建筑节能及其在建筑设计中的应用

黄明松

（申都设计集团有限公司贵州分公司，贵州 贵阳 550002）

0 引言

随着建筑节能设计在建筑行业中的广泛运用，当前在很多的民用建筑中都使用了建筑节能设计，虽然增加了建筑项目的在整体造价成本，但是却解决传统建筑设计中存在的保温和隔热不足的问题，帮助建筑项目提升了设计的实用性和科学性，同时还具明显的控制后期建筑使用能源成本的优势，受到很多建设者和使用者的喜爱。

1 建筑节能设计的概念及特点

建筑节能主要是指建筑在规划、设计、建造和使用过程中，通过采用节能型材料和技术，加强用能管理，在保证建筑节能和室内环境质量的前提下，降低建筑能源消耗。为更好地促进建筑节能的使用效率，需要从减少能源总需求量、提高能源利用效率、提高居民行为节能意识等几个方面进行综合考量，结合建筑工程的实际情况制定出相应的设计方案，提升能源的使用效率，对促进建筑业的发展，缓解能源紧张以及提高人民的居住水平具有重要意义。我国经济的不断发展的背后各种资源损耗情况越来越严重，能源危机已经成为国家经济发展过程中不得不重视的一个重点问题[1]。人类社会每天都在消耗大量的能源，这其中包括很多不可再生能源，直接导致现如今全球范围内的资源紧缺。建筑节能理念的广泛应用为建筑行业的发展提供了更多可持续发展的支撑，建筑节能设计本身从降低能源消耗，实现资源的优化配置的形式能够减少传统建筑中存在的不足，在实际使用的过程中还能起到明显的节约能源的作用，对于提升建筑的整体使用寿命有着重要意义。

2 建筑节能在建筑设计中的实际发展现状

从当前我国建筑的整体大环境中不难看出，建筑节能技术在建筑设计中的应用已占有一定的比重，不断对新的节能建筑设计技术进行研究是建筑节能设计的关键环节，大部分建筑施工企业都很重视建筑节能理念的融入。建筑节能作为一种逐渐普及的建筑设计技术，在实际使用的过程中需要与建筑其他设计内容进行相互融合，确保该内容在的建筑设计能够充分发挥作用又不和建筑设计的其他内容相互冲突，促进建筑项目的良好发展。但是就当前我国建筑节能在建筑设计中的应用情况来看，实际的效果与预期的目标之间存在一定的差异，其主要的原因是很多建筑施工企业对于建筑节能设计的整体认识不足，对于节能设计的实际推广和运用还存在一定的困难。很多技术还仅仅停留在研究尝试使用阶段，理论不能很好地联系实践，很多很好的节能设计措施不能在实践中发挥具体的作用。导致实际应用过程中受到这些外界环境的影响不能正确地发挥出节能设计的优势，制约了建筑主体后期良性发展。

3 建筑节能在建筑设计中的应用

3.1 房屋建筑中外墙保温隔热节能设计

当前，我国很多建筑项目在施工过程中开始逐渐重视对于外墙保温隔热节能的设计工作。随着我国建筑节能工作的纵深发展，众多品类的保温隔热材料不断涌现，建筑施工企业结合自身工程的实际情况制定和选择的外墙保温隔热材料不仅能延长建筑物的寿命，对于提升整体建筑施工的效率和质量也有着重要的意义。建筑设计人员在最初设计时需要将外墙保温隔热的材料综合考虑在内，目前外墙使用的保温材料有很多种形式，大体分为有机保温材料和无机保温材料，例如聚氨酯发泡材料、保温砂浆、保温板等，需要根据每个项目的基本情况选择保温材料进行科学计算，得出外墙保温隔热的具体数据，另外还要根据整个建筑所在的气候条件，对暖湿气候区、热旱气候区、温和气候区进行分区域独立设计，达到国家建设管理部门要求的节能设计的基本要求，这才能够确保节能设计的科学性和可实施性，为提升建筑施工企业的整体施工质量提供有力的保障。

此外，外墙保温隔热节能设计过程中还需要将太阳辐射综合考虑在内。例如，幕墙在持久的暴晒下，反射玻璃由于散热较其他玻璃慢，大量的太阳热能集中在同一个地方会造成一个新的热源，导致屋内的气温逐渐升高。为了减少这种集中变热的现象，可以通过改善采光窗玻璃的保温隔热性能，选择中空玻璃的形式进行改善；对非采光部分采用隔热效果好的材料作后衬墙，或者是设置保温型材的形式保持室内的温度在恒温状态。

