论文部分内容阅读
摘要：建筑节能技术可以在对建筑物的特性进行全面模拟和分析的基础上,对建筑的能量消耗、室内物理环境、建筑材料的选用、保温设计、环境设计、采光、日照、遮阳、噪声与污染、绿化、空调与通风系统等诸多方面进行分析,模拟出结果,然后将该结果用于设计中。本文阐述了建筑节能设计原则，探讨了建筑节能设计方法措施。
关键词：建筑；节能；设计；方法；措施
中图分类号：S210.4文献标识码： A 文章编号：
我国建筑能耗约占全国社会总能耗的40％，并呈继续上升趋势。但在城乡建设过程中，由于节能意识不强，执行标准不力，我国建筑能耗高、利用率低的问题十分突出，建筑节能工作整体水平比较低，因此，开展建筑节能已是一项刻不容缓的工作。
一、建筑节能设计原则
1、在建筑的规划中，一般根据夏季主导风向进行规划，采用合理的布局、间距和适当的建筑体形以及路网的合理布局、绿化的分布等等，这些都会影响建筑的日照和通风，影响建筑的能耗。
2、在建筑单体节能设计实践中，对夏热冬冷、寒冷和严寒地区，通常采用增加房屋进深、控制其体形系数的办法来减少建筑外表面与室外空气的接触，减少散热、降低建筑物采暖能耗。
3、在建筑构造设计和施工中，通过采用外保温技术进行保温隔热的外墙节能设计; 通过阻断热桥的方式达到保温节能的效果; 通过采用高效保温隔热屋面或者不同的屋面形式进行屋顶的节能设计; 通过提高门窗的气密性，采用适当的窗墙面积比、加窗玻璃层数，采用百叶窗等措施来提高门窗的保温隔热性能; 通过建筑遮阳设施的设计降低太阳辐射过热和眩光，从而改善室内环境气候，提高室内热舒适性和视觉舒适性，最终达到节能目的。
二、建筑节能的设计方法措施
1、建筑整体的节能设计
（1）建筑选址
节能建筑对基地有选址性，不是任何位置、任何微气候条件下均可诞生合理的节能建筑。建筑基地条件主要是从满足建筑冬季采暖和夏季致凉两个工况要求来进行研究和讨论的。建筑选址时应满足以下三个原则即向阳原则-采暖目的；通风原则-致凉目的；减少能量需求原则-综合目的。尊重气候条件，使未来建筑避免一些外来因素干扰而增加冷（热）负荷，尽量少受自然的“不良”干扰，并通过设计、改造，以降低建筑对能量的需求。
（2）建筑物平面形式
设计者应尽量使建筑物的平面形式平整、简洁，应权衡利弊，兼顾不同类型的建筑造型，尽可能的减少房间的外围护面积，使体形不要太复杂，凹凸面不要太多，避免因体形复杂和凹凸过多形成外墙面积大而提高体形系数。常见的建筑物平面形式有长方形、正方形、L型、U形等四种。设计者还需综合考虑本地区气候条件、冬、夏季太阳辐射强度、风环境、围护结构构造形式等各方面因素。
（3）建筑物面宽与幢深
仅从冬季得热最多的角度考虑，应尽量增大南向得热面积，往往要求栋深小，即建筑的长宽比大。但如建筑朝向偏离正南方向，长宽比对日辐射得热的影响就逐渐减少。据资料表明对正南朝向建筑长宽比为5∶1 时，其各向墙面的辐射总得热量为正方形的1.87 倍。但随着朝向的改变，这个比例也就逐渐减少。至偏东或偏西45°时成为1.56倍。至偏东（西）67.5°时，各种长宽比体型的得热已相差不多，至东西向时，正方形的得热还比长方形得热稍多，显然，由于各朝向日辐射得热的变化给最优体型选择增加了复杂性。最优节能体型是以各面外围护结构传热特性的比例关系为准的，只有当建筑各面的有效传热系数相等时，则正方形为最优体型。但在具体建筑设计中，还应综合考虑体型系数及建筑各面的平均有效传热系数，平均有效传热系数大的一面，其面积应相对较小，平均有效传热系数小的一面，其面积应相对较大。据资料表明，加大栋深由8m 增大到14m，可建筑耗热指标降低11%～33%，因此，对于1000m2～8000m2的南向住宅建筑栋深设计为12m～14m，对建筑节能是比较适宜的。
