建筑节能及其在建筑设计中的应用

赵瑞军

（山西中方森特建筑工程设计研究院，山西太原 030002）

在贯彻落实可持续发展理念的大环境背景下，节能减排已经成为各行业领域的发展主旋律。尤其是具有高能耗、重污染特征的建筑行业，更要将节能减排工作落到实处。将各类节能技术拓展应用到建筑设计中，对于提高建筑的实用价值，实现生态效益最大化具有重要意义。在建筑设计中，设计人员需进一步明确各类节能技术的应用要点，以发挥各类节能技术的作用。

1 建筑节能设计的基本概念

建筑节能是指将节能环保理念融合到建筑工程中，优化资源配置，提高资源利用率，减轻能源损耗。在建筑工程设计中，设计人员要优选可再生环保型材料。一方面实现材料的循环利用，节省材料成本，另一方面减轻环境污染。由此，既可以优化建筑性能，满足居住者的多方面需求，又可以减轻工程设计与施工对生态环境的危害，为人们提供舒适、健康、安全的居住环境。

2 节能技术在建筑设计中的应用意义

2.1 建筑节能设计满足市场经济持续稳定发展客观需求

当前，我国能源总值与生产总值增速迟缓，制约了市场经济的持续发展。而经济发展与社会进步离不开能源的支持，能源供应短缺也成为全社会关注的焦点。在这样的形势下，将节能理念融合到建筑设计中，可以有效控制能源损耗，减轻环境污染，进而推动整个建筑行业的良好发展。

2.2 建筑节能设计满足构建节能环保型设计客观需求

建筑工程设计与施工会使用大量的钢筋、混凝土等材料，造成严重的资源浪费与能源损耗。与此同时，排放的废渣、废气与废液，不仅会污染环境，还会对公众的身体健康构成威胁。例如水污染，导致水体中滋生寄生虫，提高传染性疾病的发生概率；雾霾，导致人的呼吸系统出现疾病；土壤污染，农作物产量下降，农产品质量不达标，人体内重金属堆积。此外，在建筑投入使用中，取暖制冷也会消耗大量能源，增加碳排放量，产生温室效应。

2.3 建筑节能设计满足了可持续发展理念的客观需求

目前，能源与环境问题已经成为全球共同关注的焦点。我国贯彻落实可持续发展战略指导方针。而建筑设计人员也要秉承与时俱进的基本原则，将节能理念融入建筑设计中。由此，全面遏制建筑能源损耗问题，将可持续发展战略落到实处。

3 节能技术在建筑设计中的应用要点

3.1 建筑体型与空间布局设计

在建筑设计中，设计人员必须协调处理建筑与周边环境的协调关系，融合人文要素。具体来说，在建筑体型设计与空间布局规划中，应采取如下几方面策略：①树立全局理念，从全局角度出发，合理控制建筑物的间隔距离，优化各单体建筑的方位朝向设计与使用功能设计，加强各单体建筑的通风效果和采光效果；②客观考量住户的功能需求与节能需求，优化外部造型与内部构造，提高建筑的质量。

3.2 建筑平面布局设计

建筑平面设计是指结合建筑功能要求与用户生活需求，对建筑内部空间构造实行布局规划设计。建筑平面设计是建筑工程设计的重要组成部分。在建筑平面设计中，除要合理划分空间结构以外，还需重点关注建筑的通风效果和采光效果，进一步优化建筑的功能特性。

首先，立足全局角度，注重规划设计的科学合理性。在实际设计过程中，应合理规划建筑结构面积，减少外围护结构占比。根据建筑所在区域的地理环境特征、气候环境特征及自然环境特征，合理利用阳光。如夏季持续高温天气状况下，缩短光照时长，减轻热辐射效应，降低制冷设备使用频率，控制电能损耗；冬季持续低温天气状况下，延长光照时长，提高室内采光率，调节室内温度，降低取暖设备使用频率，减轻环境污染。

