建筑环保节能设计的几点思考

段燕荣（湖南省第四工程有限公司，湖南 长沙 410119）



建筑环保节能设计的几点思考

段燕荣（湖南省第四工程有限公司，湖南 长沙 410119）

建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用，缓解我国能源供应和经济社会发展的矛盾，加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展，有着举足轻重的作用，是保障能源安全，保护环境，提高人民生活质量，落实科学发展观的一项重要举措。本文主要阐述了建筑环保节能设计要点。

建筑；环保；节能；外墙；屋顶

引言

节能建筑主要是在保证舒适度的条件下，降低建筑的能耗。为了达到节能的目的去牺牲部分舒适度的要求，是要避免的。节能的目的不仅要减少建筑中能量的散失，提高建筑中的能源利用效率，还要积极主动的利用绿色新能源，不断提高能源的利用效率。

1　我国建筑能耗现状

我国现有建筑量大，经过统计，截至2014年，我国建筑面积已经达到了近600亿m2，同时每年新建16亿～20亿m2。我国建筑95%以上是高耗能建筑，如果达到同样的室内舒适度，单位建筑面积能耗是同等气候条件发达国家的2～3倍。对既有建筑进行节能改造，节能减排潜力巨大。随着经济技术的发展，人民生活水平的提高，居民住户自发采取采暖、空调来改善室内热环境；建筑使用中的能耗占全国能源消耗总量已达到30%，接近世界平均水平；居住建筑能耗为商用建筑能耗的2倍。我国政府提出，2020年GDP实现翻两翻的指标。然而，经济增长要能源支持，能源是否能够支持这样的经济目标是我们面临的问题。我国建筑能耗占总能耗的27.8%，其中1/3以上用于建筑物的采暖和制冷。在建筑外围护结构中，通过围护结构的传热耗热量约占75～80%。因而外保温系统的设计相当重要。推进建筑节能工作是落实科学发展观，缓解人口、资源、环境矛盾的重大举措，意义重大，经济社会效益显著。建筑节能势在必行。

2　建筑外部环境节能设计

2.1建筑选址

规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行深入研究。以优化建筑的微气候环境，利于节能，来充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌，利用自然因素。对于节能建筑来说，太阳辐射是最重要的气候因素。寒冷地区太阳能可以采暖，炎热地区要避免太阳辐射引起的室内过热。太阳辐射由直射和漫射光组成，北立面也可以接收到一定的太阳光。如太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。是一种既可取暖发电，又可去湿降温、通风换气的节能环保住宅。最简便的一种太阳房叫被动式太阳房，建造容易，不需要安装特殊的动力设备。比较复杂一点，使用方便舒适的另一种太阳房叫主动式太阳房。更为讲究高级的一种太阳房，则为空调致冷式太阳房。风的影响也是非常重要的因素，当地的风力条件和地形、植物、朝向、建筑体型相互制约，构成建筑的风力特性。

2.2争取使建筑向阳、避风建造

密集的建筑群或开放空间或者有导向性缺口的街道，可以避免出现风道效应。附属建筑以及挡土墙或者防风林，可以起到保护建筑环境的作用。除了上述气候因素外，场地、位置、朝向、地形和植物也都是当地条件的重要因素。居住建筑的基地应选在向阳、避风的地段，冷空气对建筑物围护结构的风压和冷风渗透对建筑物冬季防寒保温带来不利的影响。尤其是在严寒和寒冷地区要避风选址。设计时以建筑物不同部位的风压分析图作为设计依据。进行围护结构保温隔热设计，以确定各类门窗洞口和通风口的位置。注意选择建筑的最佳朝向，选择满足日照要求、不受周围其他建筑严重遮挡的基地。利用住宅建筑楼群合理争取日照，随着纬度的增加，建筑身后的风影区的范围也增大。如广州气象监测预警中心地下车库借用下沉式庭院及天井实现自然采光和自然通风，避免了机械通风设施的建设、投入及其带来的能源损耗，为地下车库提供了较好品质的空气。应用于中庭的天井设置也是传统岭南建筑的显著特色，结合地下室的下沉式庭院，既为建筑内部获得良好的采光，也达到拔风的目的。

2.3建筑朝向

建筑朝向的选择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防止太阳辐射。影响建筑朝向的因素很多，有地理纬度、地段环境、局部气候、道路、环境、小区通风、道路组织等。所以要兼顾冬季保温和夏季防热的需要是很难做到的。因而应该通过多方面因素分析，优化建筑的规划设计，采用本地区建筑最佳朝向和适宜朝向，并尽量避免东西向日晒。朝向选择应该考虑的因素为冬季有适量并具有一定质量的阳光射入室内，炎热夏季尽量减少太阳直射室内和居室外墙面，夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭，充分利用地形并注意节约用地，照顾居住建筑组合的需要。

