唐懷全

摘要：伴隨著近年來建筑節(jié)能的大力發(fā)展，如何在建筑設計中做好建筑的節(jié)能設計已經(jīng)成為建筑設計的一個重要方面，將節(jié)能技術(shù)在建筑中進行合理的運用，不但能減少建筑能耗，還能提升建筑的使用舒適度。本文首先分析了節(jié)能設計在建筑設計中的重要性，隨后對建筑設計中的節(jié)能設計進行了介紹，并著重說明了節(jié)能技術(shù)在建筑設計中的具體應用。

關鍵詞：建筑設計：節(jié)能建筑：運用

前言

隨著經(jīng)濟收入的增長和生活質(zhì)量的提高，建筑消費的重點轉(zhuǎn)向室內(nèi)生活的舒適性，因此，為保證室內(nèi)空氣品質(zhì)所需的能耗（通風、熱水供應、采暖、空調(diào)）將會迅速上升。這種情況導致了建筑能耗的不斷增大。據(jù)統(tǒng)計，近年來我國的建筑能耗均占到全國總能耗的30%以上。如何解決這種建筑能耗超額消耗的問題呢？這就要求在建設中切實做好建筑的節(jié)能設計，以節(jié)約能源，保證我國經(jīng)濟能源的可持續(xù)發(fā)展。

1 建筑設計中節(jié)能設計的重要性

從目前全球的能源消耗情況來看，煤炭、石油以及天然氣等資源的使用越來越高，也變得越來越匱乏，我國同樣也不例外，正面臨能源緊缺的問題。我國目前正處于建設鼎盛期，每年建成的房屋面積高達20億平方米，而很大一部分是高能耗建筑。因此，如果現(xiàn)在不注重建筑的節(jié)能設計，將直接加劇能源危機。建筑的高能耗問題，已經(jīng)引起中國建設主管部門的重視，批準和實施了相關的建筑節(jié)能設計標準。設計師應該以此為標準，對建筑進行節(jié)能設計，以降低建筑能耗，促進我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。另一方面，節(jié)能建筑的使用不僅僅能夠節(jié)約能源，還能夠提升建筑的舒適程度。

2 建筑設計中的節(jié)能設計

2.1 建筑總體規(guī)劃與節(jié)能設計

在總體規(guī)劃的設計階段，首先要考慮建筑物所在地的氣候待征，充分利用自然資源，根據(jù)本地的氣候和其他自然特點，因地制宜，做好建筑節(jié)能。例如合肥就屬于典型的夏熱冬冷地區(qū)，其氣候特征主要表現(xiàn)為夏季悶熱、冬季濕冷。在建筑的節(jié)能設計中，設計師應該考慮好這些因素，然后加以克服和利用，重點把握好以下設計內(nèi)容：

（1）考慮好空氣流動和太陽輻射對建筑設計的影響。在設計期間主要通過增強建筑的自然通風效果和降低太陽輻射兩個方面來實現(xiàn)節(jié)能。在建筑規(guī)劃中，把建筑朝向、建筑間距以及建筑的相互組合排列的關系作為節(jié)能的重點內(nèi)容進行設計。建筑朝向問題是設計首先考慮的問題，例如合肥市的建筑物盡量采用南北朝向布置。以迎合當?shù)叵募镜闹鲗эL，利于自然通風，增加室內(nèi)換氣和減少太陽的輻射，提高居住的舒適度。同時還可以節(jié)省夏季空調(diào)及冬季建筑保溫所需的能耗。在設計過程中對當?shù)匾?guī)劃部門的日照間距要求要嚴格執(zhí)行，在此基礎上可以考慮適當?shù)財U大。找到既能滿足日照間距又能節(jié)約土地的最佳平衡點，實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能設計的最終目標。另外還要考慮建筑群的整體節(jié)能效果，重點做好居住區(qū)內(nèi)的自然通風設計。首先確保居住區(qū)“風道”的形成及暢通，使建筑群內(nèi)的內(nèi)部有良好的空氣流通。

