建筑规划设计中节能建筑设计

文/中建二局第三建筑工程有限公司 徐 欢 曹 浩 陈 浩

0 引言

据统计，建筑行业发展和运行能耗占我国社会经济运行体系中整体能耗的30%以上。通过节能建筑设计技术应用，可降低建筑物能耗水平，减少建筑工程施工和实际应用中的资源浪费，为我国社会经济的绿色节能发展提供支撑。

1 节能建筑设计特点

1.1 环保性

节能建筑设计虽然追求节能水平的提升，但在实际设计中需重视建筑整体的环保性，即在施工和后续运营过程中，坚持“以人为本”的理念，将建筑主体使用者的身心健康放在更重要的位置。为满足环保性，设计人员需对建筑物内部的结构、装饰、给排水及电气系统等进行整体优化设计，强化绿色建筑材料的使用，尽量控制工程建设中的碳排放量。在设计方案中还需减少工程施工及后续使用对周边环境的影响，实现人与自然和谐共处。

1.2 节能性

节能性是节能建筑设计的基本目标，其实现途径如下。

1）通过系统的优化设计，尤其是通过电能系统的节能设计，实现系统能耗全面降低，尽量规避无功损耗，从而提升能源利用率。

2）通过新型节能材料的应用，满足工程建筑节能要求。

3）将节能体系优化与成本控制相结合，降低建筑物在实际应用过程中的使用成本，实现建筑工程经济效益和社会效益的有机统一。

1.3 宜居性

宜居性是节能建筑设计的重要目的。从规划设计角度出发，需做好整体采光、温控、保温设计等，提升建筑工程的应用效果。在满足建筑工程居住及商务功能基础上，实现安全性、宜居性，以更好地提升居民生活品质。

2 节能建筑设计内容

2.1 门窗

在现有建筑规划设计中，由于材料应用、结构特征等客观因素影响，使门窗成为能源损失的重要影响因素。因此在对门窗部分进行设计时，必须从保温效果、密封性能、安全防护和外形设计等方面同时入手，构建完善的节能设计体系。在进行保温设计时，要在保证结构强度基础上，选择新型门窗材料。同时，在设计中还可通过优化密封性，降低空气流通对节能效果的影响。安全防护和外形设计是在满足保温和密封设计的基础上，对防护围栏和防护网结构进行优化，可实现安全性能、稳定性能和美观度的统一（见图1）。

图1 垂直遮阳

2.2 机电设备

机电设备是建筑主体保持正常运行的重要基础，也是节能设计的关键环节。设计时需明确建筑主体正常运行所需要的机电设备容量、能耗和线路布置情况，利用BIM平台对各设计要素进行优化。确保机电设备整体实现高水平自动化运行，在满足建筑内部性能要求基础上，通过自动化控制关停不必要的设备，减少无效运转带来的能耗浪费。从机电设计原则出发，选择合适的机电设备，避免设备参数和能耗供给能力不均衡。

2.3 给排水系统

在现代建筑体系中，给排水系统对建筑主体使用的人性化具有直接影响，良好的给排水节能设计能在实现资源合理应用基础上，更好地满足公众群体生活需求。

1）优化给排水管线布置 结合工程主体情况，利用BIM技术中的碰撞功能，修正管线布置方位。

2）强化新型给排水管道材料的应用 在确保管道运行质量和安全的前提下，减少工程施工总量和材料用量，提升运行成本控制水平。

3）强化水资源回收利用设计，利用雨水收集系统，将排水管道与建筑物绿化衔接，通过雨水收集与中水处理，实现水资源高效回收利用。

2.4 温控系统

随着社会经济发展和居民生活水平提升，建筑规划设计中温控设计逐渐占据重要位置。在温控设计时，需考虑当地自然资源的利用水平，强化对风能、太阳能和地下水热能的利用，通过整体性设计，将此类能源导入实际应用中，减少对电力能源及市政热水的需求。在进行温控系统设计时，还应强化温控系统运行的自动化水平，尤其在智能控制系统高速发展的情形下，通过感知设备和远程控制设备的应用，实现建筑物主体温控设备的自动化运行，有效避免温控系统长期无效运转造成的能耗增加。同时，在设计方案中，可通过保温层及相关材料的优化，降低内外部能量传递导致的能耗损失。

2.5 通风系统

在城市化水平不断提升的背景下，建筑规划面临的重要问题是楼层密度不断增加，楼间距逐渐缩小，但实际应用的风能水平不断降低。因此在设计时，通过内部结构优化、空气质量检测装置和智能传感系统装置的应用，实现通风系统自动化控制，使通风系统可根据季节变化进行自动调整。将通风系统导入智能建筑整体运行体系，通过采集关键节点通风效果运行数据，实时调整通风系统的运行状态，以此达到内部空气质量提升、通风系统运行损耗降低的目的，不断提升建筑主体的舒适度。

2.6 采光

在设计方案中，通过门窗区域优化、内部墙面涂料设计及太阳能利用等，提升光照利用水平。在采光节能设计中，还需强化采光区域影响分析、结构稳定性和安全性设计，避免因设计方案不合理造成施工变更等问题。

3 节能建筑设计技术应用要点

3.1 强化建筑整体安全性

节能设计的根本目的是降低建筑主体在建设和使用过程中的能耗水平，但此种设计优化必然以建筑整体安全性为基本前提。在节能建筑设计方案中，涉及新型材料应用、新型设计技术应用、建筑结构优化等，在各方因素考虑不足时，将对建筑整体安全造成影响。建筑整体安全性控制需从以下方面着手。

1）控制材料使用的安全性，对于新型材料，需在综合考虑其性能基础上，考虑其在国内外市场的实际应用情况，避免片面追求节能效果而选择不达标的产品。

2）将接地设计、防雷设计和外部安全防护设计等国家规范标准置于节能设计技术应用之上，在满足规范要求基础上对结构设计进行优化。

3）科学分析节能设计应用带来的安全隐患和内部运行冲突问题，避免由于某方面节能技术应用，导致对建筑主体其他方面的安全性能造成负面影响。

3.2 经济效益与社会效益相统一

节能建筑设计更追求社会效益，可减少建筑主体运行时的能源消耗，实现人与自然和谐发展。但对于建设单位而言，其更侧重于成本控制要求和经济效益的实现，如果由于过多使用节能技术而造成整体施工成本大幅上升，同样也失去节能建筑设计工作开展的意义。在目前技术水平下，建筑节能设计更多属于新型应用技术，在其应用范围未得以较好推广的情形下，必然存在成本升高问题。对规划设计人员而言，须综合考虑技术推广应用的综合成本，在成本控制、施工工艺和节能效果之间达到最优状态。避免由于片面追求节能技术应用而出现投资成本过大、施工周期过长等问题。

3.3 以新型技术提升设计水平

当前，在设计工作中，BIM技术应用已达到较高水平，通过将节能技术设计所需材料导入平台数据库，利用3D视角对设计方案进行还原，利用平台所具有的碰撞功能对设计方案中不合理的环节进行检查，并实现对应的优化，进而真正实现节能技术的应用和控制。通过BIM平台还能实现设计环节与施工、招投标及监理工作的衔接，从而更好地实现数据管理的优化，有效提升设计方案应用水平，为建筑施工节能奠定良好基础。

4 结语

节能建筑是未来发展的基本趋势，设计人员必须革新工作理念，提升节能建筑设计水平，在提升建筑主体使用安全性、舒适性基础上，实现建筑行业经济效益和社会效益的有机统一。