其次，合理开发和利用太阳能资源，替代电能与热能，一方面，构建良好的热环境空间，另一方面，控制能源损耗。为此，在建筑设计中，设计人员需合理规划内部空间的方位朝向。通常情况下，会客厅与卧室会设置在南向，满足住户的采光需求，而盥洗室、厨房等对光照需求较低的功能空间，多设置在北向。另外，设计人员还要设计温度阻尼区，控制热量流散，减少热损失。

3.3 建筑照明系统设计

在照明设计中，设计人员不仅要考虑住户的基本照明需求，还需营造良好的室内空间氛围，有效控制电能损耗。在建筑照明设计中，一方面，通过调整建筑的方位朝向，提高自然光利用率，增强室内的照明效果与温控效果，降低人工照明使用率，控制电能损耗。另一方面，优先选用节能光源。建筑照明系统覆盖范围较大，用电量较高，所以在照明节能设计时，设计人员应全面考虑自然要素、材料要素与技术要素，合理选择照明光源，在满足特定环境条件下的照明需求的基础上，减轻电能的损耗。

再者，选择节能型照明工具也是至关重要的。选用的照明灯具类型，往往关乎光源利用率以及整体节能效果。为此，设计人员应结合功能空间的构造特征与使用要求，合理选择照明灯具，满足实用性与环保性的需求。

3.4 建筑设计的细节处理

3.4.1 屋面设计

屋面结构不仅是建筑工程结构的重要组成部分，同时也是实现建筑内部保温隔热的关键结构。在屋面节能设计过程中，设计人员需根据建筑所在区域的季节性气候环境特征，明确屋面结构的基本功能，选择合理的屋面结构组成材料（如图1 所示）。在选择屋面材料时，既要考虑材料的自体重量，最大限度减轻整体建筑工程结构的重量，又要对材料的密度和吸水率加以检测，增强整个屋面结构的防水效果和保温隔热效果。

图1 屋面节能设计

针对保温材料，应全面考虑材料的保温隔热性、经济性与环保性，提高材料利用率，控制能源损耗。此外，采取移栽绿色植物的方式，增强保温隔热效果，缓解光辐射效应，减轻外部自然环境变化对室内环境的不利影响。或者还可以在夏季热辐射效应较重的区域设置蓄水池，从而吸收热量，调节温度，提高室内环境舒适度。

3.4.2 墙体设计

墙体节能设计的重点内容如下：①严格按照标准要求，选择适宜的墙体材料，增强墙体结构的保温隔热效果；②优先选用节能环保型保温材料，构造结构与功能复合型墙体，控制热传导，减少热能流失量；③在外墙设计中，如果选用单一保温材料，还要在外墙结构上设置保温层，进一步增强保温隔热效果。结合以往积累的实践经验可知，外墙保温结构的节能设计，既可以提升室内环境舒适度，又可以满足节能环保基本要求（如图2 所示）。

图2 墙体节能设计

3.4.3 门窗保温隔热设计

门窗结构是整个建筑工程结构中能耗占比较高的结构。在实际设计中，设计人员需合理控制门窗面积，注重门窗结构的气密性，增强室内环境的通风采光效果。在门窗结构的保温设计中，设计人员需要合理调整门窗结构与整个建筑立面结构的空间比例，根据建筑所在区域的季节性气候环境特点，调整门窗朝向与开间面积。在门窗气密性设计时，缩小冷空气渗透面积，最大限度降低热量损耗。另外，优先选择节能环保型材料，一方面降低热量流散，另一方面优化节能环保性能。

4 结语

综上所述，在建筑设计中，合理运用节能环保措施，既可以有效缓解能源供应短缺现状，又可以减轻生态环境污染，实现工程项目经济效益、社会效益与生态效益的最大化。不仅如此，建筑节能设计，对于构建智慧型城市，生态型城市也具有重要意义，值得在建筑行业中大力推广应用。