（4）建筑物层数
加多层数一般可加大体量，降低耗热指标。当建筑面积在2000m2以下时，层数以3～5 层为宜；当建筑面积为3000m2～5000m2时，层数以5～6 层为宜，当建筑面积为5000m2～8000m2 时，层数以6～8 层为宜。
（5）室外风环境设计
完善意义上的节能建筑在满足冬季采暖要求同时必须兼顾夏季致凉问题，即尽量不用常规能源消耗而利用自然提供的条件达到室内创造凉爽目的的方法。建筑致凉最合理的方法是争取良好通风，即利用夜间凉爽的通风使室内热惰性材料降温，致使白天时散失“凉气”而降温，因此建筑规划设计时选择基地环境条件应不影响夏季主导风吹响未来建筑，并考虑冬季主导风尽量少地影响建筑；运用植被、构筑物等永久地貌对导风的作用；对一些基地内的物质因素加以组织、利用，以最简洁、最廉价的方式改造室外环境，以创造良好的风环境，为建筑内部通风提供条件。
（6）绿化环境设计。绿化对建筑的节能起着十分重要的作用，它可以调节改善气温、调节碳氧平衡，减少温室效应，减轻城市的大气污染，降低噪音，遮阳隔热，可以有效地改善居住区的外部微气候以及建筑室内热环境，降低建筑能耗。小区绿化要综合考虑绿化率、人均公共绿化率、植被的生态效应等诸多因素。
2、围护结构是建筑节能的重点
建筑的围护结构包括屋面、墙体（包括金属、石材等非透明的幕墙）和门窗（包括玻璃幕墙）。建筑师应根据建筑的功能和美观要求，综合考虑经济因素，采取有效的手段，满足建筑节能的要求。不同的围护结构性能不同，达到相应的要求所付出的代价也不一样。对于高层建筑，屋面所占的比例很小，围护结构应主要着眼于墙体和门窗。而墙体和外窗中，墙体达到较高的性能比较容易，窗户则是薄弱环节。所以，建筑的开窗面积一般不可过大，过大则使得窗户的设计非常困难。对于采用建筑幕墙的建筑而言，玻璃幕墙要达到比较好的保温性能或隔热性能是比较困难的，而金属幕墙、石材幕墙等非透明幕墙则只要在幕墙面板后面加设保温层就很容易满足保温隔热要求。再如，对于大跨度的建筑，屋面所占比例较大，屋面保温的节能效果是比较好的，而且造价也相应比较低，玻璃幕墙或窗户要达到同样的性能则非常困难。所以，建筑设计时应该考虑到各个方面技术的可行性，经济的合理性，进行综合衡量，优化选择。
建筑的围护结构是整体建筑节能的一部分，建筑外窗或幕墙又是围护结构的一部分，所以建筑设计时应该进行综合衡量，对各个部分围护结构的各项性能指标提出明确的要求，而不能将整个围护结构的节能设计交给门窗、幕墙企业，因为这样做不利于围护结构设计的经济与合理。
3、选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面, 随着科技的发展, 大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去, 更好地起到节能效果。如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用, 达到了更好的保温防潮效果; 新型透光隔热玻璃在门窗中的应用, 起到了更好的透光隔热效果; 采用可调节的铝材遮阳板, 达到遮阳的目的。另一方面, 要结合当地的实际情况, 发掘出一些地方节能材料, 更好地應用到建筑节能中去。
综上所述，在建筑工程设计中全面推行建筑节能有利于我国的能源资源节约和合理利用，缓解我国的能源紧张，有利于我国经济社会的可持续发展，更有利于保障我国的国家能源安全。
参考文献：
[1] 徐玉萍,张尧龙.从建筑遮阳谈建筑节能设计[J].今日科苑，2009，（20）.
