和大于外窗所在房间地面面积的8%，为居住空间夜间利用自然通风降温创造条件。

　　3、建筑朝向节能设计

　　建筑朝向的选择要考虑两个方面，首先是在冬季能获得足够的日照，主要房间要避开冬季风向。其次，在夏季能有效防止太阳辐射与暴风雨的袭击。不同朝向，不同季节，建筑物所得到的太阳辐射热能量不同，热损失也不同。在夏天，由于太阳高度角低，东、西向所得到的能量比南向多2.5 倍。而在北纬40 度～45 度地区，建筑物的朝向所得到的太阳辐射能量，相对夏天来说几乎是其两倍。因此，设计者在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况，按其太阳高度角做出日影响图，以确定冬季每天的日照时间，建筑南向开窗面积尽可能大些，在满足采光条件下，北向、东向窗尽可能小些，从而获得更多的太阳光线，减少热损失，保持室内舒适的温度环境。

　　二、优化建筑围护结构墙体设计

　　1、窗户节能设计

　　①控制开窗率：建筑物的外门和外窗是冬季冷风侵入、夏季阳光入射的主要通道。因此，合理控制开窗率是建筑节能设计的要点。在高能耗墙面应避免开大窗，且应提高窗户的遮阳性能。并尽量避免在东、西向开窗。同时，设置窗帘、遮阳板等也可以提高遮阳效果。②控制窗墙比：窗墙比是建筑外窗总面积与外围护墙体总面积的比值，在节能设计中不同朝向的墙窗比不同。因此需根据不同地区气候特征合理控制窗墙比。如在炎热干燥的地区，白天太阳辐射强度大，夜间温度低，建筑外墙体比较封闭，窗墙比小，可以减少白天透过窗户的太阳辐射热和夜间室内热量的散失，同时保持室内空气的湿润。在温热湿润的地区，建筑的窗墙比则应该设计得较大一些，夏季利用较大的南向窗户进行自然通风，冬季则可以获得较多的太阳辐射热。

　　2、墙体节能设计

　　外墙在整个建筑外包面积中占的比例最大，对建筑能耗的影响也最大。在设计时应控制墙体的传热系数，采用保温性能好的砌体，如加砌混凝土自保温砌体，也可采用多层复合墙体。先用250mm 厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块作为外围护墙，有效地减少建筑垃圾，利于环保和减少资源浪费。再增加了一层30mm 厚的有机硅保温砂浆，从而减少了外围护结构的传热系数。同时，在保温层外侧设计钢结构支撑体系，干挂板材，可以遮挡夏季阳光直接辐射到墙体，同时后侧流动的空气层能迅速带走热量，起到很好的遮阳隔热效果。另一方面可将外墙构件部位设计成双层壁面，形成封闭的空气层，并将各部位的空气层相连成循环，在太阳辐射产生的热力作用下，依靠“热

　　虹吸”作用产生对流环路。在这个过程中，依靠贮热体加热空气，流动的空气来加热室内的墙体，满足室内温度的稳定。

　　现阶段，外墙保温节能系统通常有以下几种形式：

　　①EPS 板薄抹灰系统，该外保温系统是由EPS 板保温层、薄抹面层与饰面涂层组成，用专门的粘合剂将EPS 板粘贴于基层上，在薄抹面层中用玻纤网满铺。②EPS板现浇混凝土外墙外保温节能系统，该系统是在现浇混凝土基础上，设置EPS 板保温层。③胶粉EPS 颗粒保温浆料系统，是由胶粉EPS 颗粒保温浆料保温层、界面层、抗裂砂浆薄抹面层与饰面层组成。其保温层是由现场拌制的胶粉EPS 颗粒保温浆料喷涂于基层上而成，薄抹面层同样采用玻纤网满铺。④机械固定EPS 钢丝网架板系统，该保温系统组成结构有：饰面层、砂浆厚抹面层、腹丝非穿透型EPS钢丝网架板、机械固定装置。

