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摘要：随着我国经济的发展以及人民生活水平的提高，建筑行业得到了突飞猛进的发展，建筑工程的增多也在一定程度上加快了城市化的步伐。根据调查显示，我国每年建筑面积都在以20亿平米的速度不断增长，是世界上增长最快的国家之一。在其发展过程中，由于水泥、钢材等材料的消耗，各种建筑垃圾的排放，导致我国环境受到了严重的威胁，也影响到人们的身体健康。为了适应这一发展，我们必须要采取节能环保的措施来对建筑工程进行设计。本文就建筑设计与建筑节能方面的问题进行探讨，以供参考。
关键词：建筑设计；建筑节能；低碳环保；环境问题；探讨
合理的建筑设计需要规划部门与设计不断不断协作，通过对单体建筑的规划来实现整个城市的总体规划，在城市规划过程中，设计人员必须要考虑到地区、方位朝向、布局、地势等各个方面对建筑布局的影响，并且在设计过程中，为了满足节能、环保、低碳的效果，我们还需要将当地的各种天然资源充分利用起来，从而降低对城市环境的影响，为人们提供一个良好的生活环境。在城市建设过程中，单个建筑之间合理的排列会直接影响到气流的产生，尤其是在高层建筑中，更容易受到回旋涡流的影响，并出现四角，极不利于建筑的采光与通风。因此我们在规划住宅的过程中，应该合理调整单个建筑的位置，尽量避免在气流漩涡或者滞流去当中，同时，设计人员还可以在建筑物的周边设计相应的绿化带或者水源，以此来改善室内及室外的环境，提高空气质量，使之达到健康舒适的要求。
一、住宅平面的建筑节能设计
在住宅平面设计的过程中，设计人员首先需要确定的是建筑套型面积的大小，因为它直接关系到建筑的节能情况以及材料、成本的使用情况。对适当的建筑面积进行设计有三个积极的作用，一是可以节约用地，将土地资源的使用驾驶充分发挥出来；二是可以解决建筑材料，降低建筑在设计、建设、使用过程中能源的消耗，也节约了大量的经济成本；三是通过巧妙的平面布局能够达到不一样的视觉效果，也可以达到节能、环保的要求。
从我国的地理位置来分析，由于我国处于北半球，根据太阳照射的角度以及规律可以将建筑的方位朝向南方，因为在夏季，该厂想能够避免太阳直接照射到室内，而在冬季，可以使用太阳辐射的热能来为人们取暖，并且在夏季，我国的风向一般为东南风，这垂直于该朝向的建筑，极容易形成对流，所以，南朝向的建筑是最为节能的。在建筑设计的过程中，设计人员应该将人们长期活动的空间设在南向位置，一方面能够为人们提供一个安静舒适的居住环境，另一方面还能够减少能源的消耗。在实际工作中，南北朝向的建筑非常多，对于北朝向，由于日照与通风条件都比较吵，因此我们可以布置相应的电梯、管道井、卫生间等，以此来避免太阳直接照射到方面，也防止了冬季风的进入。通过调查分析，在外界其他条件都相似的基础上，南北朝向的建筑物的传热以及耗热量都低于东西朝向的建筑物。
二、建筑外墙体结构的节能设计
墙体部分是整个建筑的重要组成部分，是建筑物内外热能传递的主要媒介，它的能耗占据整个建筑的一半以上，因此我们在设计过程中需要通过建筑墙体部分的隔热性能来实现建筑的节能效果。通过试验，在两幢建筑的墙体部分，一幢采用节能外墙进行设计建设，另一幢采用普通外墙进行设计，结果发现，采用节能外墙的室内温度要比普通外墙低4～10℃，这充分说明墙体节能设计的重要性。建筑外墙体结构不仅具有承载重力、安全围护等使用功能之外，还必须要将其节能效果充分考虑在其中，才能保温能力好的墙体材料进行设计，另外，在一些传热性能好的墙体部分，我们还应该加设一层保温隔热层。
在当前的社会发展中，建筑外墙体材料在市场上随处可见，我们从最常见的几种外墙材料进行分析，一般来说，保温性能较好的材料有多孔粘土砖、加气混凝土砌块、复合墙体等材料。其中复合墙体材料是最为常见的一种外墙材料，在该材料中有岩棉、矿棉、玻璃棉等绝热材料，这种材料通常运用在外墙外保温技术当中。所谓外保温技术也就是对建筑的外墙进行施工设计，通过该施工可以避免混凝土梁、柱产生热桥作用，最终达到节能的效果，另外，我们还可以通过降低建筑物体形系数来达到节能的效果，也就是说在建筑外墙体结构施工的过程中，通过减少建筑外表的面积、外墙结构的面积以及建筑形体的凹凸情况来保证达到节能的效果。建筑物的体形系数也就是建筑物与外界空气所接触的表面积与其体积之间的比值，所以说，在设计过程中，体型系数越小就证明建筑越能达到节能的效果。