浅谈建筑节能在建筑设计中的应用

陈栋

山东圣凯建筑设计咨询有限公司 山东 烟台 264001

引言

最近几年来，城市化建设与发展速度变得日益加快，在这样的一种背景下，增加了资源消耗量。建筑行业作为我国经济产业结构中的一个重要组成部分，有着较大的能源消耗，经相关数据调查显示，我国建筑行业的资源消耗量可以达到总消耗量的一半左右，所以正是因为如此，加强建筑节能设计的推广与落实就显得很有必要。

1 绿色建筑与节能建筑设计的内涵

绿色建筑可以被称为可持续发展建筑，还可以被称为节能环保建筑。这种建筑最大的特点是，能够在建筑的生命周期之内，最大限度地实现节材、节水、减低环境污染等目标，同时还能够为居住人员提供更加舒适健康的生活环境。这种建筑技术是在20世纪60年代出现的，主要目的是给人们提供更加安全、绿色、健康的居住环境与工作空间，同时还能够有效降低环境污染问题，并且相应地提高资源的利用率。这也说明了绿色建筑是一个能够充分利用自然资源，并且对环境没有任何危害，也不会破坏自然生态平衡的建筑，同时还是一种把人与建筑以及自然完美结合在一起的全新理念。绿色节能建筑不仅具有绿色建筑的所有特征，还能够真正实现节约资源与节约能源等效果。这也就说明了绿色节能建筑不仅涉及污染排放、能源消耗、室内环境等物理因素，还涉及一些管理手段、经济效益、建筑规划等人文社会因素。除此之外，绿色节能建筑设计还是一种全新的设计理念，在设计当中特别强调施工时应该使用本地材料，只有这样，才能够更好地符合当地自然环境，从而更好地体现地域文化特点。随着资源问题越来越严重，绿色建筑设计已经成为现代建筑设计的主要发展方向之一，并且在建筑设计的各个领域中得到了广泛应用[1]。

2 建筑节能设计的发展方向分析

2.1 建筑结构体系进一步优化

从承重材料标准这一角度来看，可以将我国建筑结构体系划分为钢筋混合结构、砌体结构及木质结构等，所以在对建筑结构体系进行设计优化时，需要充分考虑到不同建筑结构体系，采用合理有效的设计方法。例如：以钢结构体系的优化设计为例，先要对结构平面布置方案进行优化，确保其方案的科学合理性和有效性，从而来实现结构成本的降低。

2.2 合理规划区域能源

所谓的区域能源，简单来说指的就是一个区域内的建筑群，通过合理利用好区域内部的能源，以此来达到节能减排的这一理想目标效果。所以这就要求相关人员需要做好建筑整体的规划工作，并将相关节能设备合理配置好。

2.3 对住宅外门窗进行节能设计

针对门窗，可以说是建筑艺术的一种表现形式，其主要发挥的就是通风采光功能。从现代建筑门窗设计中我们可以看到，其面积设计的较大，为了进一步扩大通风采光面积，提高建筑艺术效果，有些建筑会采用全玻璃幕墙结构。而门窗面积的扩大，对密室性和保温性的要求标准变得更高，并为节能设计带来了一定难度。所以对于门窗节能设计的发展，主要可以从两个方面来看：①加大对更高保温隔热性能材料的研制和推广应用。②采用合理有效方法措施来实现门窗密实性的进一步提高。

2.4 气候适应性设计优化

经相关数据调查显示，气候可以说是影响建筑工程施工的一个重要因素，若建筑结构与当地气候环境不相符合，那么在短时间内则会造成结构的损坏，直接影响到建筑工程的使用寿命。所以作为设计人员在进行建筑结构设计的这一过程中，必须要将当地的气候环境充分考虑到其中，然后通过综合考量，最后确定好最为合理有效的方案设计。①针对建筑施工材料，尽量要选用性价比较高的，这样在一定程度上能够将气候环境问题所带来的不利影响做到有效减少。②设计人员在建筑结构设计的这一过程中，需要将绿色环保理念贯穿落实到其中，以实现建筑结构对气候环境适应能力的进一步提高，将建筑结构整体的功能价值充分发挥出来[2]。