　　3、屋顶节能设计

　　屋面保温层不宜选用密度大、导热系数较高、吸水率较大的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，同时，可设置排气孔以排除保温层内不易排除的水分。还可从建筑设计角度考虑在顶屋设置通风隔热层或将顶层作为设备间等，形成2 次隔热，减少屋面温度的影响。在屋面隔热上，屋面应该做到尽量小，坡屋

　　面的隔热，可以利用30 毫米聚苯板、一体化隔热板、屋面绿化等方式来实现。同时注意，屋面外表面采用柔性防水时，应使用反阳光辐射的材料。覆土和植草屋面的保温隔热效果很明显，用“建筑夹层防排组合”消除水压力。在一般的防水层上加塑料凹凸板、盖土工布，起到防水、排水、挡土、滤水的作用，即是绿化的基层，又是屋面的防排基层，解决了屋面渗漏和种植中排水透气的问题。

　　三、屋面节能技术

　　1 倒置屋面

　　传统的屋面保温措施是将保温层设置于防水层之下，由于以往使用的保温材料主要是水泥膨胀珍珠岩，石棉岩面等，这些材料吸水性强，因此不仅仅需要在上面做防水层，还需要在其下面设置隔气层，另外，还需要设置保护层，以防止材料老化。从而导致保温系统结构过于复杂，增加了工程造价，同时施工还将受到天气的限制。因此，新的屋面节能形式—倒置式屋面，应运而生。其所谓倒置是相对于传统屋面保温结构形式而言的，就是将把保温层设置于防水层的上面。该种保温层采用的保温材料具有强烈的“憎水性”，例如XPS- 挤塑式聚苯乙烯等。其具体工艺为：首先于屋面上起坡做好找平层，然后根据设计要求施工防水层，再将XPS保温板铺设在上面，最后做好保护层。采用这种保温层形式，不仅仅能达到很好的效果，施工还方便，成本也降低了不少。

　　2 屋面绿化

　　在建筑物的屋面种上各种植物进行绿化，可以大大降低建筑能耗，同时还可以将室内排放出来的有害气体吸收部分，也可以减少噪音污染。若采用屋面绿化，仅需用灿灰水泥将原保护层中的普通硅酸盐水泥替代即可，在进行屋面绿化时必须注意其种植荷载，不得太大，以免给建筑物结构安全造成影响。另外在植物种类的选择是也应该注意尽量选择耐热、耐旱、抗风、耐贫瘠的植物，比如三色堇、彩叶草、鸭跖草、假连翘、麦冬草等植物。

　　3 屋面蓄水

　　蓄水屋面指的是在建筑物的刚性防水屋面上蓄积一定深度的水，其工作原理是，利用水的蒸发散热作用，将太阳辐射到屋顶的大量热量带走，从而达到降低屋面的温度，该法也是一种比较有效果的隔热措施。屋面蓄水主要是做好屋面的防水措施，以及蓄水的深度，控制其荷载，以免影响屋面结构物的安全。

　　总结

　　随着我国社会经济的迅速发展，建筑规模日益增大，建筑能耗也与日俱增，但是我国的能源又面临着巨大的危机，因此为缓解我国的能源危机，我们在进行建筑设计时，必须在为人们的生产、生活、工作以及活动创造一个舒适的场所的同时，又尽可能的提高能源的利用效率、节约能源的消耗、降低环境污染。节能环保是现代建筑发展的必然趋势，而建筑节能设计对于减小建筑能耗，实现建筑发展现代化建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护,是建筑业一项重要、紧迫而又艰巨的任务,值得全社会重视,推广和使用节能建筑必将产生较好的经济和社会效益。都具有十分重要的意义。

　　参考文献：

　　[1]徐钟.高层建筑节能设计[J].河北煤炭,2009,(03).

　　[2]梁理常.对建筑节能设计的思考[J].科技信息,2009,(23).

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