浅谈现代节能建筑设计

　　摘要：建筑能耗占我国总能耗较大比重。本文提出节能建筑设计是为了根据我国现阶段状况，可以充分有效的利用自然能降低不可再生能源消耗，促进我国建筑的可持续发展。

　　关键词：建筑设计，节能设计

　　Abstract: China's total energy consumption of building energy consumption larger proportion. This paper puts forward energy-saving building design is to according to our country present stage condition, it may be full and effective use of natural can reduce not renewable energy consumption, and promoting the sustainable development of architecture.

　　Keywords: architectural design, energy efficiency design

　　中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

　　1、前言

　　随着全球温室气体的大量排放、能源供应的紧张，建筑节能被人们提到了社会发展的重要位置。可以说建筑节能的成功与否直接影响人们每一天的生活。从全球气候的急剧变化到建筑维护费用的大幅增加，无不与建筑耗能的多寡息息相关。

　　2、节能建筑设计的特点

　　2.1建筑围护结构的传热系数低，比如选用品质好的幕墙或者用比较厚的保温材料，消除构造细部的冷桥，比如建筑挑板、过街楼、采暖房间和不采暖房间之间要有保温材料或者措施。

　　2.2运用节能材料和节能的设备系统，比如地下车库采光运用太阳能储电、机房运行采用自控系统、地热采暖等等。

　　2.3建筑设计时考虑当地的气候特点及风向等自然因素，尽量减少能耗使用。比如能够空气对流的房间，可以接收阳光辐射到周围房间的暖房等等。

　　节能建筑设计首先是一个系统设计问题，它绝不是多项节能技术或者节能设备的简单累加，它需要定量化。例如，人们在市场上可以买到节能空调、节能玻璃、节能热水器、太阳能热水器、墙体保温材料等等，但是这些材料与设备如何使用、使用哪种型号、用量多少、所起到的作用是什么就需要通过量化整合来完成。定量化的重要意义就在于可以减少重复投资、资源浪费，可以有效地利用项目现有的资源条件。集思广益，从多方面影响因素出发，以最低的投资、最佳的手段完成并达到节能设计目标，这就是节能建筑设计定量化的思想。

　　3、节能建筑设计可以分为被动建筑设计与节能建筑系统设计。

　　简单地说，在满足生活舒适度需要的情况下，被动建筑设计的目标就是要尽量减小能源设备装机功率;节能建筑系统设计，例如空调系统、热水系统等等，就是在装机功率不变的情况下提高能源使用效率，例如把一个热水器的效率从80%提高到90%。被动建筑设计主要依靠大自然的力量和条件来保证和维持建筑内的使用条件，例如室内温度和通风状况。在理想的状态下，一个被动建筑设计成功的标志是，在一年当中的大部分时间里，建筑内冬暖夏凉、通风良好。那么只需要一个小功率的空调和采暖系统作为补充就可以满足人们的生活或者工作需要。对于建筑的开发者而言，空调和采暖系统的投资就可以降低，建筑的品质也可以大幅提高;对于建筑的使用者而言，降低建筑的维护使用费用也是一件求之不得的好事。通常很多人担心，节能建筑会大幅增加成本，按成功的被动建筑设计案例说明，其实只是传统的思维方式简单的想象而已。

　　3.1节能建筑系统设计主要是依靠设备本身的高效率来实现节能。

　　例如空调源热泵比一般的空调机要节能，冷凝锅炉比一般锅炉要节能。另外，使用可再生能源的设备也是节能建筑系统的内容，例如太阳能热水器、风力发电、太阳能伏电、地源热泵等等，它们是取之不竭的能源，更是我们今天大力提倡的节能建筑系统的设计手段。然而，无论是被动建筑设计还是节能建筑系统设计，为了实现经济性与高效益的平衡，定量节能是必由之路。建筑模拟是定量节能必须的步骤和手段。建筑模拟由原始的风洞试验到今天的计算机模拟，成本已大幅降低，运行功能广泛增加，设计研究所花费的时间也相应减少了很多。由于建筑模拟需要使用计算机来进行，那么设计模拟或者计算的软件就变成了完成建筑节能设计这一部分工作的重要环节。在世界范围内，各种模拟软件不下几十种。

