试论建筑节能与建筑规划设计

刘洪洋

吉林省建筑科学研究设计院 吉林 130011

【摘 要】在“加快我国城镇化建设”和世界“低碳、发展”大的时代背景下，建筑节能理念已经在建筑规划设计中有了举足轻重的作用。为了最大限度的降低能源消耗，不但需要建筑设计师大胆创新，同时还需要相关部门严把建筑节能设计关。在不影响建筑物质量和功能性的前提下，努力创造出低成本高效益的节能型建筑。本文对建筑节能与建筑规划设计进行了探讨。

【关键词】建筑；节能；规划设计；措施

社会的持续发展是现代社会发展的重要理念，在全社会经济、文化、科技的建设和发展中，都能够体现出越来越多的建设措施和方法符合于这一理念。建筑行业是与人们生活息息相关的，在其建设设计规划中引入节能设计的理念，是对可持续发展的一种体现，是社会科学发展的前提条件和基本要求

一、建筑规划设计对建筑节能的影响

1、设计方案影响工程建造直接能源消耗

在工程设计中，其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响，如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术、经济、分析问题。中国住宅建设用钢平均每平方米55 kg，比发达国家高出10—25%，水泥用量为221.5kg，每立方米混凝土比发达国家要多消耗80kg水泥。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程建造直接能源消耗5-10%，甚至可达l0—20%。

2、设计方案影响建成后使用的能耗

建筑是牵涉到很多专业的复合体，并且完整的建筑节能工作包括了从最初的规划、方案到设计、施工，以及多年的运营使用，直至最后拆除重建的全生命周期过程。但以往只注重直接建造成本的降低，轻运营阶段能耗的使用情况。从住宅使用过程中的资源消耗看，与发达国家相比，我国住宅使用能耗为相同技术条件下发达国家的2—3倍。现在必须用全寿命周期的节能理念对建筑进行优化设计，即以较低的寿命周期能耗实现必要的功能，获得丰厚的寿命周期经济效益。在方案设计当中，建筑师需要对建筑的方位、体形、朝向进行优化，必须要为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。同时，也必须对建筑材料优化；外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框的设计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。例如，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。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做出正确的决定。

二、建筑规划设计的建筑节能措施

1、建筑整体的节能设计

建筑整体的外部环境是整体规划之中的重点和关键，因此在设计整体和外部环境的时候，建筑师应与能源分析专家、环境学家、设备师和结构师协商，在整体设计过程中，根据自然环境的特点，进行合理设计规划。由于建筑物的不可移动性和固定性，可以创造有利于节能的人工环境，在保证建筑物质量和功能性的前提下，适当平衡和调整人工环境和自然环境，达到节能的设计要求。提倡建筑节能首先应该从规划节能方面着手，规划节能对于居住建筑尤为重要。太阳辐射和风流是影响建筑周边气候环境及建筑整体舒适性最重要的两个因素。因此，规划节能的主要方向是降低太阳辐射、增强建筑的空气流通性，所以建筑的朝向、间距以及建筑之间的排列组合是规划节能设计的重点。首先，建筑的主要朝向应顺应当地夏季的主导风向，以便空气流通，增加居住的舒适性。作为南北朝向的建筑物，在夏季所受到的太阳辐射比东西朝向的建筑物要多，可以节省夏季空调的用量；在冬季来临时，建筑物受到的太阳辐射刚好与夏季相反恰好节约了建筑保温取暖方面所需的能源消耗。另外居住建筑群的组合应充分考虑整体的节能效果，以有利于居住区内的自然通风，因此居住建筑的间距可在满足当地规划部门的规定间距基础上适当加大，因为过近的建筑间距会减少建筑物与空气之间的热交换，不利于节能的理念和居住的舒适性，因此规划师应在整体设计中合理安排，优化节能设计，同时监管部门在施工过程中要实行有效的监管。

2、单体规划模块的节能设计

除了建筑整体的外部环境外，建筑设计朝向对建筑节能的影响也非常大，因此在设计中要充分考虑到太阳辐射及风向对建筑物的影响，建筑物的朝向应以节能为前提，增加建筑物在冬季所吸收的太阳辐射，减少在夏季所受的太阳辐射，在季节上减少了制冷和采暖的成本，达到了节能的要求。此外朝向的设计还应注重空气流，从以往的建筑物节能经验来看，南向是适合我国各地的最佳朝向，但由于建筑设计时受多方面因素的考虑和制约，无法全部采用南向，因此因地制宜合理确定建筑朝向，是最实用和恰当的选择。另外建筑体形系数是节能建筑设计特别要重视的问题。在具体的设计过程中要合理确立建筑物造型，尽量减少凹凸面和外围护面积，避免外形过于复杂导致体形系数增大。给体形系数一个标准规定的范围，以减少建筑能源损耗，达到节能目的。建筑师应对空间进行合理的安排划分，在保障保温取暖、空气流通性、充足光源等条件的前提下，合理设计，最好可南北通透，使空间达到节能舒适的要求。另外屋面和外门窗方面也可进行充分的节能设计，屋面节能可通过加设隔热保温层、通风层或采用种植隔热屋顶等方式，也可采用坡型屋顶，利用阁楼来通风散热。通过隔热保温层阻挡屋面吸收的太阳热辐射向室内传导，架空型屋顶遮阳板阻隔太阳热辐射，并把所吸收热量通过通风空气间层转移到空气中。在屋顶上种一些植物遮挡太阳热辐射，并實现太阳热辐射的资源性转化。外门窗系统节能设计：外门窗作为建筑物最容易吸收和损失热量、热感应最敏感的部位，其保温性能和密封性能是墙体失热损失的5～6倍，因此是节能的重中之重。为了减少外门窗的能源损耗，可根据当地的具体情况，通过提高门窗的密封性、采用合理的窗墙面积比例、增加窗玻璃的层数、采用百叶窗等措施来提高门窗的保温和隔热性能。

3、 建筑物部位节能

建筑部位节能设计要求在满足其作为建筑各部分应有功能的要求的基础上尽可能在设计造型、选用材料等方面进行改进，达到建筑节能目的。建筑部位节能最为重要的方面是在材料的选择上，选择建筑材料时在保证功能质量的前提下，应本着经济、环保、健康的三个基本原则。现今的建材市场中出现了各种各样的高科技节能环保材料，这样的材料应该更多地运用在建筑中。例如高科技保温材料、环保防水类材料可以多多用在建筑外墙和屋顶的建设中，可以更好的保温防水防潮，增加居住舒适性。另外新型透光玻璃用在建筑门窗中可以增强透光效果同时减少热量传输，活动遮阳板则可以更好的调节室内光照度。这些新型材料可以在保证建材基本功能的同时帮助节能，达到建筑节能效果。

综上所述，建筑节能是一项复杂的工作，它不仅关系到建筑物的质量，还影响到建筑工程综合效益的实现，甚至影响到社会的可持续发展。

参考文献：

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