3 做好建筑节能设计的重要性分析

3.1 满足国家经济发展的实际需要

针对国家经济的健康可持续发展，离不开能源的支持。但是就目前来看，无论是我国能源生产总值的增长，还是能源产值都凸显得过于滞后，严重限制我国经济的可持续发展。所以正是因为如此，必须要做好建筑节能设计，通过降低建筑能源消耗，以促进我国经济的更快更好发展。

3.2 满足环境保护的实际需要

从我国当前建筑工程建设中我们可以看到，其中使用大量水泥和钢筋等材料，在实际施工开展这一过程中不仅会造成一定能源消耗，同时还会产生大量废弃物，严重污染到空气，其中最具有代表性的就是雾霾的出现，直接威胁到人们的身体健康。

3.3 满足国家可持续发展战略的实际需要

在国家社会经济快速发展的这一过程中所带来的资源消耗和环境污染问题日益严重，在这种情况下，人们的能源节约和环境保护意识逐渐增加，我国提出了可持续发展这一战略，其主要目的就是为了提高能源的利用效率。从建筑设计这一角度来看，必须要将节能设计贯穿落实到实际当中，将建筑能源浪费情况的出现做到有效减少，以达到可持续发展战略所提出的实际要求[3]。

4 节能设计在建筑设计中的有效应用

4.1 完成建筑物的整体布局设计

节能设计需要融入整体的建筑设计中去，这样才可以实现整体的建筑节能设计布局。设计人员在进行建筑外部环境设计时，需要尽可能地利用当地的环境优势，比如在透风且光照充足的地方建设建筑物，这样可以充分利用太阳能、风能等可再生资源，从而减少建筑内部的电能使用，达到节能的效果。因此，设计人员必须认真勘查建筑物所在地的气候条件，清晰掌握当地的光照、通风情况，只有这样，才可以最大限度地利用自然资源，合理实现建筑节能环保的目标。

除了可以通过自然资源开展节能设计之外，设计人员还可以通过合理节省土地使用来达到节能的目标。例如，采取科学方式缩减建筑物间的距离可以起到节约土地使用面积的方式，提升土地资源的利用率，同时保证建筑物的质量。与此同时，在开展建筑物内部空间设计时，可以充分利用地下空间面积，比如将机房、超市、储藏室等都布局在地下，这样可以提升建筑物的内部空间使用率。另外，居住用房可以考虑设计全开放式的客厅、厨房，这样在提升居住房屋的使用空间的同时，内部通风和采光效果也得到了提升。除此之外，还可以考虑采取并列式或平行式的物件布局方式，提升内部空间的使用效率。

4.2 建筑材料的节能设计

4.2.1 屋面的节能设计。屋面的节能设计是建筑物整体节能设计非常重要的一个环节。以往开展的屋面节能设计，通常是在屋面上安装一层保温层。而采用的施工材料多为吸水性能差的防水材料，起到防渗漏的作用。这种保温材料因其密度小、设计简单，从而得到广泛使用，但是这种材料也存在弊端。保温层材料的质量受其厚度制约，材料保温效果好，则其厚度就越大，耗费成本就越多。但是采用屋面绿化的节能设计方式，通过绿化起到降低热岛效应，实现屋面隔热保温的作用，从而不仅解决了居民的保温要求，还能够增加城市绿化面积，降低建筑成本开支。