[2] 夏志刚,吴志英. 建筑节能设计方法的分析[J]. 中国新技术新产品. 2010(06)
[3] 谢文锋. 建筑节能如何在建筑设计中落实[J]. 广东科技. 2008(06)
关键词：建筑；节能；设计；方法；措施
中图分类号：S210.4文献标识码： A 文章编号：
我国建筑能耗约占全国社会总能耗的40％，并呈继续上升趋势。但在城乡建设过程中，由于节能意识不强，执行标准不力，我国建筑能耗高、利用率低的问题十分突出，建筑节能工作整体水平比较低，因此，开展建筑节能已是一项刻不容缓的工作。
一、建筑节能设计原则
1、在建筑的规划中，一般根据夏季主导风向进行规划，采用合理的布局、间距和适当的建筑体形以及路网的合理布局、绿化的分布等等，这些都会影响建筑的日照和通风，影响建筑的能耗。
2、在建筑单体节能设计实践中，对夏热冬冷、寒冷和严寒地区，通常采用增加房屋进深、控制其体形系数的办法来减少建筑外表面与室外空气的接触，减少散热、降低建筑物采暖能耗。
3、在建筑构造设计和施工中，通过采用外保温技术进行保温隔热的外墙节能设计; 通过阻断热桥的方式达到保温节能的效果; 通过采用高效保温隔热屋面或者不同的屋面形式进行屋顶的节能设计; 通过提高门窗的气密性，采用适当的窗墙面积比、加窗玻璃层数，采用百叶窗等措施来提高门窗的保温隔热性能; 通过建筑遮阳设施的设计降低太阳辐射过热和眩光，从而改善室内环境气候，提高室内热舒适性和视觉舒适性，最终达到节能目的。
二、建筑节能的设计方法措施
1、建筑整体的节能设计
（1）建筑选址
节能建筑对基地有选址性，不是任何位置、任何微气候条件下均可诞生合理的节能建筑。建筑基地条件主要是从满足建筑冬季采暖和夏季致凉两个工况要求来进行研究和讨论的。建筑选址时应满足以下三个原则即向阳原则-采暖目的；通风原则-致凉目的；减少能量需求原则-综合目的。尊重气候条件，使未来建筑避免一些外来因素干扰而增加冷（热）负荷，尽量少受自然的“不良”干扰，并通过设计、改造，以降低建筑对能量的需求。
（2）建筑物平面形式
设计者应尽量使建筑物的平面形式平整、简洁，应权衡利弊，兼顾不同类型的建筑造型，尽可能的减少房间的外围护面积，使体形不要太复杂，凹凸面不要太多，避免因体形复杂和凹凸过多形成外墙面积大而提高体形系数。常见的建筑物平面形式有长方形、正方形、L型、U形等四种。设计者还需综合考虑本地区气候条件、冬、夏季太阳辐射强度、风环境、围护结构构造形式等各方面因素。
（3）建筑物面宽与幢深
仅从冬季得热最多的角度考虑，应尽量增大南向得热面积，往往要求栋深小，即建筑的长宽比大。但如建筑朝向偏离正南方向，长宽比对日辐射得热的影响就逐渐减少。据资料表明对正南朝向建筑长宽比为5∶1 时，其各向墙面的辐射总得热量为正方形的1.87 倍。但随着朝向的改变，这个比例也就逐渐减少。至偏东或偏西45°时成为1.56倍。至偏东（西）67.5°时，各种长宽比体型的得热已相差不多，至东西向时，正方形的得热还比长方形得热稍多，显然，由于各朝向日辐射得热的变化给最优体型选择增加了复杂性。最优节能体型是以各面外围护结构传热特性的比例关系为准的，只有当建筑各面的有效传热系数相等时，则正方形为最优体型。但在具体建筑设计中，还应综合考虑体型系数及建筑各面的平均有效传热系数，平均有效传热系数大的一面，其面积应相对较小，平均有效传热系数小的一面，其面积应相对较大。据资料表明，加大栋深由8m 增大到14m，可建筑耗热指标降低11%～33%，因此，对于1000m2～8000m2的南向住宅建筑栋深设计为12m～14m，对建筑节能是比较适宜的。
（4）建筑物层数