也就是说，在外界其他条件都相同的前提下，宽建筑的节能效果优于窄建筑、高建筑的节能效果优于矮建筑、外形整体的建筑节能效果要优于外形结构凹凸不平的建筑。所以我们可以采取一些措施来进行设计：1）建筑体型系数与建筑单元联列情况有关。以住宅楼为例，每增加一个联列单元，建筑物就减少一面山墙，其外墙面积就缩小，也就相应减小。2）适当增加建筑物层数，可降低体型系数，建筑物层数增加的过程中，外围面积的递增比不上所包围的体积的增加，即体积略大于面积的增率。因此，在功能使用许可、经济允许的条件下，适当增加建筑物层数对控制体型系数是有利的。3）当单元平面（标准层）面积相同时，适当增加建筑物进深（面宽减少），体型系数会相应减小，在功能许可、技术条件允许时，建筑平面接近正方形对建筑节能是有利的。
三、住宅屋面的节能设计
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。此种方法施工简易，可广泛采用。
另外，利用屋顶种植花卉、灌木（如彩叶草、三色堇、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，而且土壤導热系数小，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。据测试，蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较，温度可低27℃。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。 四、住宅门窗的节能设计
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。对于住宅设计应避免少做落地窗、飘窗等。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。设置外窗部位，应提高外窗的密封性能（如选用胶条密封而不是毛条），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、玻璃钢型材、铝木复合材料等），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。对于向阳的地方，可采用凹式开窗设计，外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘，这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。
五、热桥问题与节能设计
建筑围护结构中的一些部位，在室内外温差的作用下，形成热流相对密集、内表面温度较低的区域。这些部位成为传热较多的桥梁，故称为热桥。建筑围护结构对建筑保温起到决定性的作用，但其中的热桥问题往往是人们所最容易忽略的。当代建筑由于追求造型的变化，立面上的凹凸进退增多，突出墙体、屋面的构件也越来越多，外飘窗得到了广泛的使用，这些设计手法丰富了建筑造型，却无形中增加了热桥的产生，对建筑节能带来不利的影响。产生热桥的原因主要有两个：一是因为该部位的传热系数比相邻部位的传热系数大得多，热阻小，保温性能较差；二是因为该部位的受热面积远小于其散热面积，从而失热过多，内表面温度较低。围护结构中钢筋混凝土梁、柱、板的相互交接处，挑出的阳台板与主体结构的连接处，外墙与外墙、内墙、以及窗户的连接处，以及突出屋面的女儿墙、排气孔与屋面交接部位等，都是围护结构中热桥形成的主要部位。在寒冷的季节，室内的热能就会通过热桥大量地流失。不妥善处理好这个问题，对于建筑节能会造成很大的影响。因此，在需要考虑冬季保温的地区，必须要做好外墙、屋面以及门窗的保温以及构件自身的物理性能应满足节能标准的要求。在防止热桥产生的构造处理方法上，墙体的外保温比内保温更为有效，可避免室内外温差加大，保持较为稳定的室温和舒适度，防止保温层受潮，避免热桥的产生。其它的如屋面、外墙角、挑出构件与主墙体的连接位等热桥部位，应严格按照国家规范要求加强建筑局部的保温措施，防止热散失。从总体上讲，防止热桥的产生就要平衡建筑围护结构的传热，控制各组成部分的传热系数相接近，保证各部位的传热均匀。这就需要建筑师熟悉各种建筑材料的物理性能，在设计时对用材要仔细研究，合理配置，从根本上减少热桥的产生，最终达到节能的目的。
六、结束语
