许航舰

摘要：近年来,我国建筑业迅猛发展,建筑设计上应按照建设节约型社会的要求,把建筑节能作为设计的主导思想,使人和自然更加和谐,为国家实施长远发展创造良好的条件。

关键词：建筑设计建筑节能重要性

Abstract: in recent years, China's rapid development of construction, building design shall, in accordance with the requirements of the economical society, the energy conservation of the building as a dominant idea of design, make and natural more harmonious, for national implementation long-term development to create the good conditions.

Keywords: architectural design building energy conservation importance

中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：

引言

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。

1 建筑节能的重要性

目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能,而我国的能源问题更加严重。

我国能源发展主要存在四大问题:

1.1人均能源拥有量低、储备量低;

1.2能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿;

1.3能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;

1.4能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。

随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。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。

2 建筑节能设计的重要性

建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。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。

2.2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:

2.2.1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;

2.2.2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。

2.3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。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,得到良好的通风效果,从而达到节能的目的。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尽量减少太阳辐射。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同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。

3 节能建筑设计要点

3.1自然条件

地区自然条件特征包括太阳能辐射强度、最热(冷)月平均气温及空气湿度、夏(冬)季主导风与平均风压、雨雪量等要素。这些要素是我们节能设计需要注意的“自然条件”。此外,还需注意区域的“微环境”,如地形条件、地表环境、地表土壤和环境植被等。

3.2通风

良好的自然通风,既有利于改善室内的热舒适程序,也可减少开空调的时间,降低建筑物的实际使用能耗,因此在建筑单体设计和群体总平面布置时,考虑自然通风是十分必要的。可现在有的楼盘本来自然通风良好,却将南向平台用玻璃密封起来,形成所谓“阳光房”,阻断自然通风,是达不到建筑节能设计标准要求的。

3.3建筑物朝向

朝向对建筑能耗的影响,除了通风之外,还有太阳辐射。太阳辐射得热对建筑能耗影响很大,夏季太阳辐射得热增加制冷负荷,冬季太阳辐射得热降低采暖负荷。总之,由于太阳高度角和方位角的变化规律,南北向的建筑夏季可以减少太阳辐射的热,冬季可以增加太阳辐射的热,是有利的朝向。在规划条件允许的情况下,应该优先采用南北或接近南北朝向,尽量避免东西朝向。经计算若将南北朝向的建筑旋转90°成为东西朝向,其建筑的能耗会增加一倍。

3.4合理控制体形系数

建筑物体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包的体积之比。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著,体系形数越小,单位建筑面积对应的外表面积越小,外围护结构的传热损失就越小。从降低建筑能耗的角度出发,应将体形系数控制在一个较低的水平上。但体形系数不只是影响围护结构的传热损失,它还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关。体系系数过小,将制约建筑师的创造性,造成建筑造型呆板,平面布局困难,甚至损害建筑功能。当然,我们也要避免片面追求怪异、表面积过大的建筑造型。

3.5正确控制窗墙比

住宅建筑围护结构中热工性能最薄弱的环节是窗户。一般而言,窗户的保温隔热性能比外墙差很多,夏季白天通过窗户进入室内的太阳辐射热也比外墙多得多,窗墙面积比越大,则采暖空调的能耗也越大。窗墙比就是建筑外窗总面积与外围护墙体总面积之比值。由于外围护墙体的热工性能比玻璃窗户要好。尽管外窗面积比外墙面积要小得多,但通过外窗得失热量却占外围护结构得失热量的40%左右,因此需根据不同地区气候特征合理控制窗墙比。

3.6屋顶的保温隔热

在夏季,太阳辐射强度大,屋顶外表面温度最高达到60～80℃,顶层室内温度受其影响会提高2～4℃。屋顶在整个外包面积中占的比例不大,但对顶层房间而言却是比例最大的围护结构,而且水平面的太阳辐射也远大于垂直墙面。在冬季,屋顶对外散失热量,又增加了室内的空调热负荷。屋顶的保温隔热设计类似于外墙。从长远来看,我们应鼓励外墙和屋顶采用薄抹灰膨胀或挤塑型聚苯乙烯板外保温等较高档的节能技术和产品,热工性能应突破标准的规定值。屋面隔热保温除采用倒置式设计外,蓄水屋面和种植屋面越来越引起人们的重视。

4 结语

我国作为世界能耗大国,对于发展可持续发展的生态建筑,减少建筑能耗更是刻不容缓。而建筑节能是养活建筑能耗的有效方法,同时也是节约的方法。因此,作为建筑师,更应从自身做起,从不同角度,依据建筑规范对节能进行优化设计,充分利用我国现有的自然条件,在改善人们居住环境的同时,充分挖掘节能潜力,从而实现节约能源,减少能源消耗。

参考文献：

[1]宋丽娟.建筑节能在建筑设计中的应用.山西建筑.2003

[2]楊子江.建筑屋面节能技术.建筑.2005

[3]邱永亮,朱菊梅.住宅建筑节能优化设计的探讨.陕西建筑.2005