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摘要：建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。建筑设计是其中一个很重要的环节。本文从建筑节能的基础出发,对建筑节能设计方面进行了探索。
关键词：建筑设计 建筑节能
Abstract: the energy conservation of the building is conducive to the fundamental promote energy conservation and reasonable utilization of resources, relieve our country's energy resources supply and the development of economic society contradictions; To speed up the development of circular economy, and realize the sustainable development of society and economy; For long-term protection national energy safety, protecting the environment, improving people's life quality, and implementation of the scientific outlook on development. The building design is one of the very important segment. This paper based on the energy conservation of the building, the energy conservation of the building design efforts.
Keywords: architectural design building energy efficiency
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A文章编号：
1 建筑节能的重要性
目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能,而我国的能源问题更加严重。
我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量低、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿t;③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。
随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑, 且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。
2 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围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。
（1）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。
（2）合理的外部环境设计
在建筑位址确定之后，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。
（3）合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面，圆锥形屋頂能有效地适应草原的恶劣气候，起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果；对于沿海湿热地区，引入自然通风对节能非常重要，在规划布局上，可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压，即使在无风时也能形成通风，在建筑体型设计上形成风洞，使自然风在其中回旋得到极好的通风效 果，达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素，建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的，因此，只能权衡各个因素之间的得失，找到一个平衡点，选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向，尽量避免东西向日晒。
3 建筑节能的个体设计
3.1建筑的体形与建筑节能
(1)控制体形系数。体形系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包同的建筑体积之比。体形系数越大，说明单位建筑所分担的热散失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明，体形系系数每增加0.0l，耗热能指标约增加2.5％，一般宜控制在0.30以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说，控制或降低体形系数的方法有：减少建筑面宽，加大建筑进深；增加建筑物的层数；加大建筑物的长度或增加组合；建筑体形不宜变化过多。
(2)控制表面面积系数。从获取更多的日照辐射，降低耗能的观点来看，表面面积系数越小越好。从节能意义来说，长轴朝向东西的长方形体形最好，正方形次之，而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。
3.2良好的构造设计
建筑的构造设计除了满足其作为建筑组成部分的基本功能要求之外，还进一步对墙体、楼板、屋顶、门窗等进行了设计，以此满足建筑在营造舒适环境的同时兼顾建筑的节能要求。例如利用物理的光学原理将吊顶设计成折线形，可利用其反光更充分地利用太阳光；设计建筑外墙时可采用新型节能墙设计，利用环境减少耗能；屋顶巾庭的采光顶，采用双屋玻璃形成“呼吸外壁”，从而降低环境素的影响；还可以在楼层板的设计巾，将循环水管布置在楼板处的装修空间，冬天可热水取暖，夏天可冷水降低室温。
3.3合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔)，以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中，就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧，形成对北侧寒冷空气的“温度阻尼区”，从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的；在有采暖空调房间的建筑里，尽量将采暖空调房间集中布置，以避免在采暖空调房间与非采暖空调房间之间发生大面积的能量交换，造成大量能量浪费。国外，在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中，设计师通过对不同需求空间的竖向分隔，达到了极佳的通风降温效果。
