建筑工程设计中节能建筑设计要点探究

须金仓

摘要：近年来，城市规划建设与建筑工程密不可分，为更好打造城市建筑，缓解资源紧缺矛盾，对建筑节能属性提出新的要求，原有建筑设计体系缺乏适应性，有待改进。基于此，为建设优质建筑工程，推动建筑业绿色可持续发展，本文以节能建筑设计入手，针对节能建筑的相关设计措施进行分析及研究，以供参考。

关键词：建筑工程设计;节能建筑;设计要点

一、节能建筑设计的意义及原则

1、设计意义

在传统建筑使用期间，受到设计、材料与工艺技术等方面因素影响，使用到大量的建筑资源与电力能源，但在设计期间能源利用率不高，导致浪费现象严重，且建筑的建设成本和总体使用成本也因此提高，简单来讲，早期建设的建筑工程普遍为高能耗建筑，节能水平较低。与此同时，节能理念与施工建设的融入，在满足同等需求与实现预期建设目标的前提下，可以明显降低运行能耗与建筑资源使用量，全面提升终端用户用能效率和总体能源利用率，这对缓解资源紧缺矛盾有着极为重要的现实意义。

2、设计原则

在节能建筑设计期间，需要严格遵循因地制宜、资源节约、整体性设计三项原则，以树立正确的设计思路。其中，因地制宜原则是根据工程现场情况来制定设计方案，掌握建筑所处区域的气候条件、水文地质条件，将其作为建筑选址设计与朝向设计的主要依据，使节能建筑充分适应当地气候特征。资源节约原则是围绕降低建筑系统运行能耗目标来制定设计方案、选取设计措施，如调整建筑朝向来改善室内自然采光通风条件，或是使用保温复合墙体等新材料来改善建筑保温隔热性能。而整体性原则是将节能建筑视作为一个有机整体，全方位考虑与建筑设计相关的各项问题，包括对建筑造价成本与节能属性的有效兼顾，对电力能源与太阳能等可再生能源的搭配使用，旨在达到各项设计要素的最佳平衡点。

二、建筑工程设计中的节能建筑设计要点

1、选址设计

选址设计期间应提前组织现场地质勘察工作，根据勘察报告来掌握各区域现场情况，包括气候特征、水文地质条件、临近建筑物分布情况等，综合分析各项因素来确定建筑选址，力求围绕节能建筑在周边区域营造适宜、稳定的微气候环境，并为建筑节能功能的实现奠定坚实基础。例如，从临近建筑物分布角度来看，优先在场地空旷、临近建筑物间距较远的区域作为建筑选址，避免因周边建筑物遮挡而影响到节能建筑的自然采光、自然通风条件。

2、朝向选择

综合分析现场所处纬度、街道走向、气候特征、街道高宽比、建筑布局结构等因素，在其基础上确定建筑朝向，避开主导风向，确保风能与太阳能资源得到高效利用。一般情况下，建筑物宜朝向南北或接近朝向南北。

3、选材设计

围绕改善建筑性能、控制建筑造价成本两项目标来选择材料品种。一方面，为改善建筑性能，应选用有利于降低建筑能耗、提高节能属性的建筑材料，包括节能型围护材料、保温复合墙板等，如对泡沫比例、钢丝网水泥泡沫板、泡沫混凝土、陶瓷保温板等新型保温材料的应用，可以明显改善建筑结构的保温隔热性能，从而减少系统的整体运行时间，降低能耗，达到节能目的。另一方面，为控制建筑造价成本，设计人员在非必要情况下，禁止使用黏土制品材料，如实心黏土砖等，优先使用经资源化处理生产的建筑材料，如使用页岩、河库淤泥、粉煤灰等废弃物制成的墙体材料，或是使用小型空心砌块、外墙自锁式干挂砌块等具备循环利用条件的材料，实现资源节约目的。