4.2.2 外门窗节能设计。在建筑能耗耗损中，外门窗属于能耗损失最多的位置，在整体能耗散失中占据了很大的比例。因此，设计人员在进行该部位设计时，需要在确保外门窗的功能基础上，较大程度地降低外门窗的开口面积，以达到降低能耗的效果。由于目前并未设置统一的外门窗节能材料选择标准，所以设计人员需要结合建筑物当地气候情况确定适宜的建筑材料。例如，北方气候偏冷，外门窗材料选择时多采用塑钢材料门窗，这种材料能够规避金属窗的冷桥现象发生。如果建筑物位于四季气候较为显著的地区，那么在选择材料时，多推荐使用镀膜玻璃和中空玻璃，这两种材料能够适应四季冷热交替的气候条件。总体来说，设计人员在进行外门窗节能设计过程中，需要综合多种因素考虑，选择适宜的外门窗材料进行建筑设计，既能满足居住使用需求，也起到节能环保的目的[4]。

4.2.3 围护结构的节能设计。由于建筑围护结构直接关系到建筑物的保温效果，因此设计人员在进行节能设计时需要关注围护结构的设计。建筑围护结构对建筑物墙体的隔热保温效果起着决定性作用，直接关系到节能设计的实施效果。因此，在开展外围机构的节能设计时，需要科学合理地选择保温技术以及所使用的节能材料。通常情况下，目前采取的墙体保温节能技术多是外墙保温技术，分为外墙外保温、外墙内保温和外墙自保温三类技术类型。另外，在墙体的材料选择方面通常也是使用具备吸热性能的材料，保温材料的技术更新需要设计人员实时关注。由此可以看出，墙外保温节能技术是一项非常重要的节能技术。

4.3 合理使用再生资源和新能源

节能设计的核心是科学合理地运用新能源和可再生资源，实现建筑物节能环保的效果。因此，设计人员需要结合建筑物所在地的自然环境情况，将可以使用的资源充分运用到建筑设计中去，不仅需要将普遍使用的太阳能、风能等充分利用起来，还需要考虑其他的节能资源，如潮汐能等等。新能源是建筑节能设计中至关重要的构成内容，太阳能和风能当前已普遍应用于建筑中。例如，太阳能可以提供加热供暖，建筑内的洗浴热水供应大部分都是由太阳能提供的。而风可以代替煤炭用于电力供应，从而起到节省资源保护环境的作用。另外，一些新能源也已经用于建筑节能设计中。作为绿色环保的新型能源，一方面可以降低建筑内部的污染程度，从而有利于维护居民的身体健康，另一方面新能源的投入使用，一定程度上缓解了可再生资源的供应紧张状况，从而推动了节能设计在建筑设计中的使用开展，也进一步提高了人们的环保节能意识。通过在建筑设计过程中引入可再生资源和新能源，也为居民创造了节能环保的舒适居住环境。

4.4 合理使用水资源和冷暖资源

在人们日常生活中使用到的诸多资源里，水资源是十分关键的一项资源。因此，在进行建筑设计过程中，设计人员需用针对水资源进行科学合理的节能设计，尽可能减少水资源的浪费。例如，设计人员可以在进行节能设计时，将污水回收系统融入建筑设计里，将生活污水、废水统一收集起来，采取污水净化措施，从而实现污水废水再利用。除此之外，设计人员还可以考虑增加人工湿地的设计，将生活污水排放到人工湿地，不仅解决了污水处理问题，也为城市增加了一片绿植，保护了当地的生态环境。设计人员在充分利用水资源的同时，还需要综合考虑冷暖资源的科学合理使用。由于现在居民大多采取冷暖空调进行温度调节，通常是白天晚上都在使用空调，这在一定程度上造成了电能资源的耗费。所以，设计人员可以在进行节能设计时，将建筑智能化使用引入到设计方案中，实现智能化控制建筑内部问题，保持室温稳定在适宜温度状态[5]。

5 结束语

由以上分析可知，目前在建筑节能设计实际开展过程中，仍然存在一些制约节能设计实施的影响方面。因此，设计人员在开展建筑节能设计过程中，需要综合建筑物所在地的气候、环境、人文风俗习惯等多方面进行考虑分析，安排好节能环保需求的建筑材料、建筑布局设计以及可再生资源、新能源等的利用，在实际运用中真正实现节能环保。