4 选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面实现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会不断被研制出来并应用到建筑设计中去，更好地起到了节能作用。如新型保温材料、防水材料在墙体、屋面构造中的应用，达到了更好的保温防潮效果；新型隔热玻璃和框体材料在建筑外门窗中的应用，起到了更好的隔热降耗效果；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，更好地应用到建筑节能中去。
5 建筑设计中应加强建筑节能方面的认识和学习
（1）深刻认识是建筑师做好节能设计的保证
当前，很多建筑师对建筑节能对于我们国家经济建设的重大意义理解不够，对建筑节能技术的了解跟不上时代发展，以至于不能把节能设计完全有效的做好，只是设计时套用标准图，造成设计中被动应付节能设计审查的局面，节能设计缺乏主动性。所以政府主管部门应加强对建筑节能方面的宣传力度，加强对建筑师的培训教育工作，使他们在思想上有个根本转变，使建筑节能设计变被动为主动。
（2）学习建筑节能新“理念”
推行节能理念，我们的眼睛不仅要“向外看”，引进学习国外先进节能技术，而且更要学会“向内看”，从传统建筑模式、风格中学习节能办法。强调建筑节能发展的民族性、地域性应该是当代建筑师们的共同理念。中国传统民居都蕴含了丰富的节能理念，是我们国家古已有之的节能典范。京津地区的四合院以房子包围院子的建筑方式，有效地减少了冷空气入侵，符合京津一带夏季炎热，冬季严寒的气候特点。桂北风格的吊脚楼，横梁对穿，上铺木板呈悬空阁楼，绕楼三面有悬空的走廊，廊沿装有木栏扶手，符合南方夏季炎热、湿度大、空气流通需求量高的特点。其他如岭南风格的骑楼长街、陕北风格的窑洞、草原风格的蒙古包等，它们的建筑形式和用料都能带给建筑师们以无穷的启示。因此，可以说，中国传统民居都是在与周边生态环境共存共生的条件下，各类功能利用与自然环境达到完美效果的典范，并且各自拥有独立的形态样式，可以成为当代建筑节能的借用范式。
6 结语
全面的建筑节能是一项系统工程。建筑节能是养活建筑能耗的有效方法,同时也是节约经济的方法。因此,作为建筑师,更应从自身做起,从不同角度,依据建筑规范对节能进行优化设计,充分利用我国现有的自然条件,在改善人们居住环境的同时,充分挖掘节能潜力,从而实现节约能源,减少能源消耗。按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地、严格地采取节能措施,让每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。
参考文献:
[1]宋丽娟.建筑节能在建筑设计中的应用.山西建筑.2003
[2]杨子江.建筑屋面节能技术.工业建筑.2005
[3]邱永亮,朱菊梅.住宅建筑节能优化设计的探讨.陕西建筑
[4]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥：安徽科学技术出版社，2006.65－70
[5]李德英.建筑技能技術[M].北京：机械工业出版社，2006.55－60
[6]崔希骏，廖建峰.节能65％后建筑外窗的配置建议[J].建筑节能.2006，45.167－173.
关键词：建筑设计 建筑节能
Abstract: the energy conservation of the building is conducive to the fundamental promote energy conservation and reasonable utilization of resources, relieve our country's energy resources supply and the development of economic society contradictions; To speed up the development of circular economy, and realize the sustainable development of society and economy; For long-term protection national energy safety, protecting the environment, improving people's life quality, and implementation of the scientific outlook on development. The building design is one of the very important segment. This paper based on the energy conservation of the building, the energy conservation of the building design efforts.
Keywords: architectural design building energy efficiency
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A文章编号：
1 建筑节能的重要性
目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能,而我国的能源问题更加严重。
我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量低、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿t;③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。
随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑, 且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。
2 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围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。
（1）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。
（2）合理的外部环境设计
在建筑位址确定之后，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。