我国作为世界能耗大国，对于发展可持续发展的生态建筑，减少建筑能耗更是刻不容缓。而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。相信在不久的将来，建筑节能事业必将在我国展现欣欣向荣的景象。
参考文献
1. 宋麗娟. 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. 2005
关键词：建筑设计；建筑节能；低碳环保；环境问题；探讨
合理的建筑设计需要规划部门与设计不断不断协作，通过对单体建筑的规划来实现整个城市的总体规划，在城市规划过程中，设计人员必须要考虑到地区、方位朝向、布局、地势等各个方面对建筑布局的影响，并且在设计过程中，为了满足节能、环保、低碳的效果，我们还需要将当地的各种天然资源充分利用起来，从而降低对城市环境的影响，为人们提供一个良好的生活环境。在城市建设过程中，单个建筑之间合理的排列会直接影响到气流的产生，尤其是在高层建筑中，更容易受到回旋涡流的影响，并出现四角，极不利于建筑的采光与通风。因此我们在规划住宅的过程中，应该合理调整单个建筑的位置，尽量避免在气流漩涡或者滞流去当中，同时，设计人员还可以在建筑物的周边设计相应的绿化带或者水源，以此来改善室内及室外的环境，提高空气质量，使之达到健康舒适的要求。
一、住宅平面的建筑节能设计
在住宅平面设计的过程中，设计人员首先需要确定的是建筑套型面积的大小，因为它直接关系到建筑的节能情况以及材料、成本的使用情况。对适当的建筑面积进行设计有三个积极的作用，一是可以节约用地，将土地资源的使用驾驶充分发挥出来；二是可以解决建筑材料，降低建筑在设计、建设、使用过程中能源的消耗，也节约了大量的经济成本；三是通过巧妙的平面布局能够达到不一样的视觉效果，也可以达到节能、环保的要求。
从我国的地理位置来分析，由于我国处于北半球，根据太阳照射的角度以及规律可以将建筑的方位朝向南方，因为在夏季，该厂想能够避免太阳直接照射到室内，而在冬季，可以使用太阳辐射的热能来为人们取暖，并且在夏季，我国的风向一般为东南风，这垂直于该朝向的建筑，极容易形成对流，所以，南朝向的建筑是最为节能的。在建筑设计的过程中，设计人员应该将人们长期活动的空间设在南向位置，一方面能够为人们提供一个安静舒适的居住环境，另一方面还能够减少能源的消耗。在实际工作中，南北朝向的建筑非常多，对于北朝向，由于日照与通风条件都比较吵，因此我们可以布置相应的电梯、管道井、卫生间等，以此来避免太阳直接照射到方面，也防止了冬季风的进入。通过调查分析，在外界其他条件都相似的基础上，南北朝向的建筑物的传热以及耗热量都低于东西朝向的建筑物。
二、建筑外墙体结构的节能设计
墙体部分是整个建筑的重要组成部分，是建筑物内外热能传递的主要媒介，它的能耗占据整个建筑的一半以上，因此我们在设计过程中需要通过建筑墙体部分的隔热性能来实现建筑的节能效果。通过试验，在两幢建筑的墙体部分，一幢采用节能外墙进行设计建设，另一幢采用普通外墙进行设计，结果发现，采用节能外墙的室内温度要比普通外墙低4～10℃，这充分说明墙体节能设计的重要性。建筑外墙体结构不仅具有承载重力、安全围护等使用功能之外，还必须要将其节能效果充分考虑在其中，才能保温能力好的墙体材料进行设计，另外，在一些传热性能好的墙体部分，我们还应该加设一层保温隔热层。
在当前的社会发展中，建筑外墙体材料在市场上随处可见，我们从最常见的几种外墙材料进行分析，一般来说，保温性能较好的材料有多孔粘土砖、加气混凝土砌块、复合墙体等材料。其中复合墙体材料是最为常见的一种外墙材料，在该材料中有岩棉、矿棉、玻璃棉等绝热材料，这种材料通常运用在外墙外保温技术当中。所谓外保温技术也就是对建筑的外墙进行施工设计，通过该施工可以避免混凝土梁、柱产生热桥作用，最终达到节能的效果，另外，我们还可以通过降低建筑物体形系数来达到节能的效果，也就是说在建筑外墙体结构施工的过程中，通过减少建筑外表的面积、外墙结构的面积以及建筑形体的凹凸情况来保证达到节能的效果。建筑物的体形系数也就是建筑物与外界空气所接触的表面积与其体积之间的比值，所以说，在设计过程中，体型系数越小就证明建筑越能达到节能的效果。也就是说，在外界其他条件都相同的前提下，宽建筑的节能效果优于窄建筑、高建筑的节能效果优于矮建筑、外形整体的建筑节能效果要优于外形结构凹凸不平的建筑。所以我们可以采取一些措施来进行设计：1）建筑体型系数与建筑单元联列情况有关。以住宅楼为例，每增加一个联列单元，建筑物就减少一面山墙，其外墙面积就缩小，也就相应减小。2）适当增加建筑物层数，可降低体型系数，建筑物层数增加的过程中，外围面积的递增比不上所包围的体积的增加，即体积略大于面积的增率。因此，在功能使用许可、经济允许的条件下，适当增加建筑物层数对控制体型系数是有利的。3）当单元平面（标准层）面积相同时，适当增加建筑物进深（面宽减少），体型系数会相应减小，在功能许可、技术条件允许时，建筑平面接近正方形对建筑节能是有利的。
