建筑设计中的节能分析

■丁 毅 ■中国瑞林工程技术有限公司，江西 南昌 330000

1 建筑节能的紧迫感和重要性

我国建筑节能与发达国家相比起步较晚，能源浪费和能源消耗十分严重。当前，我国建筑能耗约占全社会总能耗的27%左右，且这个比例还在逐年增长。因此，研究开发新的建筑节能技术，推广使用新型建筑节能材料，大力推行相关的建筑节能措施和规范，全力降低建筑总能耗，应是当前社会节能领域的重点发展方向。近年来，随着我国居民生活水平的提高及经济收入的增长，人们对于居住条件的要求越来越高：采暖区在全国已大大向南扩展;居民家用电器的数量与品种明显增加;采暖、通风、热水供应和空调的普遍应用;农村家庭居住条件的改善以及农村能源结构的剧变，都在大幅度地提升居住建筑所需的能耗。这些能源资源需求的扩大，需要建筑设计和建筑施工中采取相应的节能措施，合理的控制建筑总能耗。

此外，绿色建筑、节能建筑的理念体现在建筑工程的实际应用中，也是经济和社会进步的具体体现。绿色建筑、节能建筑有利于社会和经济的可持续发展，是我们未来的发展方向。资源问题、环境问题将在相当长的时期内制约着我国经济和社会的发展，建筑节能的理念可以转变传统的粗放的经济发展模式，提高资源的使用效率，改善环境质量，加快构建环境友好型和资源节约型社会的步伐。

2 建筑节能需坚持的原则

2．1 以人为本、着眼长远的原则

在建筑设计的过程中，要树立以人为本的理念，充分考虑人的身心健康，避免对人们的生活工作造成困扰。同时要立足长远，为居民未来居住环境做出长远安排。

2．2 建筑节能与提升使用功能相结合的原则

建筑节能应满足基本的居住条件，提升建筑功能和环境品质。提倡有节制地使用能源，同时尽量降低对不可再生资源的消耗，减少对外界环境的污染。并尽可能使用回收建筑材料，减少材料浪费。

2．3 节能与环保相结合的原则

在建筑工程的施工过程中，施工往往会对周围的环境造成一定的影响，处理不好将可能污染周边的生态环境，产生废渣、废水，污染空气，并将影响人们的生产生活。所以，在建筑施工过程中，首先就是要有环保和节能的意识，避免施工作业对水源、土壤以及空气造成污染。

2．4 因地制宜节约资源的原则

建筑施工需消耗大量的建筑材料及大量的人力、财力，因此无论建筑节能设计还是在具体的施工过程中，都要做到因地制宜，对现有资源进行合理的开发利用，提高资源利用率，节约建筑成本。

3 建筑节能的影响因素

3．1 环境因素

在建筑规划和设计时，要利用建筑周边所处的具体环境，如气流、地形、湖泊、绿地等来创造良好的室内微环境，以减少对建筑设备的依赖。具体措施可归纳为以下二个方面：合理选择建筑地址和合理的外部环境设计。主要方法为：在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙;合理设计建筑形体。包括建筑体量和建筑朝向的确定，以改善既有的微气候;合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外环境来改善建筑室内微环境的关键部分，主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔得以实现。

3．2 节能工艺因素

节能材料有隔热和蓄能两种。隔热主要是通过降低物体表面的热转移和固体导热系数，隔热材料则是指表面热转移以及固体导热系数比较低的材料。采用隔热材料可以降低室内外的热量传递，从而达到保温隔热的效果，使室内的温度控制在合理的范围内，以减少各种空气调节设备的使用，从而降低能源的消耗。蓄能材料指的是延缓日照对室内温度的影响，降低室内温度随着室外较大温差而出现的波动。

3．3 自然因素

自然因素主要包括日照、降水以及空气流通三个方面。日照会对住户的居住舒适度造成较大影响，过度日照与缺少阳光都会造成房屋温度过高或过低。我国处于季风气候地域，由南向北的大陆性气候特点给季风气候带来的影响就更明显，光照不足或者是阳光过于强烈，都会引起人体的不适，虽然可以通过使用空调或者风扇等气温调节方式，但是过度使用这些设备将消耗大量的电能。