（2）注重按夏季盛行風向排列建筑物的主要朝向，遵循南小北大、南低北高的原則，使建筑群內(nèi)能夠充分利用自然風，在夏季時候每棟樓都能夠迎合東南風、引導自然風穿越，冬季又能阻擋寒冷的西北風，使建筑物隔熱保暖效果好，能夠節(jié)約溫控的能耗問題。

2.2 建筑單體設計與節(jié)能設計

在建筑單體的設計階段，建筑師要在建筑體形系數(shù)的控制、外窗的窗墻比控制、外窗材料的選擇、外維護結(jié)構(gòu)墻體材料、外維護結(jié)構(gòu)墻體保溫材料及屋面保溫材料的選取、遮陽設施設計等方面重點考慮。

（1）建筑體形系數(shù)的控制。在建筑設計中，建筑體型的設計非常重要，應控制建筑物的體形系數(shù)不超過建筑節(jié)能設計標準的規(guī)定。即盡量減少外墻的凸凹面和架空樓板，外墻上盡量不設置凸（飄）窗。適當?shù)臏p小建筑體型能夠明顯減少建筑的冷熱能耗，但是體形系數(shù)太小又容易導致房屋通透性不好，不利于利用自然能源。因此在房屋通透性設計時，應當將建筑體型因素與房屋通透性有效地結(jié)合在一起，將體型系數(shù)控制在一個臨界點之內(nèi)，在房屋能夠有良好采光的基礎上盡量做到減小建筑體型，達到最大的節(jié)能效果。

（2）外窗的窗墻比控制。窗墻比指的是窗戶大小與墻面大小之間的比例，科學合理的設計窗墻比非常重要，如果窗墻比過大就會不利于房屋的節(jié)能，因此對窗墻比進行科學合理的設計在建筑節(jié)能設計中具有重要意義。對于一般建筑物而言，在圍護結(jié)構(gòu)中外窗的傳熱系數(shù)要比外墻的傳熱系數(shù)大，因此，在能夠保證建筑內(nèi)部采光的條件下，需要適當?shù)販p少窗戶面積，這樣有利于減少熱量的損失，也就是說外窗的面積與外墻面積之比一窗墻面積比越小，熱量損耗就越小。窗墻面積比北面不宜超過0.25，東西面不宜超過0.3，南向不宜超過0.35。

（3）外窗材料的選擇。外窗的材料對于建筑外圍圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能十分重要，窗戶是改善建筑熱環(huán)境、降低能耗的關鍵，因此在外窗的選擇上需要首先考慮節(jié)能環(huán)保的材料，斷熱鋁合金LOW-E中空玻璃窗是在原鋁合金窗基礎上為了提高窗的保溫性能而推出的改進型。斷熱鋁合金LOW-E中空玻璃窗的框料斷熱鋁合金是利用PA66尼龍將室內(nèi)外兩層鋁合金既隔開又緊密連接成一個整體，構(gòu)成一種新的隔熱型的鋁型材，其隔熱性優(yōu)越，徹底解決了鋁合金傳導散熱快、不符合節(jié)能要求的問題，LOW-E中空玻璃是既有隔音，又有集熱與隔熱功能的優(yōu)質(zhì)材料，其構(gòu)造為內(nèi)外各兩層鋼化玻璃，中間層是以氮氣、氬氣為主的空氣層，能夠有效保證熱量的流失速度，且對太陽光有較好的吸收作用，特別是對紫外線光與紅外線光，在光源通過中間氮氬保護層時，熱量衰減能夠減少高達百分之四十左右，這就使得建筑內(nèi)部熱量散失緩慢，同時對太陽光進行有效利用，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標。在工程實踐中表明，斷熱鋁合金LOW-E中空玻璃窗是非常節(jié)能的新型材料。