三、住宅屋面的节能设计
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。此种方法施工简易，可广泛采用。
另外，利用屋顶种植花卉、灌木（如彩叶草、三色堇、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，而且土壤導热系数小，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。据测试，蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较，温度可低27℃。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。 四、住宅门窗的节能设计
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。对于住宅设计应避免少做落地窗、飘窗等。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。设置外窗部位，应提高外窗的密封性能（如选用胶条密封而不是毛条），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、玻璃钢型材、铝木复合材料等），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。对于向阳的地方，可采用凹式开窗设计，外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘，这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。
五、热桥问题与节能设计
建筑围护结构中的一些部位，在室内外温差的作用下，形成热流相对密集、内表面温度较低的区域。这些部位成为传热较多的桥梁，故称为热桥。建筑围护结构对建筑保温起到决定性的作用，但其中的热桥问题往往是人们所最容易忽略的。当代建筑由于追求造型的变化，立面上的凹凸进退增多，突出墙体、屋面的构件也越来越多，外飘窗得到了广泛的使用，这些设计手法丰富了建筑造型，却无形中增加了热桥的产生，对建筑节能带来不利的影响。产生热桥的原因主要有两个：一是因为该部位的传热系数比相邻部位的传热系数大得多，热阻小，保温性能较差；二是因为该部位的受热面积远小于其散热面积，从而失热过多，内表面温度较低。围护结构中钢筋混凝土梁、柱、板的相互交接处，挑出的阳台板与主体结构的连接处，外墙与外墙、内墙、以及窗户的连接处，以及突出屋面的女儿墙、排气孔与屋面交接部位等，都是围护结构中热桥形成的主要部位。在寒冷的季节，室内的热能就会通过热桥大量地流失。不妥善处理好这个问题，对于建筑节能会造成很大的影响。因此，在需要考虑冬季保温的地区，必须要做好外墙、屋面以及门窗的保温以及构件自身的物理性能应满足节能标准的要求。在防止热桥产生的构造处理方法上，墙体的外保温比内保温更为有效，可避免室内外温差加大，保持较为稳定的室温和舒适度，防止保温层受潮，避免热桥的产生。其它的如屋面、外墙角、挑出构件与主墙体的连接位等热桥部位，应严格按照国家规范要求加强建筑局部的保温措施，防止热散失。从总体上讲，防止热桥的产生就要平衡建筑围护结构的传热，控制各组成部分的传热系数相接近，保证各部位的传热均匀。这就需要建筑师熟悉各种建筑材料的物理性能，在设计时对用材要仔细研究，合理配置，从根本上减少热桥的产生，最终达到节能的目的。
六、结束语
我国作为世界能耗大国，对于发展可持续发展的生态建筑，减少建筑能耗更是刻不容缓。而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。相信在不久的将来，建筑节能事业必将在我国展现欣欣向荣的景象。
参考文献
1. 宋麗娟. 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. 2005