基于节能现状的几点节能设计措施研究

关键词：建筑节能；现状；墙体；屋面；门窗 

　　一、我国建筑节能的现状 

　　我国城市化的快速的发展势必会带动建筑业的发展，城市房屋大量增加，造成建材及能源的大量耗费，特别是建筑物的采暖设备和空调都耗费巨大的能源。目前在建筑方面的总耗能已经占据全国总消耗的45%，因此，建筑节能必须立刻实行，这将有利于以后经济的发展。 

　　二、整体及外部环境的节能设计 

　　建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周边气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能降耗的目的。 

　　（一）合理选址 

　　建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。 

　　（二）合理的外部环境设计 

　　在建筑位置确定之后，应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求，应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境，创造建筑节能的有利环境，主要方法为：（1）在建筑周围合理布置树木、植被，既可有效地遮挡风沙、净化空气，还能遮阳、降噪，从而减少空调能耗；（2）创造人工自然环境，如在建筑附近设置水面，利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。 

　　三、建筑体型、朝向、间距节能设计 

　　（一）建筑体型节能设计 

　　在建筑设计中，要适当控制建筑体型系数，减少建筑面宽。加大进深或增加组合体，增加建筑物的层数，选用长条型建筑外形等，而形体复杂、凹凸面过多的塔式建筑对节能不利。建筑体型系数建筑物的体型是否规整及建筑的体量大小有关。在建筑设计中，应注意最低耗能体型的选择，当各面的平均有效传热系数不同时，传热系数相对较小的面具有相应较大面积的体型是最佳体型；而当各面的平均传热系数相同时，体型系数最小的体型是最佳体型。 

　　（二）建筑朝向节能设计 

　　建筑物的朝向对于建筑节能有很大的影响。当建筑物为南北朝向时，耗能较少。近年来，设计实践中的一种现象是越来越多的出现偏轴方位的建筑朝向，这种做法，可在活跃建筑群体、节约用地、处理建筑外形等方面带来一些益处。但从长远角度看，我们还是要强调正南朝向（包括南偏东、偏西l 5°以内朝向）的节能意义。因此，从节能的角度出发，如总平面布置允许自由考虑建筑物的形状和朝向，则应首先选长方形，朝向尽可能大体朝南。在确定朝向时，另一个必须注意的问题是要处理好建筑朝向与季风风向的关系。在南方炎热地区，建筑的朝向宜与夏季主导风向入射角保持在30°―60°的范围内。 

　　（三）建筑间距节能设计 

　　较大的建筑间距可以使建筑物有充分的日照时间和良好的日照质量，对建筑节能非常有利。从节约土地的角度出发，希望建筑间距越小越好。在总平面设计时，合理布置建筑物，使其达到有良好日照和较小间距的最优组合。在建筑单体设计中，可以采用退层处理、降低层高等方法。 

　　四、单体的节能设计 

　　单体的节能设计，主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计，以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等，来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件，以达到节能和改善室内微气候环境的效果。 

　　（一）墙体节能设计 

　　墙体是住宅建筑外围护构造的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国住宅小区一般由减力墙结构组成，故大力推广保温隔热性能较好的烧结多孔砖和加气混凝土砌块以及复合墙体技术是实现节能设计的重要措施，因为使用此种保温材料能够有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等，而产生“断桥”作用，达到预期的节能降耗效果。 

　　（二）居住建筑屋面的节能设计 

　　在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是接受太阳直射时间最长的部位，因此受辐射得热也是最多的，相当于东西向墙体的2～3倍，所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料（如膨胀型泡沫聚苯板）。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上，可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。 

　　另外，利用屋顶种植花卉、灌木（如彩叶草、麦冬草等）形成生态型屋面，既可阻挡热源，减少温室气体的排放，达到保温隔热，又可美化环境，改善城市气候，做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜，可起到滞阻水的作用，有利于屋面的防水，而且土壤导热系数小，有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动，有利于屋面的保温隔热。同时，在屋面蓄水，形成蓄水型屋面，也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热，从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。此外，采用平坡屋顶结合的构造形式，在屋面保温隔热层上做架空层，通过空气流通来散热也是个不错的办法。 

　　（三）居住建筑门窗的节能设计 

　　外门窗是耗热的重要渠道，它既是太阳辐射的得热部件，又是主要的失热部件，传热系数约为墙体的3～4倍，是节能的重点部位，所以合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。外墙门窗设计除满足自然通风外，设计中应该强调东西南北开窗有别，不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面，应尽量减少开窗面积。设计选用的外门窗（包括阳台门）应有良好的气密性，外门窗框与门窗洞口之间的缝隙，应采用聚氨酯等高效保温材料填实，并用密封膏嵌缝。选用好的窗型（如平开窗气密性相对较好），门窗配件，提高窗框的隔热性能（如采用塑料型材、铝合金断热型材等），减少窗框的外露面积，采用保温隔热性能好的玻璃（如中空玻璃、镀膜玻璃等）。根据国内外大量应用经验证实，采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光，通常也是建筑自然通风的渠道。所以，外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位，引进自然风，增加夏季的渗透通风。但同时，外门窗的设计应减少冬季寒风的渗透，有利于室内保温，改善生活环境的舒适度。 

　　五、新技术推广 

　　（一）推广水资源的循环利用技术 

　　雨水的收集、沉淀、再利用系统在德国已经开始进入实际应用阶段，而在我国雨水的利用几乎是空白，我们只是考虑怎样将其从建筑及周围场地中排走。让人高兴地是我们现在愈来愈多新建的住宅、写字楼已经安装了中水系统，老百姓也对中水的使用越来越认可。中水完全可以胜任如清洁地板、浇灌小区绿地之类的使用需要。 

　　（二）降低夏季空调能耗 

　　夏季室内外温差较小，根据人们在非寒冷季节通风换气的生活习惯，窗的开启面积要适当，保证卫生需求，应不低于1.0次/h。当室外温度低于室内温度时，应该主要依靠通风换气排除室内产热能和进人的太阳辐射热。试验表明，增大通风换气次数对降低夏季空调能耗效果明显，而且达到1.0次/h通风换气并不困难，只要建筑平面布局合理，窗的开启面积适当，是完全可以满足的。 

　　（三）采用环保节能材料 

　　纳米技术在节能建筑的应用中有着重大的作用，纳米透明隔热涂料就是最近的一种节能新材料。纳米透明隔热涂料能够使玻璃具有高度的透光性，同时又具备良好的隔热效果。在各类玻璃上涂上这种纳米涂料，能减少65%以上的太阳辐射，从而有效降低4～7℃的室内温，而纳米涂料又能让玻璃的透光率保持在70%以上，达到了空调节能的效果。在寒冷的冬季，这种纳米涂膜的金属膜可以透过可视光，室内的暖气截留大约在90%，实现了保暖和节能的双重要求。 

　　结术语：高层建筑可以协调城市人口与空间的问题，绿色建筑可以使人们居住的更加舒适、健康还可以保护环境、降低能耗。而随着现代城市的发展和规划，这些已经成为城市规划的重点，所以要想更好的规划城市的发展，高层建筑和绿色建筑设计的重要性已经不言而喻。希望在我们的共同努力下，让建筑成为城市的标志、让高层和绿色成为建筑的特色、让我们对建筑和城市更加的热爱与期待。 

　　参考文献： 

　　[1] 吴向阳.绿色建筑设计的两种方式[J].建筑学报.2007（09） 

　　[2] 牛、李东寅.绿色建筑设计管理分析与研究[J].价值工程.2011（07） 

　　[3] 《建筑节能工程设计》李继业等，化学工业出版社