1、谈生态节能建筑的设计方法【摘要】建筑节能是一项综合性的工作，涉及建筑材料、建筑设计、建筑构造、建筑物理、建筑施工、暖通空调、物业管理和政策法规等诸多方面。因此，做好这项工作需要不同专业、不同部门之间加强协作，共同努力。从不同角度，依据不同准则对节能进行研究，积极推广节能技术的应用，不断改进节能设计技术措施。我们深信经过各方共同努力，必将推动我国的节能工作向更高的目标前进。国 【关键词】住宅建筑 节能设计 措施 中图分类号：TE08 文献标识码： A 一.中国建筑能耗基本情况我国的建筑能耗量约占全国总用能量的 1/4, 居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展, 需要大量的建造和运行使用能源
2、, 尤其是建筑的采暖和空调耗能。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家, 每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二, 预计到 2020 年, 中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此, 中国对于全球气候变暖承担着重大的责任, 而作为耗能大户的建筑, 其节能也就成为关系国计民生的重大问题。二.建筑设计中造成能耗浪费的原因 （1）利用不可再生能源。我国绝大部分建筑的能源系统还都依赖于不可再生的一次能源，而对于可再生能源的利用还相当落后。目前中国以水电、风能利用、太阳能利用、生物质能利用等为代表的可再生能源利用量还不够大；仅以2003 年为例
3、，只有约相当 5200 万吨标准煤的利用，仅占全国一次能源总消费量的 3%。 （2）建筑设计用能负荷偏高。在绝大多数的情况下，建筑实际用能与建筑设计的用能负荷之间存在着很大的差异，用能负荷都小于设计的最大值，从而造成循环水泵低负荷运行的状况，导致用能设备普遍存在“大马拉小车”的现象，能源浪费严重。 （3）窗墙比过大，大量使用玻璃幕墙。很多大型公共建筑都设计大玻璃幕墙，完全不考虑避阳、绝热等措施，造成了巨大的能耗损失。在一些专家看来， “这都是一些高耗能的建筑垃圾，能源高消耗触目惊心。 ”三.生态建筑的节能分析和建筑的节能设计 3.1 从生态学的角度看，建筑就像有机生命体样，是需要不断输入能量并
4、进行能量消耗而得以生存和运行的，在其整个生命周期过程中，要消耗大量的能源。建筑从其周围环境中获得能源的能力以及对能源的有效利用程度是体现建筑生态性的重要方向。如何在满足人们生理、心理需要的同时，使建筑有效利用能源，将建筑能耗降至最低，从而不但节约能源同时又能减少对环境的污染和破坏，是生态建筑所关注和探寻的重要内容。建筑能耗通过生产能耗、运输能耗及其建造能耗所组成，在各种能耗中，狭义的建筑能耗一般是指建筑运行能耗。显然在绿色生态建筑的理念下，对于建筑被使用的全过程中，应当充分而有效地使用各种能源。其可以通过三个层面来说，即场地选择及其规划节能、建筑设计节能及其辅助设备系统的节能。对于建筑外围护结
5、构是建筑能量消散经过的主要部件，外窗、外墙及其屋面保温隔热和防热对于实现建筑的热工节能起着关键的作用。对于外窗的的热工节能来讲，有以下一些主要技术措施，即控制各朝向窗墙面积比，提高窗的气密性，提高窗玻璃、窗扇和窗框的保温隔热能力，用活动装置保温隔热；窗的日照涉及房间在冬季利用太阳能采暖，而窗的遮阳和通风是实现房间夏季防热的主要途径之一。对于外墙的热工节能来讲，在北方寒冷地区，建筑保温尤其重要；在南方炎热地区，建筑防热尤其重要。外墙保温隔热主要采取外保温隔热、内保温隔热和单一材料承重保温隔热。而对于外墙的遮阳和通风是南方炎热地区防热的主要途径之一，各种通风墙或防晒墙可以起到较好的防热作用，其中利
6、用植被对外墙进行遮阳防热效果最好。对于屋面的热工节能技术，北方地区寒冷，采取倒置屋面是目前较为先进的一种做法；而针对南力地区炎热，在屋顶设置通风间层、使用植被绿化遮阳、利用屋面蓄水以及被动蒸发冷却，都可达到屋面防热的目的。充分利用自然光是实现照明节能的关键。除了在建筑设计方案阶段充分利用各种反光体(包括侧窗反光体和天窗反光体)外还可通过采用导光管道的照明技术（包括透镜折射导光通道、内壁反光导光通道、光导纤维导光管道、通光管导光管道等） 。另外从建筑生态技术的角度，根据设计所采取的技术含量的高低，将生态建筑分为低技术生态建筑、中间技术生态建筑和高技术生态建筑三类。在建筑生态设计上通过把概念和具体
7、设计实践相结合，将会收到客观的生态效果。3.2 建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑建筑内部各种使用功能与使用空间的合理安排、建筑内部与外部环境的协调配合，创造出既符合科学性又具有艺术性的生产和生活环境 3.2.1 区域规划节能 提倡建筑节能首先应该重视规划节能，这样才能避免在单体方案设计阶段出现一些难以解决的节能问题。实现规划节能设计，就是以节能作为指导规划设计的主要原则，在考虑容积率、日照间距、建筑密度以及建筑与周边环境协调等问题的基础上，制定尽可能充分利用自然资源的规划方案，从总体上为建筑节能创造先决条件。 3.2.2 建筑单体的节能设计 建筑单体的节能设计，主要