3　建筑单体环保节能设计

3.1屋顶节能设计

选择合适的保温材料，满足导热系数小、重量轻、吸水率小、耐久性好的要求；屋顶节能设计应该保温、防水兼顾，不让保温层吸潮、含水。对于屋顶，如今比较热门的设计是绿化式屋顶和太阳能集热式屋顶，两者都有很出色的优点，如果能同时应用到建筑中可能会有更好的效果。不过，实施起来会比较困难。例如屋顶采用太阳能集热式屋顶，外墙采用绿化。屋顶采用坡屋顶和平屋顶，朝南一侧采用钢筋混凝土结构，上面铺设主动式太阳能集热器，朝阳一侧的屋顶面积应当大于背阳一侧，以便采取到更多的热能。太阳能集热器收集到的太阳能转换为电能，用于建筑中的公用区域的持续采光、通风、除湿等。如美国太阳能研究所，其建筑面积约1394m2，建筑屋顶安装了太阳能光电板，并设置了排风口。背阳一侧分两层，上层是采用隔热材料制作的可水平收缩展开的隔热板，在高温时段，隔热板关闭，减少热量通过屋顶进入建筑内部，在其他时间，打开隔热板，充分采光采暖。下层是在隔热板下铺设钢化玻璃，以便采光。屋顶绿化作为一种不占用地面土地的绿化形式，其应用越来越广泛。它的价值不仅在于能为城市增添绿色，而且能减少建筑材料屋顶的辐射热，减弱城市的热岛效应。如果能很好地加以利用和推广，形成城市的空中绿化系统，对城市环境的改善作用是不可估量的。

3.2外墙节能设计

墙体不仅是用来遮风挡雨，在如今对建筑舒适度要求不断提高的情况下，墙体应该具备一定的保温能力，这样能减少建筑能量通过墙体向外散失。外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比，技术合理，有其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造，适用于范围广，技术含量高；外保温包在主体结构的外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命；有效减少了建筑结构的热桥，增加建筑的有效空间；同时消除了冷凝，提高了居住的舒适度。主要有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇注成型、聚苯颗粒保温料浆外墙保温等技术。内保温和外保温均应用到外墙中，在外墙墙体中填充一定的吸收并存储热量的材料，其次在外墙外表面覆盖保温隔热材料，内外结合，在隔热效果上更佳，不仅可以减少热量进入建筑中，还可以平衡建筑内部的温度。建筑内墙的布局设计上，在满足使用要求的前提下，要充分考虑到通风和采光，内墙可以适当开窗。对于对温度舒适度要求不高的地方，例如消防楼梯等，应该采用封闭式，减少与人们活动区域的空气流动。

3.3门窗节能设计

门中应用隔热材料对室内隔热的影响不大，如果此门出入频繁，在开设空调的情况下，在门上挂上隔绝空气用的帘子，防止室内冷量的过多散失。门窗是建筑中传递热能的重要因素，窗户可以直接通过太阳辐射使室内的温度升高，这个因素在冬天里是有利的，但是在夏天，就会加剧室内温度的升高，恶化室内环境，降低舒适度。所以门窗的节能使用应该根据季节温度条件来制定相应的技术，提高其节能性能。确定适宜的墙面和窗体的大小比例，在满足采光和通风的条件下，提高窗户的保温和隔热性能。可采用以下几项措施：①使用中空式的玻璃，加大其隔热能力，窗框材料选用导热系数高的断桥隔热型铝合金窗框。②通过建筑措施，实现窗户的固定外遮阳能力，这样能直接降低太阳光造成的热辐射。③内外均设置窗帘，玻璃内部的窗帘可以采用传统的布料窗帘，窗户外部采用例如百叶，自动卷帘等形式的可供人调节的活动遮阳装置。④采用一些隔热性比较高的材料，可以有效地隔绝太阳通过窗户对建筑增加的热辐射。如美国太阳能研究所光敏窗户可以根据阳光的强度上升或下降，而且可以调整室内的光照强度。

3.4空调节能设计

空调能耗已占建筑总能耗的20%左右，空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键，这对于节约能源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义采用变风量系统，以减少空气输送系统的能耗。采用智能的空调控制系统，在房间内设置红外传感器，自动控制房间内空调功率的大小，减少不必要的能量浪费。利用能量回收系统节能，在室内外温差较大的情况下，可在系统中增设热回收系统，可得到较为明显的节能效果。

4　结语

综上所述，据不完全统计，中国目前的既有建筑总面积已达600亿m2左右，建筑能耗占我国全社会终端能耗的比例约为27.5%。随着我国城镇化进程的进一步发展，建筑总量将不断增加，建筑能耗总量和占全社会能耗比例都将持续增加，进行建筑环保节能设计已经势在必行。在建筑设计中，必须严格按照环保节能设计的原则，做好建筑选址、建筑外墙、屋顶、门窗以及空调节能。建筑节能设计内容远不止上述内容，还需要不断的加强研究，充分运用环保节能技术，从而对建筑能耗进行有效的降低，促进我国国民经济和社会可持续发展。

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［3］元 春，董娉怡.对建筑设计中节能建筑设计的分析［J］.黑龙江科技信息，2013（09）：57.

段燕荣（1974-），女，工程师，本科，主要从事工程施工质量、安全管理及工程监理等工作。

TU201.5

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2095-2066（2016）16-0119-02

2016-5-16