降水方面主要体现在对水源的利用上，水资源是人们生产生活不可缺少的资源，如何提高水资源的利用率，使其更好的服务于人们的生产生活，也是建筑节能必须重视的问题。

空气流通主要是通过温度的变化来影响能源的消耗，不同的建筑设计方式会造成空气流动的不同性能，高度相似的建筑物如果建于街道两边就会形成漏风现象，提高风速，进而加快了建筑物的热消耗。

4 建筑节能的具体分析。

4．1 利用新能源进行建筑节能设计

新能源通常指非常规的可再生能源，包括有太阳能、地热能、风能等。近年来，随着太阳能光伏发电的发展，太阳能发电技术已越来越成熟，目前，己有不少光伏电站和“太阳屋顶”示范工程。加上太阳热水器技术发展较早，已具备相应的技术标准和规范，使得太阳能利用在建筑节能领域得到较广泛应用，其设计技术也相对较为成熟。在利用地热能时，一方面可利用高温地热能发电或直接用于采暖供热和热水供应;另一方面可借助地源热泵和地道风系统利用地热能。风能发电适用于多风海岸线山区和易引起强风的高层建筑。

4．2 充分利用自然通风和自然采光

建筑南北向布置，冬暖夏凉，有利于节约能源;房间尽量采用两对侧开窗，形成良好的穿堂风，有利于夏季降温，降低空调能耗;合适的窗墙比、良好的建筑朝向，有利于自然采光和自然通风;建筑设计中采用简单规整的板式建筑体形，尽量缩小建筑体形系数等，均是建筑节能的有效方法。

4．3 房顶的保温隔热设计

在房顶的设计中，要增强房顶的保温隔热构造，根据实际情况安置保温隔热层。还可以在建筑顶部种植适当的植物，也能起到良好的节能作用。另外，在建设施工时，要在混凝土强外侧表面上预埋铁件时要做好防锈工作;在檐口的构造过程中，要保证屋顶保温层能够搭过墙身，并与外墙的保温层橡胶结合，避免房屋顶棚出现结露的问题。

4．4 地源热泵的设计

低能耗的地源热泵供冷供暖系统是一种使用清洁能源的新技术，可以实现全天24小时不间断的供冷或者供暖，从而满足室内舒适度的要求。同时，系统采用的是地源热泵技术供应24小时生活热水。空调系统的地源热泵寻呼机可以采用热回收技术，将夏天制冷排出的热气进行回收，用来加热生活用水，这样就可以不用增加额外费用。机组内需要采用内置独立的热回收回路来进行独立加热热水，冬季的地源热泵主机可以提取地下的能量。根据研究数据，地源热泵主机消耗1kw的能量，住户可以获得3kw的能量，这种节能方式还是比较经济合算的。

4．5 门窗的节能设计

建筑自然通风指的是建筑开口位置因存在压力差使得空气出现流动的现象，按照压力差产生原因的不同，可以把它们分为热压、风压、风压热压相结合以及机械辅助四种通风方式。因为不同地域的温度、封堵和太阳辐射条件有所差异，所以在自然通风上有不同的要求。我国北方的建筑要求有较好的保温性和气密性。自然通风主要是实现室内空气最低程度的换气，所以很多情况采用的是热压通风方式进行换气。我国南方因为处于高温热湿地域，因而蒸发制冷是实现自然通风的最好方法，所以大部分建筑采用的是开放扩大风量的通风设计方法，同时还会采用多片板玻璃，进行分离和密封处理，使得玻璃之间形成一个干燥的气体空间，从而可以预防水气在外层玻璃上形成雾气，达到提高门窗透明度和保温隔热的效果。

5 结束语

建筑节能是一项复杂的综合系统工程，在具体的实施过程中涉及到设计、施工以及调试等诸多环节，因此，在对建筑进行节能设计的同时要充分考虑当地的资源及环境条件，因地制宜，合理开发利用，使完善居住功能与建筑节能做到完美结合，努力降低成本，提高节能效率。

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