加多层数一般可加大体量，降低耗热指标。当建筑面积在2000m2以下时，层数以3～5 层为宜；当建筑面积为3000m2～5000m2时，层数以5～6 层为宜，当建筑面积为5000m2～8000m2 时，层数以6～8 层为宜。
（5）室外风环境设计
完善意义上的节能建筑在满足冬季采暖要求同时必须兼顾夏季致凉问题，即尽量不用常规能源消耗而利用自然提供的条件达到室内创造凉爽目的的方法。建筑致凉最合理的方法是争取良好通风，即利用夜间凉爽的通风使室内热惰性材料降温，致使白天时散失“凉气”而降温，因此建筑规划设计时选择基地环境条件应不影响夏季主导风吹响未来建筑，并考虑冬季主导风尽量少地影响建筑；运用植被、构筑物等永久地貌对导风的作用；对一些基地内的物质因素加以组织、利用，以最简洁、最廉价的方式改造室外环境，以创造良好的风环境，为建筑内部通风提供条件。
（6）绿化环境设计。绿化对建筑的节能起着十分重要的作用，它可以调节改善气温、调节碳氧平衡，减少温室效应，减轻城市的大气污染，降低噪音，遮阳隔热，可以有效地改善居住区的外部微气候以及建筑室内热环境，降低建筑能耗。小区绿化要综合考虑绿化率、人均公共绿化率、植被的生态效应等诸多因素。
2、围护结构是建筑节能的重点
建筑的围护结构包括屋面、墙体（包括金属、石材等非透明的幕墙）和门窗（包括玻璃幕墙）。建筑师应根据建筑的功能和美观要求，综合考虑经济因素，采取有效的手段，满足建筑节能的要求。不同的围护结构性能不同，达到相应的要求所付出的代价也不一样。对于高层建筑，屋面所占的比例很小，围护结构应主要着眼于墙体和门窗。而墙体和外窗中，墙体达到较高的性能比较容易，窗户则是薄弱环节。所以，建筑的开窗面积一般不可过大，过大则使得窗户的设计非常困难。对于采用建筑幕墙的建筑而言，玻璃幕墙要达到比较好的保温性能或隔热性能是比较困难的，而金属幕墙、石材幕墙等非透明幕墙则只要在幕墙面板后面加设保温层就很容易满足保温隔热要求。再如，对于大跨度的建筑，屋面所占比例较大，屋面保温的节能效果是比较好的，而且造价也相应比较低，玻璃幕墙或窗户要达到同样的性能则非常困难。所以，建筑设计时应该考虑到各个方面技术的可行性，经济的合理性，进行综合衡量，优化选择。
建筑的围护结构是整体建筑节能的一部分，建筑外窗或幕墙又是围护结构的一部分，所以建筑设计时应该进行综合衡量，对各个部分围护结构的各项性能指标提出明确的要求，而不能将整个围护结构的节能设计交给门窗、幕墙企业，因为这样做不利于围护结构设计的经济与合理。
3、选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面, 随着科技的发展, 大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去, 更好地起到节能效果。如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用, 达到了更好的保温防潮效果; 新型透光隔热玻璃在门窗中的应用, 起到了更好的透光隔热效果; 采用可调节的铝材遮阳板, 达到遮阳的目的。另一方面, 要结合当地的实际情况, 发掘出一些地方节能材料, 更好地應用到建筑节能中去。
综上所述，在建筑工程设计中全面推行建筑节能有利于我国的能源资源节约和合理利用，缓解我国的能源紧张，有利于我国经济社会的可持续发展，更有利于保障我国的国家能源安全。
参考文献：
[1] 徐玉萍,张尧龙.从建筑遮阳谈建筑节能设计[J].今日科苑，2009，（20）.
[2] 夏志刚,吴志英. 建筑节能设计方法的分析[J]. 中国新技术新产品. 2010(06)
[3] 谢文锋. 建筑节能如何在建筑设计中落实[J]. 广东科技. 2008(06)