建筑的外墙保温隔热节能计算数据可以理解为一个综合平均的数据值，由于外墙材料大体包含了梁柱部分、主体墙部分、保温材料和粉刷装饰部分，需要将这几部分的材料传热系数综合计算方可得到精准的建筑外墙传热数值，才能科学控制保温材料的种类选择和厚度选择；选择合理的外墙保温材料也要兼顾考虑保温材料的燃烧性能满足国家规定的防火规范要求，阻绝火灾的蔓延。

3.2 房屋建筑中门窗节能设计

3.2.1 门窗节能设计合理性

房屋建筑中门窗节能设计首先需要在设计合理性的基础上进行，建筑物门窗和墙体的合理设计是房屋内能否良好通风的重要保证之一。建筑设计人员首先需要分析整个建筑的整体性要求，将现代化的节能设计使用在门窗的设计当中，将墙体和门窗的整体布局和大小位置进行合理设计，例如：某地的某建筑的门窗选择，应根据国家和当地的节能计算标准要求进行门窗的传热系数计算（主要影响门窗材料的因素是建筑所在地的气候分区，建筑的使用性质、建筑的体型系数等），选择达标的门窗材料和门窗厚度，才能保证门窗的节能参数达到标准。这样的节能设计不仅能够达到美观的效果，同时还能达到节能环保的基本要求，对于改善建筑内部的整体居住环境有着重要作用[2]。例如，将建筑门窗幕墙运用在自己的设计当中，也能够达到节能和保温的效果。当前很多节能门窗企业将绿色节能材料合理地运用在铝合金门窗上面，在设计时考虑到建筑高度、朝向等的因素和项目所处的环境状况，准确的计算门窗幕墙的各种性能数据，包括隔声性、抗风性、水密性、气密性、保温性以及采光性能，这种建筑门窗幕墙的形式能够保证遮阳系数和传热系数的基本值达到要求。冬季可保持室内热量，夏季防止热辐射能量进入，从而有效降低能耗。

3.2.2 建筑门窗气密性达到要求

门窗（本文均指建筑外墙的门窗）是整个建筑当中不可缺少的一个重要组成部分，同时也是整个建筑中损耗较为严重的两个部分。门窗在实际使用的过程中会消耗和流失掉室内的部分热量。因此，建筑门窗在实际设计的过程中首先应当重视对于这一部分的设计工作，不但注重门窗的外围护结构保温性能的达标，也要注重门窗材料的气密性要求，国家建设部门对各地区的不同建筑物门窗有了明确的分级要求。做门窗节能设计的时候需要按照相关标准进行测算后达标方可使用。在满足保温节能、外窗气密性、抗风压性等要求的基础上对其进行全部的设计工作。使达标的门窗能够在冬夏两个不同的季节发挥出自己的优势，减少热量的散失。尤其是严寒地区、夏热冬冷地区、温和地区等差异大的气候分区要根据当地和国家标准进行合理设计。

3.2.3 重视建筑设计中的遮阳设施

在现代建筑设计中，单单只靠门窗系统来增强室内的舒适感是远远不够的，建筑节能在建筑设计应用过程中需要将门窗的遮阳性能综合考虑在内，国家节能设计标准中明确提出了遮阳系数的标准要求，设计遵循的基本原则就是朝向和日照的特点。具体可以通过添加遮阳板等外遮阳模式，以及添加窗帘、遮阳幕等形式的内遮阳窗饰产品，减少阳光直接照射到房屋内造成的刺激性的体感，提升用户在室内活动的舒适感，调节室内空间的光感、温度、湿度以及噪声。

3.2.4 提升节能门窗的使用率

节能门窗的使用是整个建筑节能设计过程中的重要部分，节能门窗不仅能够较好地解决传统门窗中存在的保温隔热性能差的问题，同时还能达到安全美观的效果。设计人员在实际设计的过程中需要将这些新型的节能门窗科学的使用在各栋建筑中，提升节能门窗的保温隔热效率。分析节能门窗的整体性能是否达到标准，需要从热量的对流、热量的传导和热量的辐射三个要素进行分析，从而选择不同的型材。例如，使用隔热冷桥的方式阻止了铝合金型材的快速热传导，能够真正实现节能的目的。此外，吸热玻璃、反射玻璃和隔热遮光薄膜玻璃也是当前我国门窗玻璃市场中主要使用的一项新的节能技术，这些技术在实际使用的过程中具有较好的节能效果，能够提升节能门窗的使用。

