分析建筑节能及其在建筑设计中的应用

项苑

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司，贵州 贵阳 550081）

0 引言

城市化进程推进速度的不断加快，对于建筑工程项目提出的要求相对比较高，建设工程项目近年来的建设数量一直在不断增加，建设范围也不断扩大，不仅能够满足人们在日常房屋居住时提出的个性化需求，而且能够对整个城市以及社会经济发展起到良好的带动效果。建筑行业与其他行业进行对比分析时，由于建筑行业属于高耗能产业，在各环节施工中需要投入的材料设备以及人力等各方面资源相对比较多，同时对于材料的整个耗损量也比较大。我国根据“节约用地、节约能源、节约用水和节约原材料”的基本国策，贯彻“适用、经济、绿色、美观”的建筑方针，近几年来更是加强了建筑行业对环保以及低碳等绿色建筑的要求。所以对于建筑行业而言，要顺应时代发展需求，保证建筑行业能够实现可持续发展的根本目的。

1 建筑节能设计的原则与意义

1.1 建筑节能设计原则

结合目前可持续发展理念，对于建筑节能设计而言，其逐渐成为整个建筑行业发展中的主要趋势，在建筑节能理念的基础上，在初期设计环节要加强对能源节约以及绿色环保等各方面的重视程度。结合实际情况，促使现有节能设计的基本原则能够落实到实处，在节能能源原则方面，设计人员通常要结合实际情况，对各种不同类型的材料进行合理利用，以此来保证工程设计工作的全面有序开展，同时要对建筑整体结构进行合理规划，这样才能够避免后续在施工时对于材料的严重消耗，以此来体现出节能理念[1]。传统建筑设计工作在具体展开中，无论是在建筑材料或者技术等各方面都会带来非常严重的污染问题，特别是在节能设计理念影响下，要保证建筑绿色环保指标可以满足现代化建筑行业的整体规范化要求。因此在整个设计环节要将绿色环保的基本原则体现出来，促使建筑结构以及周边生态环境之间的协调发展。对各种不同类型的新材料以及技术手段进行合理利用，这样才能够实现对整个建筑整体服务功能的不断完善和优化，促使建筑自身稳定性以及耐久性得到提升，为人们的居住以及生产提供相对比较便利的条件。我国地域辽阔，跨越数个气候带，中国气候类型有5 种，热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候、温带大陆性气候、高山高原气候，每个区域有着不同的气候特点。因此在进行设计时应根据当地的气候特点有清晰认识，并选择适合当地情况的节能设计策略，以达到节能设计的利益最大化，用最节约的材料，达到最佳的保温效果。

1.2 建筑节能设计意义

节能建筑自身具有非常良好的性能、质量，同时能够体现出经济以及生态效应，在现阶段工程项目建设中，整体应用范围相对比较广。结合目前建筑工程项目施工形态可以将其看作是未来发展的主要方向，结合节能建筑在设计时的现状，不难看出建筑项目节能设计工作在具体展开中，钢筋、水泥等各种不同类型的材料应用范围相对比较广，同时材料也比较常见，这些材料虽然在实践中可以为建筑工程项目整体建设质量提供保证，但是带来的能源浪费问题相对比较严重[2]。特别是在施工废气以及废液等排放方面，也会造成严重污染。基于此，对建筑节能设计理念进行引进和利用，结合各种不同类型新材料以及新工艺手段，可以对建筑工程项目在施工时对环境造成的污染问题进行妥善处理。除此之外，在节能建筑方面要保证能够推进低碳经济的发展，在设计环节要保证建筑工程项目整体质量得到有效控制的同时，降低建筑的整体能耗，避免不合理设计导致的建筑能耗增加，使建筑功能在合理，建筑外形美观、经济的前提下，提高能源整体利用率，尽可能避免能源过度损耗。目前，我国提出了可持续发展的战略思想，在该理念的影响下，要保证建筑节能设计工作的全面有序开展，这样不仅能够从根本上实现建筑行业现有发展模式的改革和创新，还能实现资源能源的最大利用率，提升城市经济社会效益，改善人们的居住条件，而且能够为我国可持续发展战略的实施提供保证。