8、是通过控制体型系数（建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值） 、传热面积、窗墙比等影响建筑能耗的参数，着重对建筑的外部维护结构的构造和内部使用空间的划分进行节能设计。 （1）建筑外部维护结构的节能设计 建筑围护结构主要由墙、屋顶和门窗构成。建筑物的能耗主要取决于围护结构的热传导和冷风渗透。住宅围护结构的散热量要占采暖热耗的 1/3 以上。显然，如果建筑围护结构具有良好的保温隔热性能，便可减少室内、室外的热量交换，从而减少所需要提供的采暖和制冷能量。 （2）建筑内部使用空间的节能设计 建筑内部使用空间的节能设计，是通过科学合理地平面布局和剖面设计，对建筑内部空间进行全方位、立体的分
9、隔和划分，使建筑在满足使用功能的前提下，提高其通风、采光、保温、隔热的性能，从而达到节能的目的。 四、生态建筑规划设计方法 1尊重地形、地貌 建筑的规划设计和建造中，常会遇到复杂地形、地貌的处理。很多设计方往往是将其推平，平衡土方，将其变成平坦的表面再进行设计，以不变应万变。对于人手少、任务重、需要短时间完成设计任务以便争取更多项目的设计单位来说，这样固然是一种解决办法，但生态建筑的设计更提倡在深入研究地形、地貌的基础上，充分尊重基地的地形地貌的特征，设计出的建筑物对基地的影响降至最小。 2保护现状植被 长久以来，城市与建筑物的建设中，绿化植物都是当作点缀物，总是先砍树、后建房、再配置绿化这种
10、事倍功半的做法。生态学知识告诉我们，原生或次生地方植被破坏后恢复起来很困难，需要消耗更多资源和人工维护。因此，某种程度上，保护比新植绿化意义更大。尤其古木名树是基地生态系统的重要组成部分，应尽可能将它们组织到居住区生态环境的建设中去。 3结合水文特征 溪流、河道、湖泊等环境因素都具有良好的生态意义和景观价值。建筑环境设计应很好的结合水文特征，尽量减少对环境原有自然排水的干扰，努力达到节约用水、控制径流、补充地下水、促进水循环并创造良好的小气候环境的目的。结合水文特征的基地设计可从多方面采取措施：一是保护场地内湿地和水体，尽量维护其蓄水能力，改变遇水即填的简单设计方法；二是采取措施留住雨水，进行
11、直接渗透和贮留渗透设计；三是尽可能保护场地中可渗透性土壤。 4保护土壤资源 在进行建筑环境的基地处理时，要发挥表层土壤资源的作用。表层土壤是经过漫长的地球生物化学过程形成的适于生命生存的表层土，是植物生长所需养分的载体和微生物的生存环境。在自然状态下，经历 100400 年的植被覆盖才得以形成 1cm 厚的表层土。建筑环境建设中的挖填土方、整平、铺装、建筑和径流侵蚀都会破坏或改变宝贵的表层土，因此，在这些过程之前应将填挖区和建筑铺装的表土剥离、贮存、在建筑建成后，再清除建筑垃圾，回填优质表土，以利于地段生态环境的维护。 五、生态建筑高效无污染的设计方法 1生态建筑的能量利用 目前应用于生态建筑
12、中的可再生能源有太阳能风能地热能等其中以太阳能和风能的利用最为广泛技术也最为成熟。 （1）太阳能利用。太阳的辐射能量可直接进入居室或把热量贮存于其他领域散放或备用，利用各种建筑材料有不同的传导性能，吸收、贮存热量的性能而使空气增温。阳光照射建筑使墙壁和屋顶加温，阳光透过玻璃窗直接照射室内，使室内空间的表面温暖，太阳能可整体加热建筑并在建筑地段布局上获取巨大的太阳能量效应。在生态建筑中设置太阳能热水系统，利用太阳能来加热冷水，是一种无废无污、可持续利用的生态方法。我们可以利用目前最可靠的、效果可达 9%左右的非晶硅薄膜太阳电池接受太阳能，这样不仅可以为照明设备等供电，还能减少火力发电产生的污染，
13、起到保护环境的作用。（2）风能利用。生态建筑除利用风压来形成自然通风外，还可利用风力来发电。风力发电系统可以集中布置，也可分散使用。集中式的风力发电系统，以建筑群或小区为单位，在小区的上风处设立风车组，既丰富了小区的景观，又为小区提供了能源供应。随着生态建筑的发展，风能利用设备应可设置在建筑中，直接利用风能为建筑物提供能源，尤其在偏远的山区，综合利用风能，有更重要的意义。 2自然通风 在建筑地段设计中，空气的流动是另一个重要的气象因素，各地区的气象资料均可提供当地不同季节的主导风向和风速，是设计的依据。影响风的环境因素有地形、坡度、朝向以及当地的植被情况及相邻的建筑形态。在任何地段上风的流动都会影响建筑内部的冷暖和内外气候环境。由于通风可增加建筑的散热，由于风压可增加建筑的渗透，夏天的穿堂风可使居室凉爽舒适，因此热天可利用通风使建筑降温，冬季则需要避风措施。 参考文献 1 谢塘开等. 从建筑设计谈建筑节能设计. 建筑知识， 2001， （ 3） .2吴鑫.浅谈生态建筑设计J.四川建材.2006. 3 刘岩松等. 多层住宅的节能体型控制 . 住宅科技， 2002， （ 1） .4 张贵良等. 草皮屋顶的建筑构造设计. 建筑技术， 2002， （ 7）
