1、对建筑节能设计的探索 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：建筑节能 建筑节能设计 前言 建筑节能是整个建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中 ,通过合理的规划设计 ,采用节能型的建筑材料、产品和设备 ,执行建筑节能标准 ,加强建筑物节能设备的运行管理 ,合
2、理设计建筑围护结构的热工性能 ,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率 ,以及利用可再生能源 ,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下 ,降低建筑能源消耗 ,合理、有效地利用能源。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。 1 建筑节能的意义与定义 建筑使用过程中所消耗的能量 ,即通常所说的建筑能耗 ,在社会总能耗中占很大的比例。中国改革开放 30 年 ,创造了世界人类建筑史上的奇迹 :1985-2004的 20年间 ,全国竣工建筑的面积达 105.6 亿 m2,约占
3、现有建筑面积的 1/4,预计到 2020 年还将新增建筑面积 300 亿 m2。然而 ,目前中国既有建筑中 ,95%以上是高能耗建筑。 1992 年 ,建筑能耗占全社会能耗的15%,2000年为 27.5%,2020年将会增加到 40%,如果加上原材料的运输和损耗等 ,建筑能耗可能高达 50%。这既反映了我国城乡生活水平的提高 ,也反映了我国高速发展的建筑和能源需求形势。由于建筑能耗在社会总能耗中所占的重大比例 ,建筑节能成为世界节能浪潮的主流之一 ,建筑节能技术已经成为当今世界建筑技术发展的重点之一。 2 真正贯彻落实全面的建筑节能设计 2.1 整体及外部环境的节能设计 建筑整体及外部环境设
4、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 ,达到节能的目的。 2.1.1 合理选址 建筑选址主要是根据当地的气候、地质、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。 2.1.2 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 : 在建筑周围布置树木、植被 ,既 能有效
5、地遮挡风沙、净化空气 ,还能遮阳、降噪 ; 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。 2.1.3 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。 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
6、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。 2.2 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。 2.2.1 建筑各部位的节能构造设计 建筑各部 位的节能构造设计 ,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外 ,通过对各部位 (屋顶、楼板、墙体、门窗等 )的造型、结构、材料等方面加以进一步设计 ,充分利用建筑外部气候环境条件 ,达到节能和改善室内微气候环境
7、的效果。 1)屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分 ,主要节能措施为 : 采用坡屋顶； 加强屋面保温 ; 根据需要 ,设置保温隔热屋面 (架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等 )。 2)楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空间 ,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中 ,夏 季可以利用冷水循环降低室内温度 ,冬季利用热水循环取暖。 3)建筑外围墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外 ,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上 ,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体 (如水墙 )设计、巴格达地区为了适应当地干
8、热气候条件在墙体中的风口设计等 ;而在马来西亚 ,杨经文设计的槟榔屿州 MennamUmno 大厦外墙中 ,则外加了一种“ 铺风墙 ” 的特殊构造设计 ,在建筑两侧设阳台开口 ,开口两侧外墙上布置两片挡风墙 ,使两通风墙形成喇叭状的口袋 ,将 风铺捉到阳台内 ,然后通过阳台门的开口大小控制进风量 ,形成 “ 空气锁 ”, 可以有效地控制室内通风。 4)建筑门窗的节能设计。据统计资料 ,在我国既有的高耗能建筑有 40%的耗能是通过门窗散失的。因此 ,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计应主要考虑 : 控制建筑不同朝向的窗墙面积比 ; 设置遮阳措施 ,我国节能标准中规定 ,夏热冬暖地区、夏
9、热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗 (包括透明幕墙 )宜设置外部遮阳 ; 根据需要合理地组织门窗的通风换气 ,尽量采用自然通风 ; 严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取 其它减少冷风渗透的措施 ,其它地区建筑外门也应采取保温隔热节能措施 ; 选择高性能的建筑门窗和幕墙技术 ,建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念 ,把节能和合理利用太阳能、地下热 (水 )能、风能结合起来积极选择节能和用能 (利用太阳能、冷能、风能、地热能 )相结合的门窗及幕墙产品。 5)建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要 ,应从以下各部位着手 : 热桥部位应采
10、取口可靠的保温与“ 断桥 ” 措施 ; 外墙出挑构件及附墙部件 ,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁 柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施 ; 窗口外侧四周墙面 ,应进行保温处理 ; 门、窗框与墙体之间的缝隙 ,应采用高效保温材料填堵 ; 门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙 ,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封 ,避免不同材料界面开裂 ,影响门、窗的热工性能 ; 采用全玻璃幕墙时 ,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙 ,应填充保温材料。 2.2.2 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
11、保温、通风、采光等微气候条件 ,达到节能 目的。 2.2.3 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。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。 3 结语 全面的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。 参考文献 建筑节能工程设计手册 /北京土木建筑学会主编 .北京 :经济科学出版社 ,2005.7.