2 建筑节能设计关键点

2.1 建筑平面设计

对于建筑节能设计而言，平面布局一直以来都是非常重要的一部分，建筑朝向、外表面积、体积等要素，都会对直接影响到建筑的节能性。设计中应根据地形，利用建筑布局，得到良好的通风，在减少建筑能耗，同时在总图布局不会显得呆板和单调；合理选择建筑朝向，避开冬季主导风向和减少夏季热辐射，避免阳光对室内温度的影响，在得到良好的日照通风的情况下不会增加不必要的空调能耗；在保证建筑物美观的同时，控制大面积玻璃幕墙的使用，不仅可以降低建筑造价，还能降低建筑能耗，避免大面积玻璃幕墙造成光污染。目前空调可以被看作是房屋建筑辅助通风中必不可少的重要设备之一，在使用时会带来的电力资源损耗问题相对比较严重。对于节能建筑发展会造成严重限制影响，结合实际情况展开深入分析，在实践中要将节能建筑作为基础，保证建筑通风设计的全面有序开展，促使建筑布局方案在编制和利用时的针对性和有效性[3]。这样不仅能够对实际通风条件进行综合分析，而且能够尽可能避免在室内出现空气流通不畅等一系列问题。如果平面布局设计相对比较合理，那么可以尽可能减少空调的使用量，以实现建筑能耗控制的根本目的。

2.2 光照设计

光照条件会对房屋建筑整体效果产生影响，节能建筑理念的影响下，对于房屋宽敞条件进行设计时，首先要做的一点是保证房屋内部本身具有非常良好的光照条件。同时，让人们在居住时能够有非常良好的舒适以及温馨的体验，保证光照设计以及室内照明设计相互之间的协调发展，也就是在实践中要保证室内照明的损耗问题得到有效控制，以此来实现节能环保的根本目的。除此之外，要对室内温度因素进行综合分析，由于光照照射过于严重时，室内的温度势必会有明显上升趋势，如果散热条件达不到标准要求，那么人们就需要通过空调设备来对室内温度进行调节，加大建筑能耗。因此要对室内温度因素条件展开综合分析，保证光照以及温度因素相互之间的协调发展，这也是目前建筑光照条件设计中必不可少的组成部分。

2.3 外墙墙体设计

建筑节能设计环节中，外墙墙体设计一直以来都是其中非常重要的技术组成部分，外墙保温主要有内保温、外保温、内外混合保温等方式，外墙本身是建筑物自身的结构支撑点，不仅要保证建筑物自身具有稳定性和安全性，而且要有较好的保温性能和隔热性能，所以我们通过对砌体材料、保温材料的厚度设计计算，从而降低建筑能耗。同时设计中还要注意采用外墙内保温时，冷热桥部位出现结露现象，导致建筑构建发霉、开裂，影响建筑外观和室内环境，但外墙内保温由于施工工艺相对方便快捷，对建筑外墙垂直度要求不高的优点。外墙保温技术近年来的整体发展形势相对比较良好，对于建筑物室内的居住环境而言，可以起到良好的改善效果，同时能够体现出节能环保的根本目的。在实践中由于我国北方进入冬季之后，相对比较寒冷，所以在设计环节的保温材料的计算设计，这样不仅能够为室内温度提供保证，而且能够尽可能避免在冬季取暖时对其他资源的严重消耗。在南方地区可以对外墙隔热材料进行合理利用，这样能够尽可能减少在室内对电能的严重损耗，以此来实现节能效益的稳定增长[4]。需要注意的是，外墙外保温技术的应用不仅能够促使建筑功能的强化，而且并不会对内部空间带来任何干扰影响，由于保温材料处于墙体外侧，容易收到自然环境中各种因素影响，因而对施工工艺要求较高，此时大概率会选择聚苯板、聚氨酯、岩棉板等邮寄保温材料，但是随着国家对节能要求的不断调整，以及对绿色环保提出更高要求之后，无机保温砂浆的应用就有了很高速度的发展，无机保温砂浆相较于有机材料更为绿色环保、安全耐火，且保温性能也很优秀。通过相关研究表明，外墙是影响建筑节能的一个至关重要的因素，外墙的热损失率大约占到35%，而门窗则为25%，屋面为25%，楼板为15%，可见建筑外墙保温技术是现代化建筑工程项目在节能设计中的重点。图1为维护结构热损失比例。

