建筑工程中的节能设计

白鹤松

摘要：建筑节能对建筑业有巨大的经济和社会效益，面对全球能源的日益紧张，世界各国特别是欧美发达国家对节能技术给予了充分的重视。本文介绍了建筑节能的必要性，结合工程实例探讨了建筑工程中的节能设计方法。

关键词：建筑节能;必要性;节能设计

前  言

我国对能源的需求量大而能源不足，现需大量进口，因此节能是国家的一项长远战略方针。我国建筑的耗能量约占全国耗能的30%，而且还在不断上升，所以建筑节能刻不容缓。而我国的建筑节能设计工作从20 世纪90 年代初才刚刚启动。因此，我们应做到：首先，在设计技术节能方面，积极采用节能建材、新型节能墙体、屋面的保温隔热技术、节能门窗的保温隔热和密闭技术，加大新能源和可再生能源如太阳能和低热能在建筑中的应用，并进一步推广不同能源的热泵技术、产品以及回收废热、余热技术;其次，在建筑节能设计管理方面，加强建筑节能标准化工作，严格实行房屋建筑的节能设计，要把建筑节能设计作为建筑设计是否达标的重要考核项目;最后，在房屋建筑设备产品的使用方面，应采用节能型供热、空调设备，并提高设备运行时的能源利用率，以达到更好节能的目的。

一、建筑节能的必要性

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。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%。我国现有建筑面积为400亿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，建筑设计节能势在必行。

二、工程实例

1.工程概况

某工程的建筑面积11870m2，地上单元式住宅（2～9层）建筑面积9605m2，首层商业面积850m2，地下设备层面积1495m2，建筑物高度27.30m，体形系数0.22。此项目的设计目标定为节能65%，选择并采用了合理、成熟的建筑节能技术，新型的建筑节能材料，充分应用在本项目设计的建筑水、暖及电气中。建筑上采用了节能的外墙材料、先进的热源采暖、中水回用与太阳能的利用及智能化的楼宇管理系统为一体的形式。

2.围护结构传热系数限值的设计

限值分解必须要根据现有的住宅状况分析，其体形系数多数为0.3左右，楼层数、窗墙比能够满足现代设计的需要，结合建筑物耗量来加以调整，一般建筑物耗热量指标在14.59 W/m2。对建筑节能设计进行调整时，需要把相关的节能理念运用在其中，这样才能达到本质上的节能需要。通常无须像50%节能那种模式计算，只要通过相关的结构比例加以控制，再从其它方面审核控制，对建筑的体型系数、窗墙比、围护结构传热系数等计算后调整在标准范围内，这样就能保证建筑物实现有效地控制调整，把限值标准代入该建筑围护结构，计算出热指标作为参照值，然后进行相关的计算设计，保证建筑内部的结构指标处在有效范围中。

3.改善内围护结构的保温隔热性能

3.1 优化分户隔墙。两侧各100mm加气混凝土，中间加50mm厚聚苯板，保证传热系数在K=0.72 W（/m2·k）（目前该地区规定限值为：K=2.79W（/m2·k）。对传热系数加以调整控制：①这样可以达到钢结构梁宽的要求;②对户间传热严格控制，避免散热设备数量增大;③对噪声分贝显著减小，避免居住用户受到干扰。

3.2 优化室内楼板。150mm钢筋混凝土楼板，上铺20mm厚自熄型聚苯板，上铺40～50mm厚C20细石混凝土垫层，上做20～30mm面层，使传热系数达到K=1.40W（/m2·k）（目前该地区规定限值为K=2.83W（/m2·k）。这种方式的最大优点表现在：①使得户间传热减小，控制了散热设备数量;②在垫层内铺设管道，主要是保证60～70mm厚的垫层厚度，不会给建筑性能带来影响;③对建筑外部的噪音严格控制，使得楼板荷载减轻;④在成本造价的控制上效果明显，不会影响到整体建筑投资。

