浅谈建筑物设计中的节能问题
关键词: 建筑物设计,建筑物节能,节能设计
一、建筑物节能的重要性
当前，世界范围内的煤炭、石油、天然气三种传统能源正日趋枯竭，人类在以后将不得不转向开发成本较高的水利、生物能、风力、地热、太阳能以及核能，而我国在能源方面面临的问题更严重。我国的能源发展主要有四大问题：①人均能源拥有量和储备量较低;②能源结构以煤炭为主，约占75%。全国年煤炭消耗量已超过1 3亿吨;③能源资源地区分布不均，主要表现为经济发达地区的能源短缺与农村商业能源的供应不足，由此造成西气东送、北煤南运和西电东送;④能源的利用效率较低，能源终端利用率仅为33%，这比发达国家要低1 0%。同时，随着城市建设高速发展，我国建筑物能耗正逐年大幅度上升，已达到全社会能源消耗的32%，再加上每年的房屋建筑物材料能耗约1 3%，现在建筑物总能耗已经达到了全国能源消耗总量的45%。当前我国建筑物面积约为400亿m2，其中绝大部分是高能耗建筑物，并且每年新建的建筑物近20亿m2， 95%以上仍然是高能耗的建筑物。如果我国继续实行节能水平比较低的设计标准，将会留下很沉重的能耗负担与治理困难。因此建筑物行业的全面节能是势在必行。全面的建筑物节能将有利于促进能源资源的节约与合理利用，并缓解我国能源资源供应和经济社会发展之间的矛盾;有利于循环经济的发展，实现经济社会可持续发展;有利于保护环境、保障国家的能源安全、提高人民群众的生活质量和科学发展观的贯彻落实。
三、在建筑物设计中贯彻建筑物节能
1.整体和外部环境的节能设计
建筑物整体和外部环境的设计是在综合分析建筑物周围的气候环境后，通过选址、规划以及外部环境与体型的朝向等设计，使建筑物能够获得一个较为良好的外部微气候环境，来实现节能降耗。
(1)合理的选址
建筑物的选址主要是由当地的土质、气候、地形、水质和周围环境条件等综合状况来确定。在建筑物设计中，不仅要使建筑物在整个生命周期中保持较为适宜的微气候环境，以为建筑物节能来创造条件，还要不破坏整体环境的平衡。
(2)合理的外部环境设计
在确定建筑物位址之后，应当研究其微气候特征。依据建筑物功能需求，应该通过外部环境设计来改善微气候环境，并创造建筑物节能的环境，主要方法包括:①在建筑物的周围合理布置植被和树木，既可以有效地净化空气、遮挡风沙，还能降噪、遮阳，减少空调能耗;②创造人工的自然环境，例如在建筑物的附近建造水面，利用水平衡环境温度、减少风沙和收集雨水等。
(3)合理的体型设计和规划
合理的体型设计和建筑物规划能有效适应恶劣的微气候环境。包括对建筑物体型、建筑物整体体量和建筑物日照、建筑物形体组合和朝向等方面的确定。对沿海湿热的地区，引入自然通风能有效的实现节能，在规划布局方面，可以通过建筑物背阴面和向阳面形成不同气压，即便在风也能形成通风，在建筑物体型的设计上形成风洞，使自然风在里面回旋得到很好的通风效果，以此达到节能的目的。朝向和日照选择的原则是冬季获得足够的日照同时避开主导风向，夏季利用自然通风同时防止太阳辐射。但建筑物的方位、朝向和建筑物总平面的设计应该考虑多种因素，建筑物受地形、社会历史文化、道路、城市规划、环境等条件制约，要想让建筑物物的朝向均能满足夏季防热与冬季保温是比较困难的。因此，只能权衡各个因素，找一个平衡点，选择这一地区建筑物最佳朝向与较好朝向，应尽量避免东西向太阳晒。
2.单体节能设计
