建筑设计中部分节能问题的探讨

【摘要】自从我国推行建筑节能设计以来，节能目标不断提高，建筑节能设计为国家和社会贡献的总节约能耗量非常可观，取得了非常好的经济效益和社会效益。但是，技术发展了十几年，在设计过程仍有一些不尽如人意的地方，本文针对节能设计中需要关注的一些问题加以分析，以共同提高同行的设计能力，以便更有目的地解决节能设计中存在的容易忽视的一些问题，为节能设计增添更多思路与措施。

【关键词】节能设计；建筑创作与节能；全寿命周期产品；节能构造

1、节能设计中存在一些容易忽视的问题

1.1建筑布局及造型设计中的问题

常规的建筑设计，一般是基于规划意见书，尽可能的满足甲方对创意的需求及规划管理部门的硬性要求，包括功能需求及排布、容积率、建筑密度、绿化率、停车指标等。出于对建筑艺术创作的热情，建筑师一般会对外观造型及内部空间效果等予以更多关注。但是节能相关的一些技术性内容有时恰恰与建筑艺术创作相矛盾，如建筑朝向、体形系数、窗墙比（含屋顶）等。大面积玻璃幕墙的应用，会给设计建筑提供现代、大气、简洁、实力的体现。但是，从节能的角度讲，玻璃的传热系数相比实墙要高很多倍，意味着内外部能量交换要高很多倍。虽然用采暖空调系统也能解决内部空间使用对舒适性温湿度的要求，但是能耗的散失已经发生。再如，一些设计中，为了追求空间视觉体验，进行了高大空间的设计。中国是个地域广阔的国家，南北方纬度跨度大，气温差异大。尤其在冬季，南方气温可能在20℃，北方气温会达到-25～-30℃，适用于南方的高大中庭设计，在北方严寒寒冷地区就不太适用。由于冷热空气的密度差异，热上冷下的空气流动形成的烟囱效应，使得中庭大厅的地面温度难以达到舒适要求。

1.2节能材料选择问题

节能材料选择，大多数设计师以为司空见惯，那么多保温材料随便选就可以了。其实不然，针对不同的饰面，材料的选择还是有限制的。幕墙内的外保温，出于安全考虑不能选择A级以外的材料。但是，市场上A级的材料，除了岩棉能广泛使用外，其他如发泡水泥板、膨珠板、泡沫玻璃板等或者因保温性能不佳、价格偏高，强度不能保证等实际工程中大面积采用的很少。而幕墙内的岩棉保温板也需要考虑因幕墙漏缝进水而对岩棉耐久性及保温效果的影响。对于非幕墙体系涂料饰面的外保温材料，因为岩棉板外基本是很薄的聚合物砂浆，如果施工时不能完全封闭，或者因磕碰或日久外保护层龟裂，岩棉外露后容易吸水脱落。虽然大家都知道外保温效率好，但不是哪里都适合用外保温。南方地区，因为多雨潮湿，就不适合采用外保温，否则容易吸水霉变开裂脱落，从而影响节能及外观效果。所以，设计过程中对节能材料的选择要仔细斟酌。

1.3节能构造问题

节能设计不仅包含建筑物的体形系数、窗墙比、节能材料选择等，还包含各种节点构造设计。合理的节点构造设计是节能设计的完整性表现，只有注重节点设计才能有力的保证最终整体的节能效果。如，外保温材料的安装锚固要求，保温层外的防水防裂设计，窗洞四周的节能构造及冷热桥部位的节点控制，以及门窗的防结露设计等。只有做好相关这些外围小节点及工程实施类的落地设计，才能保证整体的节能效果。

2、部分节能设计问题的应对策略

2.1建筑创作与节能要求兼顾

针对建筑创作过程中容易忽略的节能问题，在满足硬性条件的前提下，设计人需要注意以下问题。 1.尽量减小体形系数。比较小的体形系数会减少建筑的外表面，从而更多的减少建筑物外表面的冷热交换。2.尽量降低窗墙比，包含屋顶的天窗与屋面面积的比。节能性能再好的玻璃窗、玻璃幕墙，与实墙相比，冬季窗玻璃的热量散失都会大大的增加，而夏天会有相当多的热量会进入室内，这与我们节能的初衷是相违背的。3.合理选择遮阳系统。对于南方、北方，以及不同朝向，遮阳的有效性是不同的。立面设计时，需要兼顾遮阳对立面的影响。在功能上，最好选择可变遮阳系统，以满足冬天采光，夏天遮阳的需求。4.北方地区慎重设计高大空间。高大空间的首层，冬季因烟囱效应会使大厅环境温度太低无法达到设计温度，以致于无法满足正常功能使用。

2.2综合选择环保节能材料及全寿命技术

随着科技的进步，新型材料的研发也在不断探索中，能够研制出高效耐久的保温隔热材料显得很迫切，而材料的环保性能也是需要重点考虑的，不能因节能带来污染，从而影响到人们的健康。在设计过程中，内保温的材料首选环保型。对于建筑高度在50m以下涂料外饰面的建筑，外保温优先选择聚苯板加防火隔离带的做法。因岩棉强度不高容易破损、吸水率偏大，经常使建筑外保温失效。对于幕墙外包体系的建筑，则首选岩棉，但须做好表层防水。这两种是大面积使用的情况，对于其他情况，则需要根据不同地区、不同建筑、不同节能要求，有针对性的研究，慎重的选择合适的外保温材料。因保温材料的寿命一般为25年左右，而建筑的寿命为50-70年，选择全寿命周期的保温材料也是一个方向，各地也在推行，如山东省的蒸压轻质砂加气混凝土砌块。像河北省EPS模块现浇混凝土剪力墙等保温结构一体化产品，技术成熟后，从全寿命周期的角度考虑更应作为首选。

2.3节能构造几个关注点

优秀合理的节能设计还需要关注构造细节。以下几点需要关注：1.因南北方气候原因，北方适合选用外保温技术，而南方适合选用内保温技术。2.外保温要注意处理好安装锚固及表层的各种整体粘结包覆性做法，尤其表面要設置防水层，以保证外保温的使用效果。3.保温层外尽量不粘贴重量稍重的外饰面材料。如果使用面砖，规格需尽量小，从安全角度考虑，层数高的建筑尽量少用或不用面砖外饰面。4.冷桥部位及玻璃，要注意内表面温度的计算，确保使之高于当地的露点温度。5.low-e中空玻璃的镀膜层，北方一般在从外向内数的第3层，南方则在第2层，不能装错位置。6.地下室与首层的保温层，可能的情况下尽量做到首层楼板上，耐久且便于施工。7.窗洞四周及窗框与洞口间做好保温材料封堵。凡此种种，类似以上问题关注到了节能问题会带来很大的改善与保证。

结论：

经验一步步积累，技术在进步。经过十几年的节能建筑设计，建筑节能的经验在慢慢成熟。只要建筑师和各专业工程师，在设计源头把好设计关，在建筑创作、节能材料选择，节能节点设计等环节细心体会、精心设计，一定会使节能问题的解决变得越来越有针对性，问题会越来越少，结果越来越合理，成效会越来越好。

作者简介：

张玲梅，北京中航筑诚机场建设顾问有限公司，北京。