1、建筑设计与建筑节能【摘要】近年来，随着全球能源形势的日益紧张，世界各国特别是欧美发达国家对节能技术的研发及应用给予了充分的重视。世界各国在建筑设计和施工、新型建筑材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作，不但节省了大量的能源，取得了可观的经济效益，同时有效地改善了环境。【关键词】建筑节能 建筑设计 绿色建筑【正文】随着经济的发展和社会的不断进步，全球对能源的需求也越来越大, 能源的产出与消耗之间的矛盾进而日益突出。我国能源消耗量到 2003 年已占世界消耗量的 10%,总量已居世界第二位,而今在不断增大的总能耗中，已经占全国总能耗的 27.5%以
2、上，建筑能耗伴随着建筑总量的不断攀升和人们对居住舒适度要求的提高,呈急剧上升趋势,因此受到格外重视。建筑节能作为缓解能源危机的重要途径已势在必行。建筑设计中的许多手法都与建筑节能息息相关，不仅能达到节能的目的，同时也可以美化建筑立面，提高设计的内涵。下面就以我设计的高层综合办公楼为例加以详细说明。 （见图1）在建筑设计上从四方面考虑：1、在规划层面（建筑选址）考虑基地日照、基地遮阳、基地通风、基地不利因素。我们一个好的规划，是绿色的规划，能够为我们国家，为我们整个社会节省很多能源。例如把居住和就业平衡匹配的去安排规划在一个地方，这应该是绿色的，是低碳的，是为社会带来很多减排，而且也缓解了很多交
3、通压力。2、在建筑层面（建筑体型设计）我们过去的建筑从节能方面考虑很少，特别是在前一二十年的时候，大家都是用最低造价把一个房子盖起来，但从来没计算过这个房子耗的空调或者采图 1暖非常大，因为采暖条件很差，包括我们门窗、墙体。但是经过十年二十年来看这个成本是高的，如果我们把保温、隔热这些系统做好以后，实际上一次性投资会大一点，但是长期来看会省很多钱，这个在西方很长时间都在利用，现在中国已经在改变了。专业方面控制体型系数、朝向和体型、风向和体型。 （见图 2）面宽进深控制 客厅面宽需要3.2-4.5 米，卧室面宽需要 3.0-3.9米，工作间需要 2.0-3.6 米，厨房、卫生间则需要 1.6 米
4、以上，否则会太拥挤。客厅进深需要 5 米，但不能太深，否则采光不好，卧室进深3.0-5.0 为宜，总面积以 16 平米以下为宜，更衣室、工作间、厨房、卫生间的进深也不宜过大。体型系数控制技术 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。体形系数大，对节能有不利；体形系数较小，对节能较为有利。窗墙比控制技术 窗户面积不宜过大,南向窗墙比不宜大于 0.35;北向窗墙比不宜大于 0.25;东(西)向窗墙比控制比较严格,一般不宜大于 0.10。3、在细部层面（建筑围护结构）尽量考虑使用保温外墙体、特隆布墙、双层玻璃幕墙、绿化墙体、保温门窗、窗用玻璃、绝热窗框、保温屋顶、种植屋面、通风屋顶和架
5、空屋顶、阳光间、中庭空间。采用低反射下垫面，对改善建筑热环境较为有利，且在一定程度上可以缓解城市的“热岛效应” 。采用浅色屋顶，可以减少建筑物所吸收的太阳辐射热量，特别是对于夏季制冷能耗较大的公共建筑，节能效果明显。4、在建筑设备层面使用土壤源热泵 、温湿度独立控制空调系统、LED 照明技术、智能自动控制系统、热管型机房专用空调设备、空调系统的热回收和变频、分项计量系统、VRV 空调机组。5、建筑立面的处理“凸凹不平”的立面设计，利用局部体块的相互遮挡，能在立面上形成阴图 2影，一定程度上减少室内空调的负荷，达到节能的目的。 （见图 1）所谓高层建筑节能不仅是建筑本身的节能，且由城市的综合环境
6、、气候条件、总体布局；建筑物的形体变化、朝向；外围护结构保温。隔热的性能；门窗质量等许多综合性因素构成，因此，高层建筑的节能首先应为设计者重视。 一、优化建筑位置朝向设计及体形设计 高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求，阳光有着巨大辐射能量。从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器，阳光不仅对人的身体健康有着很大影响，对建筑的节能也有着十分重要意义。寒冷地区城市规划应注重应用日照原理。合理的确定建筑位置与朝向，使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能，因此，建筑的方位与节能有着直接关系。如在北纬 40 度45 度地区，冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍，