单体节能设计，主要通过对建筑物物各部分节能构造设计、建筑物内部的空间合理分隔设计，和一些新型建筑物物节能材料与设备的设计和选择等，更好的利用建筑物物外部的气候环境条件，来达到节能以及改善室内微气候环境的目的。
(1)建筑物各部位节能构造设计
建筑物各部位节能构造设计，除了满足其作为建筑物基本组成部分的要求外，通过对建筑物的各部位(楼板、屋顶、门窗、墙体、梁柱等)的结构、造型、材料等方面进一步优化设计，充分的利用建筑物材料自身特性，减少能耗并改善室内的微气候环境，达到节能的效果。具体讲有以下四个方面：
1)屋顶的节能设计。屋顶是建筑物和室外大气接触的重要部分，也是建筑物室内和外部空间发生能量交换，造成室内的能量损失的重要部位之一。通常我们主要采取以下几种节能措施:①屋面设保温层;②采用坡屋顶;③根据不同地区的需要，设置保温隔热屋面，包括蓄水屋面、架空隔热屋面、种植屋面等。
2)楼板的节能设计。主要是利用楼板结构的中空空间，及对房间顶板吊顶造型设计利用。例如将循环水管布置在预制楼板的中空孔内或者现浇板面上，这样，夏季可利用冷水循环来降低室内温度，冬季则利用热水循环来取暖。
3)建筑物外围墙体的节能设计。墙体是建筑物的室内和外部空间接触面积大，容易造成室内的能量损失的部位。墙体的节能设计，除适应不同地区独特的气候条件，做好墙体保温、隔热、防潮等措施外，还要体现在改善微气候环境的特殊构造上，例如被动式太阳房内各种蓄热墙体例如水墙设计、寒冷地区夹心墙体设计和国外采用较多的导风墙体设计。
4) 建筑物围护结构细部的节能设计。建筑物围护结构细部的节能设计对建筑物的整体节能也是非常重要的，应从以下几个各部位着手:①热桥部位应当采取可靠的保温和“断桥”措施，热桥部位主要是指建筑外的维护结构中传递热量较快的钢筋混凝土柱、梁、架空楼板等部位;②外墙出挑构件和附墙部件，如雨罩、阳台、靠外墙阳台栏板、附壁柱、空调室外机搁板、凸窗和装饰线等均应当采取保温和隔断热桥措施;③窗口外侧的四周墙面应当进行保温处理;④门、窗框和墙体之间的缝隙，应当采用高效保温材料来填堵;⑤门、窗框四周和抹灰层之间的缝隙，应采用保温材料与嵌缝密封膏密封，以避免不同材料的界面开裂，影响门、窗热工性能;⑥使用全玻璃幕墙时，隔墙和楼板或梁与幕墙间的间隙，应当填充保温材料。
3.建筑物节能材料的选用
合理的选用建筑物节能材料是全面实现建筑物节能的一个重要方面。建筑物材料的选择应当遵循经济、健康、高效和节能的原则。一方面，随着科技发展，大量新型高效材料不断被研制出来并且应用到建筑物设计中，起到了很好的节能作用。如新型的保温材料、防水材料在屋面、墙体构造中的应用，起到了很好的保温防潮的效果;新型的隔热玻璃与框体材料在建筑物外门窗中的应用，起到了很好的隔热降耗效果;使用可调节铝材遮阳板，达到了遮阳的目的。而另一方面，应结合当地实际情况，发掘一些地方性节能材料，以更好地应用在建筑物节能中。
5.结语
我国的建筑能耗占据着能源总消耗量的很大一部分，建筑行业的节能势在必行。而建筑设计是很重要的一个环节。建筑设计应当结合当地的实际条件例如气候条件和地理环境，按照国家节能政策与节能标准的规定，从传统民居中吸收营养，充分利用地方材料，从建筑物的整体与外部环境、建筑物单体设计、围护结构的整体以及细部构造设计等方面入手，进行全方位的节能设计。
参考文献：
[1] 柳孝图.建筑物理.中国建筑工业出版社，2000.
[2] 房志勇.建筑节能技术.中国建材工业出版社，1998.
[3] 项端祈.实用建筑学.中国建筑工业出版社，1992.