4 建筑节能中屋面保温隔热节能设计

屋面保温隔热节能设计是整个建筑设计中比较重要的部分，对提升整体建筑质量有着重要意义。同时还会间接地影响到整个房屋的舒适度，能够较好地调节房间内部的温度摄入情况以及室内温度的恒温保存等优势。屋面是整个建筑中的基础组成部分，是与外界环境因素接触较多的部分，对于这一部分的节能设计有着至关重要的作用。我国传统建筑施工过程中使用的屋面保温设计方式主要使用的是正铺法（正置式屋面）的方式进行处理，原理是把具有节能作用的材料铺设在屋面的两层建筑材料之间，这种方法在以前建筑中频繁使用，在当前很多建筑施工中仍旧还有较好的应用。但是随着建筑施工技术的不断发展，施工企业开始逐渐意识到节能建设设计的重要性，开始逐渐出现倒铺法的施工方式。以往的正铺法主要是将防水层设置在保温层上面，而倒铺法（倒置式屋面）就是相反的一种施工方式，将防水层设置在保温层下面，简单来说就是反向做法。使用倒铺法能够使得整个建筑屋面的保温效果更好，经建筑行业的实践证明得知，倒铺法不但可以使屋面的使用寿命得到很大的提高，还可以起到加固屋面防水性的作用。因此，在建筑设计屋面保温隔热节能设计中的使用这种方式能够帮助解决传统铺设存在的不足，使得整个建筑屋面的实际使用效果达到标准的基础上，还具有很好的节能作用，改善室内舒适度，节约能源。

另外，在做建筑的屋面节能设计的时候，必须考虑保温材料的燃烧性能的问题，随着我们建筑业的快速发展，很多新型建筑材料运用到了建筑中，虽然给建筑带来了很多新鲜活力，但是也带来了很多威胁；一次次的火灾在警醒建筑设计的参与者们，建材的燃烧性能决定着一次火灾的火势走向，选择合理的保温材料的耐火性能是必须重视的一个内容。目前我们使用的屋面保温材料挤塑保温板是一种B 级的难燃烧材料，在使用过程中需要用0.5m 以上的A 型不燃材料进行隔绝，设置隔离，阻断竖向火焰对屋面材料的燃烧走势。

5 建筑节能设计中的新能源节能设计

结合设计的实际使用不仅仅是需要在现阶段的建筑设计中有相应的体现，更重要的是需要将所有的节能技术以及节能能源有效地利用在内。随着我国新能源的不断发展，当前在不同的领域中都有太阳能、风能、水能等新能源的节能技术的实际使用[3]。将这些新能源使用在建筑节能设计中，不仅能够帮助建筑企业节省自己的设计和施工成本，同时还能提升整个建筑施工的效率。其中太阳能作为一种可再生、潜力最大的一种新型能源，在建筑节能设计中进行使用具有较好的意义。太阳能是现今世界上可以开发的最大清洁型能源，在实际开发和利用的过程中，既不会出现大气的污染，也不会影响自然界的生态平衡，其本身具有长久性、再生性、无污染等优点。将太阳能这种节能型能源利用在建筑节能设计中的实际效果较好。当前，我国绝大部分建筑企业在使用太阳能节能技术时主要在被动式太阳能采暖、太阳能热水以及主动式太阳能采暖与空调当中。将这种新型的能源利用在屋内采暖设备中，利用外界天气变化频繁的条件下，调节房屋内的温度，使得屋内的居住环境更为适宜，从而使节省能源，保护环境的理念应用于现实生活中。因此，建筑设计人员需要将以上的这几种能源进行有效利用，结合整体建筑施工的实际情况，合理利用身边的自然环境资源，使其能够正确发挥出相应的作用，为建筑节能设计的发展提供更好的条件和环境。

6 结语

建筑行业是我国资源损耗占比较高的一个行业，因此在建筑设计中采取合理的节能设计是非常重要的。建筑设计单位在设计时必须将建筑节能设计应用在其中，对项目中外墙保温隔热节能设计、门窗节能设计、屋面保温隔热节能设计、新能源节能设计等进行综合设计，提升建筑的节能性能。同时还需要对一定范围内的建筑群体布局进行节能方面的考虑，提升建筑工程的整体舒适性，促进建筑行业的健康可持续发展。