4、墙体节能设计

外墙保温系统在整个建筑中占有重要的节能措施。外墙保温不仅起到保护主体结构的耐久性，还能较大的改善外界因素对室内环境的影响。首先，根据工程情况确定墙体朝向，一般情况下采取南北朝向或是接近南北朝向，以此来维持“夏季低、冬季高”的太阳辐射水准，有利于夏季控制室内环境温度和冬季提高室内温度。其次，外保温系统保温材料做在结构主体外侧，从而使建筑达到保温节能效果。与外墙内保温及外墙夹心保温技术所造成外墙或外页墙温度裂缝，容易引起雨水渗透，热桥问题容易造成表面结露，外墙外保温则避免了因外界空气影响使热桥部位产生裂缝从而出现热桥结露现象，延长建筑的使用寿命。最后，准确计算建筑外墙体形系数最佳值，严格控制节能建筑与室外大气接触的外表面积，避免因体形系数过大而影响到外墙保温隔热性能。

5、门窗节能设计

窗户辐射及热损耗在建筑中占有很大的比重，因此门窗也是建筑节能不容忽视的环节。门窗不仅影响建筑美观同时决定生活质量，门窗节能在建筑设计时应遵循节能环保的原则。在门窗设计期间要综合分析具体情况，首先，考虑到外窗热工性能低于外墙，为兼顾建筑保温与自然采光要求，需要根据工程情况合理计算窗墙比，将公共建筑窗墙比控制在0.7以内，避免因窗墙比过大而削弱建筑结构整体热工性能，或是因窗墙比过小而影响到自然采光效果。其次，利用双层中空玻璃，提高密封性能，这种结构是通过利用干燥剂，形成内部干燥、无水汽与灰尘存在的空间层，其有着优异的隔热隔声性能，从而提高建筑物整体的热工性能，并降低能耗，同时，也可选用断桥铝合金型材制成的双层或三层玻璃、热辐射膜镀膜玻璃等新型材料。最后，在门窗节能方案中设计遮阳系统，阻挡太阳直射辐射热能，降低房间的热，比内遮阳措施的遮阳效率高。建筑物的向阳面应采取有效的遮阳措施，一般有水平遮阳、垂直遮阳和挡板式遮阳措施。

6、屋面節能设计

屋面由防水、保温、隔热等构造层所做成的。为了减少建筑物屋面的热损失和防止结露，降低建筑物屋面对太阳辐射热的吸收而设的屋面保温措施。屋面是接受太阳辐射量最大的一个面，如果做好屋面保温工作也能增加建筑的使用寿命。首先，根据工程情况来选择恰当的屋面类型，如在自然通风条件较佳且环境气温较高的工程中可选用架空屋面，当隔热水平较高时可采取保温隔热屋面，如果屋面防水等级在I-II级或寒地建筑则不宜选用蓄水屋面。其次，在选用保温屋面时，为强化屋面保温隔热性能，需要在屋面与天沟、檐沟交界处设计保温层，在有挑檐情况下将屋面保温层延伸至墙内，保温层伸入长度控制在墙体厚度1/2及以上，保温可以采用板材、块材或整体现喷聚氨酯保温层。再次，在屋面构造成内加设封闭式空气间层，可选带铝箔的双面或单面空气间层，在选用带铝箔单面空气间层时，在温度较高一侧部位设置铝箔。最后，明确保温层在屋面构造中的位置，当在防水层下部设置保温层时，在保温层上部设置找平层，而在防水层上部设置保温层时，则在保温层上部设置保护层，并在屋面坡度超过一定标准时，对屋面保温层采取额外的防滑措施。此外，设计人员可采取全新的绿化屋面，在节能建筑屋顶、露台、阳台等部位铺设种植层，栽植当地特有地方物种或铺设草坪，从而起到增加绿化面积、净化空气、遮阳、保温、延长屋顶建材使用寿命等多重功能。同时，重点考虑屋面荷载问题，合理选择绿化植物品种、栽植数量和覆土厚度，避免因栽植过多绿化植物而影响到建筑屋面结构稳定性，或是因绿化植物密度不足而削弱建筑屋顶绿化功能。

结语：综上所述，为更好的实现工程预期建设目标，为业主营造舒适、健康的建筑空间环境。建筑企业与建筑设计师必须对节能建筑设计问题予以高度重视，明确节能建筑设计的现实意义与所需遵循的原则，全面掌握选材、朝向、选址、墙体、门窗、屋面等方面的节能建筑设计要点，确保现代建筑朝着绿色节能方向发展，发挥设计优势，促进行业健康发展。

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