图1 维护结构热损失比例

2.4 建筑节能技术

对于建筑节能设计而言，要对各种不同类型的节能技术手段进行合理利用，新时期背景下，太阳能、地热能等各种不同类型技术和新型材料的应用，都可以被看作是节能技术在应用时的重要表现方式。在设计环节，要加强对现有技术应用规模，以此来达到节能环保的根本目的，尽可能减少常规能源消耗带来的严重损耗。太阳能技术就是目前比较常见和相对比较成熟的节能技术，在建筑设计环节，要加强对太阳能储热设备等合理利用，对建筑服务功能进行不断完善和优化，以此来实现建筑节能以及人们功能需求相互之间的协调发展。需要注意的一点就是，对于部分建筑节能技术应用而言，其自身的应用成本支出相对比较高，所以在设计环节，要对节能技术以及项目成本相互之间的关系进行统筹协调发展，以实现两者之间的有机统一。

3 建筑节能设计中的注意事项

3.1 加强对建筑选址的重视程度

为了从根本上保证建筑节能设计的不断完善和优化设计，初期要保证建筑选址能够得到有针对性的规划，结合目前建筑选址设计现状，设计人员要对整个区域范围内展开实地考察，对当地自然条件以及周边环境等相关因素条件展开深入分析，对建筑物自身的最佳布局点进行确定。以此为基础，能够最大限度保证建筑使用周期范围内，整个气候环境相对比较良好，尽可能避免由于气候环境而引起的严重能源损耗等相关问题。比如在房屋选址设计环节，应当尽可能选择在避风口位置处，以此来实现节能环保的根本目的。

3.2 平面布局的完善和优化

对于不同建筑布局以及平面形式而言，各自都有不同的优势特点以及特色，通常会受到当地自然环境带来的一系列影响。针对房屋平面展开布局设计时，要结合实际情况，对通风环境进行科学合理的设计，这样才能够为室内温度以及通风效果提供保证。例如对于敞开式长方形平面而言，如果常向两端窗户垂直在当地主流方向，那么整个室内通风环境相对比较良好，以此为基础，有利于尽可能减少对降温设备的利用，保证节能效果的不断强化。而在设计环节，需要控制建筑的外表面积，也就是需要控制建筑与外界大气所接触的外表面积，通过控制外表面积与其所围合的体积之比，也就是体型系数，体型系数越小，外表面越小，散热的面积也就越小，这样就能达到节能的效果。有研究证实，体形系数每增大0.01，能耗指标约增加2.5%。所以，出于节能设计的考虑，在建筑设计时应尽量控制建筑物的体形系数，但由于项目由特殊造型和美观的要求，需要较为凹凸复杂的形体样式而采用较大的体形系数时，应尽量增加围护结构的热阻。

3.3 环境协调发展

节能建筑设计环节对于设计人员而言，要对目前现有的本体设计给予足够关注和重视，保证其与周边环境之间能够具有一定的协调性。在实践中，如果只是单纯对节能技术进行利用，并不会对外部环境因素条件展开深入分析，那么势必会对外部环境带来一系列影响，无法为建筑节能效果提供保证。因此，在设计环节要对建筑工程需求展开综合分析，保证内部环境能够得到合理的布局和设计，对气候环境等相关因素条件展开综合分析，以保证建筑主体及外部环境之间的协调统一发展。

4 结语

建筑节能对于房屋建筑自身功能使用以及效益而言，具有非常重要的影响和作用。因此，对于设计人员而言，要对目前现阶段建筑节能设计的基本原则进行掌握和了解，加强对建筑通风、光照等各方面节能技术的利用，以此来保证建筑节能设计水平的有效提升，给建筑的使用者带来舒适的感受，对我国建设为资源节约和环境友好的社会做出贡献。