（4）外維護結(jié)構(gòu)墻體材料。在建筑材料的選擇上也需要盡量選擇高效節(jié)能材料，例如：煤矸石空心磚、蒸壓加氣混凝土砌塊、燒結(jié)多空磚等。這些新型墻體材料同比傳統(tǒng)材料有著更加節(jié)能、輕質(zhì)等優(yōu)點，我們設計師要根據(jù)其優(yōu)缺點，合理的選用，例如蒸壓加氣混凝土砌塊的導熱系數(shù)為0.18w/（m.K），煤矸石空心磚的導熱系數(shù)為0.58W/（m.K），前者的節(jié)能效果明顯優(yōu)于后者，但是其吸水率高，容易造成墻體開裂，且施工工藝同比煤矸石空心磚較為復雜、嚴格，這就要求設計師根據(jù)建筑的節(jié)能要求，綜合考慮。

（5）外維護結(jié)構(gòu)墻體保溫。外墻保溫分為外保溫及內(nèi)保溫，外墻內(nèi)保溫是在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)加做保溫層，內(nèi)保溫層會減少建筑的使用面積，且內(nèi)保溫容易因室內(nèi)裝修、懸掛物體等破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。另外，內(nèi)保溫的熱橋問題不易解決，冬季室內(nèi)容易結(jié)露。所以，內(nèi)保溫很少設計，僅作為外保溫不能滿足要求下的補充措施。外墻外保溫即保溫材料在墻體的外側(cè)，是目前大力推廣的一種建筑保溫技術(shù)。常用的外保溫材料有巖棉板、勻質(zhì)改性防火保溫板、泡沫玻璃保溫板、膨脹珍珠巖保溫板等。外保溫與內(nèi)保溫相比，技術(shù)更加合理，有著非常明顯的優(yōu)越性。外保溫的保溫材料在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，有效地減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋問題，增加了建筑的有效利用空間，對于建筑的外墻也有著很好的保護作用。對于外墻保溫材料，盡量選擇工廠加工的材料，更容易控制材料的質(zhì)量，設計師同時結(jié)合材料的保溫性能、施工工藝等特點來擇優(yōu)選擇。

（6）屋面保溫材料的選取。據(jù)相關數(shù)據(jù)表明，通過屋面損失的熱量占房屋建筑總能耗的7%左右，由此可見，對屋面進行節(jié)能處理也是非常有必要的，做好屋面的保溫工作，對建筑節(jié)能有明顯的效果，還能夠提高房屋舒適程度，對改善頂層熱環(huán)境有重要的意義。目前屋頂用到的節(jié)能材料主要是擠塑聚苯板、加氣混凝土條板、珍珠巖板等等。屋頂保溫層不宜選用密度較大、導熱系數(shù)較高的保溫材料，以防止屋頂?shù)闹亓?、厚度過大。保溫層也不適宜選用吸水率高的保溫材料，以避免保溫層大量吸水，而降低保溫效果，同時，還要根據(jù)屋面是否上人選擇合適強度的保溫材料。

（7）遮陽設施設計。門窗的散熱量占房屋總耗能的比例非常高，據(jù)有關部門統(tǒng)計，門窗的散熱量占房屋總耗能高達40%，門窗面積在建筑中占據(jù)的比例又很大，這就需要設計遮陽設施，遮陽設施是外窗的配套設施，這對于調(diào)節(jié)日照具有十分重要的作用。遮陽方式分玻璃外遮陽和自遮陽兩種：玻璃外遮陽包括在玻璃窗外側(cè)安裝遮陽百頁窗及遮陽挑板等。外遮陽施工簡單，在很多地方都被廣泛使用。玻璃自遮陽就是降低玻璃的透射率，目前被廣泛使用的自遮陽玻璃就是鍍膜玻璃、著色玻璃等，在節(jié)能上也有著良好的效果。

3 結(jié)語

從我國目前的建筑行業(yè)現(xiàn)狀來看，建筑的能源高消耗問題對中國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了非常大的影響，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑工程節(jié)能設計與施工技術(shù)也在不斷地向前發(fā)展，建筑師應該與時俱進，積極的探索和應用各種新型節(jié)能材料與新技術(shù)，在保證建筑質(zhì)量的基礎上確保建筑高效節(jié)能、低碳環(huán)保、健康舒適。