建筑学中节能设计的探索与思考

逄伟 梁赛楠

摘 要：随着住宅节能的重要意义已逐步受到建筑师重视，那么如何在住宅建筑设计中，更好地利用自然能源，提高住宅建筑中能源利用率，应该是建筑师需要探讨的问题。本文对建筑学中节能设计进行了探索和思考。

关键词：建筑节能；建筑设计；建筑学

1 引言

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。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。

2 建筑节能设计应遵循的原则

一是在建筑选址方面，建筑选址主要是根据当地的气候、地质、 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。

二是在外部环境设计方面，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，主要方法如下。

三是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。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作用。

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。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防止太阳辐射。 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均满足夏季防热和冬季保温是困难的。 因此，只能权衡各个因素之间的关系，找到一个平衡点，选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向，尽量避免东西向日晒的户型。

4 建筑节能设计的思路

4.1 建造内保温复合节能墙体

复合节能墙体通常由绝热材料与传统墙体材料或某些新型墙体材料复合而成。如果绝热材料复合在建筑物外墙的内侧，则称为内保温复合墙体。 墙体结构层：是指混凝土现浇或预制品的外墙，内浇外砌或砖混结构的外砖墙。 以及诸如承重多孔砖外墙等其他承重外墙。保温隔热层：这是节能墙体的主要功能部分。 常用绝热材料可分为有机、 无机金属等三大类。 出于导热系数、 抗压强度、蒸汽渗透率、 燃烧性能等方面的考虑。 此处选用挤塑型聚苯板（XPS）为保温材料。空气层：空气也是一种优良的保温材料。 因此，在建筑物中常用材料围成的空气隔离层，不但可以保温隔热。 而且具有切断液态水份的毛细渗透、 防止保温材料受潮的功能，因为一般外侧墙有吸水能力，而其内表面常因溫度低而出现的冷凝水。可被结构材料吸入且不断向室外转移和散发。装饰面层：由于A级无机防火板具有优良的表面亲和特性，所以各种饰面材料均可使用，选用的内墙涂料和粘贴瓷砖都有良好的效果。

4.2 门窗的节能设计措施

外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照，采光，通风，观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。改善住宅门窗的保温性能。 户门与阳台门应结合防火、 防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃；缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。 如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶，橡塑或泡沫密封条以及高低缝，回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条，高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。

4.3 节能建筑材料的使用

建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性，对降低建筑能耗起着至关重要的作用。 国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层，以改善热工性能。这种方法虽然可以达到一定的效果，但各种高效保温材料价格比较贵，而且其生产加工过程也会大量消耗各种能源。 因此，建筑节能不应当只着眼于建筑建成后在使用过程中的能耗，还应当从整体系统的观念出发，关注建筑全寿命周期的能源消耗。 从这个角度出发，建筑材料就不但要有出色的保温隔热性能，其加工生产过程也应当简单易行，节省能源。

4.4 充分利用自然能源

太阳作为被建筑利用的可再生能源，其资源丰富而且可免费得到的大自然能源，在使用其过程中对环境无任何污染。太阳能与建筑结合为人们有效利用可再生能源提供了一个理想途径。由于较深的地层在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，因此可通过采用地热能来为人类服务。而目前应用最多的是地源热泵，其可克服空气源热泵的技术障碍，且效率更高。

5 结束语

总而言之， 建筑节能就是在保证居室热舒适环境条件下，通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径，采用新型保温材料，把居住建筑在长期使用中的能耗降下来。作为建筑设计人员只要按照节能新标准严格把好节能设计关，监督好施工节能用材关，就能有效提高住宅建筑节能效率，降低建筑能耗，节约居家生活成本，为业主打造真正的环保节能，舒适，健康，方便的高品质住房。为国民经济可持续发展做出贡献。

参考文献：

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