建筑设计中节能建筑设计的探讨

周宇辉

南通勘察设计有限公司 江苏 南通 226006

可持续发展理念下，建筑工程设计理念发生较大变化，在建筑设计中，人们要求在满足建筑功能使用需要的基础上，尽可能地降低建筑的资源利用量和能耗使用量，基于此，节能化设计成为当前建筑设计的重要发展趋势。

1 建筑节能设计的价值

1.1 传统建筑能耗严重

传统设计模式下，建筑项目设计、建设需要消耗较大大量的资源、能源，其中建筑采暖、制冷、照明、通风、生活用水等方面的能耗极为严重（见表1），这不仅影响了建筑功能的发挥，而且给人们社会经济的可持续发展造成较大阻碍。譬如在传统建筑设计模式下，我国建筑每年消耗大量的电力资源，每年因住宅建筑用电所消耗的煤炭资源达到3.35亿。近年来，我国能源短缺问题日益严重，在建筑设计中，系统采用节能设计理念，能有效减少建筑能源消耗。如空调系统应用能耗在建筑总能耗中占据较高比例，实施建筑节能设计，空调系统每年的高峰负荷可减少8000万kW，这对于建筑节能具有积极作用。

表1 传统建筑设计模式能源消耗

1.2 可持续发展需要

步入新时期以来，我国注重社会经济、生态、文化的可持续发展，就建筑工程而言，为促进其可持续发展，国家提出了绿色建筑的设计及发展理念。绿色建筑最基本的要求在于减少建筑设计生产中的能源消耗，减少环境污染，这为建筑节能设计提供了理论支撑。新时期，进行建筑节能设计，不仅有利于建筑行业的有序发展，提升建筑设计建设质量和服务功能，而且对于整个社会的发展具有深远影响，其是社会可持续发展的内在需要。

2 建筑节能设计的原则

步入新时期以来，人们对于建筑节能设计的重视程度不断提升，为进一步提升建筑节能设计质量，在实际设计中，还应注意遵守能源节约、绿色环保、延长使用寿命的设计原则。

就能源节约而言，在新时期开展建筑节能设计时，设计人员首先要摒弃传统的材料应用观念，即在设计中，设计人员应在做好建筑整体结构规划的基础上，合理使用新型材料，建设后期施工的材料消耗，达到建筑节能的目的。在传统建筑设计中，建筑材料、施工技术、施工设备的选择和应用还会产生一定的环境污染问题，开展建筑节能设计时，应从绿色环保角度出发，尽可能地将这些问题考虑在内，消除建筑污染，确保建筑材料应用与周围环境的协调性。此外，新材料、新技术的应用应有利于优化建筑整体服务功能，同时新型设计应能明显提升建筑的稳定性、耐久性和安全性，为人们的居住和社会生产提供便利。

3 建筑节能设计的控制要点

3.1 系统规划建筑平面布局

开展建筑节能设计，首先应注重建筑平面布局的有效规划，并且在实际规划中，应注重建筑空间布局与周围环境的协调性、适用性，避免因建筑规划对周围环境造成污染和破坏，这样能为建筑节能性、环保性设计创造有利条件。具体设计中，一旦设计建筑所处地区的温度较高，则进行建筑空间平面布局时，应注重电梯、楼梯和管道位置的有效规划，通常，应尽可能地将这些建构筑物设置在建筑的西侧或者北侧，这样能避免阳光直射这些构筑物，减少电梯、楼梯和管道外观老化问题，由此节省了后期维修阶段的材料损耗，起到了建筑使用节能的目的。同时在进行建筑平面布置时，应考虑建筑内部新风系统，这样才能形成良好的居住环境，减少内部通风和散热的能量消耗。此外，在建筑平面布局中，还应重点关注建筑的朝向设计，朝向设计是建筑节能规划的首要环节，即建筑处于同一地理位置，且周边环境相同时，则对比东西朝向的多层建筑，南北朝向建筑的能耗更少，这是因为当建筑物面朝南北时，其对于太阳能、风能的利用效率更高，这不仅起到了建筑节能的效果，而且有效地提升了人们居住的舒适程度，确保了建筑设计的科学性、合理性。

3.2 加强建筑物体形系数设计

建筑物体形系数对于整体节能效果具有较大影响，就体形系数本身而言，其指的是建筑物体积和建筑物与室外空气接触的外表面积，控制这一参数，能为建筑节能设计提供有效指导。研究表明，当建筑物体形系数值越大时，其整体的耗能水平也会有所上升。并且，当建筑物体形系数增加1%时，其耗能指标会增加约2.5%；根据这一特征，在建筑物节能设计中，应尽可能地降低建筑体形系数，这样能降低屋内外空气的热交换频率。选择较为简洁的建筑造型，确保建筑外轮廓清晰是降低建筑物形体系数的重要手段，其能有效地控制建筑的不必要消耗，提升建筑节能效果。

3.3 合理设计建筑门窗

长期以来，门窗设计是建筑设计的重点所在，新时期，门窗设计成为建筑节能的一个重要突破口。在门窗节能设计中，主要是通过较为先进的门窗材料，改善门窗的保温效果[1]。一方面，在外窗设计中，应关注建筑外窗的气密性，避免冷空气进入室内，同时防止室内热空气流失。另一方面，在具体材料应用中，可选择塑钢中空玻璃、隔热型的铝合金中空玻璃进行节能设计，这些材料不仅具有良好的保温性能，而且隔热效果较为突出。如图1，某建筑商务会所，就采用了Low-e玻璃和U型玻璃，传热系数和遮阳系数都比较好，有效地改善了建筑遮阳和热传导效果；此外，在门窗缝隙处理中，应改变传统水泥砂浆填充的做法，改用聚氨酯材料进行填充，这样能造保护门窗的基础上，提升建筑整体的气密性。

图1 某商务会所建筑实例照片

3.4 加大新材料和能源的应用

传统建筑施工会消耗大量的材料，在新时期，开展建筑节能设计还应注重节能材料的应用。目前，建筑节能材料的类型较为丰富，如在墙体材料中，淤泥烧结多孔砖、加气混凝土砌块等都是较为常见的墙体材料，其能有效起到建筑节能作用；从保温材料来看，可通过水泥发泡板、岩棉、玻璃棉等材料来进行处理；此外，高分子防水卷材、聚合物防水涂料等都能起到防水节能的效果。借助这些新材料，能有效提升建筑节能效果。

建筑新能源应用中，太阳能、地热能、风能等都是较为常见的能源应用形式，其减少了传统能源的用量，实现了建筑节能与环保的有机统一。其中，太阳能技术的应用较为成熟，其分为主动式、被动式两种应用形式，相对而言，被动式太阳能利用方式的应用较多，该方式在建筑阳面使用储蓄热质、阳光房来吸收和储存太阳能，为建筑物内部的能耗应用创造了良好条件。

4 结束语

节能设计对于建筑工程行业的可持续发展具有深影响。新时期，建筑设计人员只有系统认识到节能设计的价值和原则，然后系统化地进行新材料、新技术的规范应用，这样才能提升建筑节能效果，促进建筑行业有序发展。