4.室内设计

4.1 智能通风的设计。传统建筑的通风设备是土建管道径形成的自然拔风，这样的通风设备无法控制风量，在通风的同时热量也被带出导致能量的散失，舒适性也较差。外墙、门窗的保温隔热技术和密封技术是从20世纪70年代开始并推广加强的，这些技术使房屋的空气交换问题凸显出来;80年代开始，“房屋呼吸”概念开始普及，“房屋呼吸”可以实现对风量的控制，使室内外形成正负差，在主要居室内注入新鲜空气，污浊空气则通过厨房和卫生间排出。

4.2 户式中央空调与中央新风系统设计。能效高、消耗低是户式中央空调的特点之一。传统的空调需要开窗换气，造成了污染和热损耗，同时也增加了制冷和供热的费用，而户式中央空调具有的热交换功能可以使热交换律达到70%以上，大大减少了各方面的消耗。当然，节能技术和材料的运用会增加一定的成本，大约每平方米增加50～70元，可是用一定的为数不多的增加成本换取舒适的环境还是很合算的。实际数据表明，在冬季室内温度为18℃、夏季室内温度为26℃（即标准条件）的情况下，居室改为六面体节能后，住宅全年可节约采暖、空调电耗约50%。

4.3 选择节能玻璃窗。现代建筑无论是商厦还是住宅，都趋向于大面积玻璃采光。一般住宅的玻璃窗采用普通玻璃，虽然造价便宜，但保温效果较差，无法阻挡阳光中的热能向室内传递，冬季也无法阻挡室内热能的外泄，保持室内适宜温度的代价只能是大量消耗空调和暖气的能耗，选择高质量的玻璃能让室内温度稳定。

目前，节能玻璃有双重隔热隔音功能的中空镀膜玻璃，其中空层厚度达12mm，这样的玻璃，即使四季坐在窗前不会感觉到明显气候变化，是较理想的节能玻璃。而采用低辐射镀膜玻璃合成中空玻璃，与普通单片玻璃相比，夏季可节能60%以上，冬季可节能70%以上。因此，使用这种玻璃可有效节省空调或取暖费用。同时，这种玻璃还具有良好的隔音性能。

5.照明节能的设计

首先，根据不同房间的不同功用进行照明设计。其次，在设计上尽量运用自然光的设计。第三，传统的卤素灯、钨丝灯可以用日光灯来代替，水银灯可以用钠气灯、复金属灯来代替。在装修涂漆时可选用亮色来提高室内的照明效果。此外，40W或60W的日光灯可代替多个20W的日光灯，同样可以达到节能的效果。

6.墙面与地面的保温隔热处理设计

如果建筑外墙没有进行保温层处理，在装修时就要在内墙上涂一层保温砂浆。这种保温砂浆为块状泡沫，一般厚度为2～3cm，在施工前只需把原有毛坯水泥砂浆除掉即可。不仅可以起到保温节能的效果，还可以避免传统水泥砂浆日久开裂的现象。还有一些板材和玻璃棉（如包空调风管用的材料）也可以用于西墙内表面的隔热。一般在内装修时，可以结合艺术装饰一并考虑隔热。当窗、墙、顶等建筑外围护结构的节能处理好以后，辅以地面节能处理，室内节能效果会更好。简单的地面保温处理，就是在地面先铺一层保温板（又名挤塑板），可起到保温、隔热、防噪的效果。蓄能调温地板，里面加有定形相变材料，冬季可以把白天晒在上面的阳光能量储存起来在夜晚释放，起到夜间提高室内温度的作用。

总之，建筑节能设计是一项涉及建筑技术、材料技术、能源技术、智能技术、仿生技术、废物再利用技术及设计、施工、管理、政策法规等诸多部门的全方位的、综合性的系统工程。

参考文献：

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[4]霍华德.浅探我国建筑节能技术的应用[J].科技促进发展（應版），2010，（08）.