（3）合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面，圆锥形屋頂能有效地适应草原的恶劣气候，起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果；对于沿海湿热地区，引入自然通风对节能非常重要，在规划布局上，可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压，即使在无风时也能形成通风，在建筑体型设计上形成风洞，使自然风在其中回旋得到极好的通风效 果，达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素，建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的，因此，只能权衡各个因素之间的得失，找到一个平衡点，选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向，尽量避免东西向日晒。
3 建筑节能的个体设计
3.1建筑的体形与建筑节能
(1)控制体形系数。体形系数系指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包同的建筑体积之比。体形系数越大，说明单位建筑所分担的热散失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明，体形系系数每增加0.0l，耗热能指标约增加2.5％，一般宜控制在0.30以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说，控制或降低体形系数的方法有：减少建筑面宽，加大建筑进深；增加建筑物的层数；加大建筑物的长度或增加组合；建筑体形不宜变化过多。
(2)控制表面面积系数。从获取更多的日照辐射，降低耗能的观点来看，表面面积系数越小越好。从节能意义来说，长轴朝向东西的长方形体形最好，正方形次之，而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。
3.2良好的构造设计
建筑的构造设计除了满足其作为建筑组成部分的基本功能要求之外，还进一步对墙体、楼板、屋顶、门窗等进行了设计，以此满足建筑在营造舒适环境的同时兼顾建筑的节能要求。例如利用物理的光学原理将吊顶设计成折线形，可利用其反光更充分地利用太阳光；设计建筑外墙时可采用新型节能墙设计，利用环境减少耗能；屋顶巾庭的采光顶，采用双屋玻璃形成“呼吸外壁”，从而降低环境素的影响；还可以在楼层板的设计巾，将循环水管布置在楼板处的装修空间，冬天可热水取暖，夏天可冷水降低室温。
3.3合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔)，以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中，就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧，形成对北侧寒冷空气的“温度阻尼区”，从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的；在有采暖空调房间的建筑里，尽量将采暖空调房间集中布置，以避免在采暖空调房间与非采暖空调房间之间发生大面积的能量交换，造成大量能量浪费。国外，在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中，设计师通过对不同需求空间的竖向分隔，达到了极佳的通风降温效果。
4 选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面实现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会不断被研制出来并应用到建筑设计中去，更好地起到了节能作用。如新型保温材料、防水材料在墙体、屋面构造中的应用，达到了更好的保温防潮效果；新型隔热玻璃和框体材料在建筑外门窗中的应用，起到了更好的隔热降耗效果；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，更好地应用到建筑节能中去。
5 建筑设计中应加强建筑节能方面的认识和学习
（1）深刻认识是建筑师做好节能设计的保证
当前，很多建筑师对建筑节能对于我们国家经济建设的重大意义理解不够，对建筑节能技术的了解跟不上时代发展，以至于不能把节能设计完全有效的做好，只是设计时套用标准图，造成设计中被动应付节能设计审查的局面，节能设计缺乏主动性。所以政府主管部门应加强对建筑节能方面的宣传力度，加强对建筑师的培训教育工作，使他们在思想上有个根本转变，使建筑节能设计变被动为主动。
（2）学习建筑节能新“理念”
推行节能理念，我们的眼睛不仅要“向外看”，引进学习国外先进节能技术，而且更要学会“向内看”，从传统建筑模式、风格中学习节能办法。强调建筑节能发展的民族性、地域性应该是当代建筑师们的共同理念。中国传统民居都蕴含了丰富的节能理念，是我们国家古已有之的节能典范。京津地区的四合院以房子包围院子的建筑方式，有效地减少了冷空气入侵，符合京津一带夏季炎热，冬季严寒的气候特点。桂北风格的吊脚楼，横梁对穿，上铺木板呈悬空阁楼，绕楼三面有悬空的走廊，廊沿装有木栏扶手，符合南方夏季炎热、湿度大、空气流通需求量高的特点。其他如岭南风格的骑楼长街、陕北风格的窑洞、草原风格的蒙古包等，它们的建筑形式和用料都能带给建筑师们以无穷的启示。因此，可以说，中国传统民居都是在与周边生态环境共存共生的条件下，各类功能利用与自然环境达到完美效果的典范，并且各自拥有独立的形态样式，可以成为当代建筑节能的借用范式。
6 结语
全面的建筑节能是一项系统工程。建筑节能是养活建筑能耗的有效方法,同时也是节约经济的方法。因此,作为建筑师,更应从自身做起,从不同角度,依据建筑规范对节能进行优化设计,充分利用我国现有的自然条件,在改善人们居住环境的同时,充分挖掘节能潜力,从而实现节约能源,减少能源消耗。按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地、严格地采取节能措施,让每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。
参考文献:
[1]宋丽娟.建筑节能在建筑设计中的应用.山西建筑.2003
[2]杨子江.建筑屋面节能技术.工业建筑.2005
[3]邱永亮,朱菊梅.住宅建筑节能优化设计的探讨.陕西建筑
[4]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥：安徽科学技术出版社，2006.65－70
[5]李德英.建筑技能技術[M].北京：机械工业出版社，2006.55－60
[6]崔希骏，廖建峰.节能65％后建筑外窗的配置建议[J].建筑节能.2006，45.167－173.