　　3.2被动建筑设计步骤

　　被动建筑设计所涉及的设计步骤是建筑的方案设计与初步设计。在方案设计当中，建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化，必需要为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。在初步设计中，建筑材料也必须优化;外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框的设计等等都需要量化与优化;窗墙比需要以节能和居住舒适度为前提进行优化。从方案设计开始到初步设计，工程师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况、计算空调和采暖设备的装机功率，比对各种影响因素，最后向客户提供最佳的设计方案。被动建筑设计完成以后，以被动建筑设计量化的结果作为依据，建筑系统必须得到充分的性价比的研究与分析。在空调与采暖设备的市场上，各种品牌各种型号使消费者眼花缭乱。例如空调设备有空气源热泵、地源热泵、风机盘管、地板采暖、辐射制冷/采暖系统、户室中央空调、变频机组、水系统、冷媒系统等等。这些空调系统的初投资和运行费用大不相同，那么通过模拟量化，计算出初投资的费用、每年的耗能量、能源费用，消费者或者项目开发者就可以很容易地作出正确的决定。正确地理解和协调使用被动建筑节能设计与建筑节能系统设计的原则方法，就能改变我们当今在建筑节能设计中大量存在的不务实效、光求政绩的节能表象。端掉很多建筑“节能建筑不节能”的帽子。

　　4 节能设计要从各个方面去规划设计体现

　　4.1 建筑朝向设计

　　朝向对建筑能耗的影响也十分重大。太阳的辐射得热在夏季会增加制冷负荷，在冬季则能降低采暖负荷。朝向选择时应从当地气象条件，地理环境，建筑用地等全面考虑，从节约用地的前提出发，优先采用本地区的最佳或接近最佳朝向，满足冬季能争取较多的日照，夏季避免过多的得热，还应有利于自然通风，从长期实践经验来看，南向是我国各地区者较为适宜的建筑朝向，但在建筑设计时会受到各方面因素的制约，不可能都采用南向，就应因地制宜合理确定建筑朝向，以满足节能与舒适的要求。

　　4.2 建筑体形系数

　　建筑体形系数是节能建筑设计特别要重视的问题。何为体形系数?体形系数就是指建筑物的外表面积与外表面积所包围的体积之比。建筑体形的变化，直接影响建筑采暖空调的能耗大小，体形系数越小，从降低能耗的角度出发，应将体形系数控制在一个较低的水平，但过低的体形系数会压制建筑设计师的创作灵感，平面布局受到限制，使建筑造型呆板，使用功能不能合理的安排，因此，在具体的设计过程中，须权衡利弊，合理确定建筑造型，凹凸面不要过多，尽可能减少建筑的外围护面积避免体形变化过多而使体形系数增大，应将体形系数定在一个标准规定的范围内，以减少建筑能耗。

　　4.3 外墙的保温隔热性能

　　由于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。在严、寒地区冬季室内外温差达30～60℃以上，墙面传热造成的热损失非常可观。

　　因此墙体的保温隔热是建筑节能的一个重要部分。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，根据保温层位置的不同，复合墙体可分为外保温，内保温、及夹心保温墙体，每种保温形式有各自的公有制点外墙内保温和自保温由于结构的原因很难消除冷桥热桥，而采用外保温，则由于保温层覆盖信整个外墙面而有利于避免冷桥热桥的产生，内保温还会受二次装修的影响，并占用室内空间，国家已开始限制在居住建筑内使用它，但对于少量使用的墙体内保温是合理的。夹心保温是两侧为墙体材料中间为保温材料，这种材料有利干其内外装修的优点。另一方面，外墙外保温体系可以保护主体结构，延长建筑物使用寿命，也可以方便地对旧有建筑物进行节能改造，从长远来看，外保温的优越性明显高于其它形式，因此外墙应优先采用外保温来达到节能目的。

　　4.4 屋面的保温隔热性能

　　屋顶在整个建筑围护结构中所占的比例虽然远低于外墙，但对顶层房屋而言，却是比例最大的围护结构，其保温隔热性能的好坏，直接影响顶层房屋的室内热环境与建筑能耗，与外墙一样，也应控制传热系数，采用高效保温材料作为屋面的保温层，根据保温层的位置分内外保温，一般屋面大多采用外保温，传统的做法是保温层设在防水层内，现在更科学的做法是保温层设在防水层外的倒置式保温屋面，既提高防水层的耐久性，又达到保温隔热效果。

　　4.5 采暖系统的节能

　　城市供暖实行城市集中供暖和区域供暖，合理提高锅炉的负荷，改善锅炉运行效率，采用管网水平衡技术，以及加强供热管道保温，可以大大提高热效率。除此之外。应该运用高技术成果开发高效节能的建筑设备，利用可再生能源，充分提高采暖空调系统的用能效率，从而节约能源。

　　5 结语

　　节约能耗，降低能耗，保护环境是可持续发展战略的重要组成部分。在建筑领域，我国建筑能耗已战全国总能耗的27.6%，并随着城乡建设的快速发展，将上升到35%以上。因此，建筑节能势在必行，是可持续发展战略实施的关键之一。随着社会的持续进步，人们的节能、环保意识将不断增强，节能建筑将逐步走人并最终融人我们的生活当中。

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文章名称： 浅谈现代节能建筑设计

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