7、而在夏天东、西向所得到的能量比南向多 2.5 倍，不同朝向，不同季节，建筑物所得到的太阳辐射热能量不同，热损失也不同，尤其是在冬至前后，由于太阳高度角低，房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况，按其太阳高度角做出日影响图，以确定冬季每天的日照时间，建筑南向开窗面积尽可能大些，在满足采光条件下，北向、东向窗尽可能小些，从而获得更多的太阳光线，减少热损失，保持室内舒适的温度环境。合理的建筑体形能够减少高层建筑物与外界的热量交换（见图 3） ，在其他条件相同时，体型系数(建筑物外围护面积与其所包围体积之比)越大，单位面积散热量也越大，对节能不利。因此，正确处理建
8、筑形式多样化和节能的关系，是高层建筑设计中应当引起重视的问题。 另外，高层建筑物的外形越简单，其外壳的表面积越小，热交换量亦越少。因此，高层建筑物的造型宜简洁、完整，尽量避免复杂的轮廓线。 二、优化围护结构墙体设计 1.外墙是围护结构的主体部分，高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋，前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重，因此，围护结构属于填充材料，为了减轻荷载，达到保温、隔热要求，采用轻质高效保温材料，目前在寒冷地区常用的墙体做法有、页岩陶粒混凝土空心砌块；粘土空心砖与实心砖复合墙体；粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多，节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和
9、内侧，在寒冷地区的同一气候条件下，由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同，为防止墙体内产生冷凝水，保温层设在外侧更为妥些。 2.高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG板)，岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年，多则上百年，材料的应用与建筑整体的寿命应同步。对于轻质的外保温复合墙体，笔者认为存在以下不足之处： (1)抗震能力差，易松散，与结构构件结合不好，整体性能差。 (2)不能承受外部装修贴、挂荷载，如：贴石材，安装装饰构件等。 (3)不能承受有振动的凿、刨的装修，如：剁斧石面层、予留洞。槽易出现冷桥。 (4)墙表面易出现裂纹。除此之外，复合墙体由于
10、框架梁拉、剪力墙的嵌入，墙体内容易造成冷桥，是保温、隔热的薄弱环节。据测定，高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的 513，因此应引起设计者重视，采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。在全社会的环保意识在不断增强，营造绿色建筑、健康住宅正成为越来越多的开发商、建筑师追求的目标。人们已不但注重单体建筑的质量，也关注小区的环境，不但注重结构安全，也关注室内空气的质量，不但注重材料的坚固耐久和价格低廉，也关注材料消耗对环境和能源的影响。同时，用户的自我保护意识也在增强。今天，人们除了对于煤气、电器、房屋结构方面可能出现的隐患日益重视外，对一些慢性危害人体健康的东西的认识也在加强，人们已经意识到“绿色”和
11、我们息息相关。绿色建筑主要有以下几点特征：建筑本身较传统建筑，其耗能大大降低。绿色建筑尊重当地自然，人文，气候，因地制宜，就地取材，因此没有明确的建筑模式和规则。绿色建筑充分利用自然，如绿地，阳光，空气，注重内外部的有效联通，其开放的布局较封闭的传统建筑的布局有很多区别。绿色建筑过程中，对整个过程都注重环保因素。在能源消耗日益增加的今天，建筑节能已是势在必行，把建筑设计与建筑节能有机的结合，利用设计达到节能的目的，大力发展和推广绿色节能建筑,对图 3于解决中国能源问题有着非常重要的意义,推广节能是一个循序渐进的过程,不可能一蹴而就。顺利推进建筑节能要加大建筑节能宣传力度,完善建筑节能市场。提高公众节能意识、认同度和社会化程度。从而使我国真正走上可持续发展的道路。
