浅谈如何在建筑规划设计中实现建筑节能

浅谈如何在建筑规划设计中实现建筑节能

发表时间：2018-04-04T11:17:42.253Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第31期 作者： 钟诗平

[导读] 文章就如何在建筑规划设计中实现建筑节能进行探讨。

崇义规划建筑设计院 江西省崇义县 3413000

摘要：由于近年来能源损耗严重以及建筑行业能源的使用量逐年增加，建筑节能在整个建筑过程尤其是建筑规划设计中越来越具有不可忽

视的地位，最大化实现合理的建筑节能，不但能够有效减少能源的损耗和浪费，还能显著提高建筑的经济效益和社会效益。文章就如何在

建筑规划设计中实现建筑节能进行探讨。

关键词：建筑；规划设计；节能

能源短缺问题已经引起世界各国广泛的关注，由于缺乏能源，许多地区的经济发展都受到了限制。在我国的社会能耗中，有约20%

~25% 的比例消耗在建筑中，这就意味着节约能源无法避开建筑节能。而随着人们的生活水平和经济能力的提升，人们开始意识到节能建筑的出色价值，并比过去更加愿意为节能建筑支付更高的价格。我国的建筑市场中节能建筑已经占据了一定的优势地位。我国未来对节能

建筑的需求会更高，而节能降耗则是我国的一项重要国策，做好节能建筑是提高我国建筑水平的必经之路。

1 建筑节能的概念与发展方向

建筑节能指的是通过在建筑规划、设计、建造、使用阶段中，利用可再生能源、可循环材料、节能型技术等方式，使建筑内环境成为一个节能系统，在保障建筑的使用功能的基础上，使建筑能耗最大限度地降低。因此，建筑节能并不会降低人们的生活水平，相反，它会

令人们的生活更加舒适。建筑能耗主要出现在室内采光、供暖、空调、炊事等方面，家用电器和电梯也占有相当的比例。

要达到建筑节能的目标，就要做到低消耗、少排放，增加可再生能源的使用，制定资源节约型目标，并将这个目标和建筑功能融合起来。遵循绿色环保、生态和谐的原则，建筑节能要尽量做到因地制宜，尽量采用本地的材料，规划设计中采用当地文化特色，考虑自然、

天气、地理等条件，让建筑最大限度地从外界的自然环境中获得能源，并减少对外界自然环境排放副产品。通过在通风、换气、采光、日

照、采热、降温和节水等各个环节的节能设计处理，既降低了建筑能耗，又营造了舒适、自然、健康的建筑环境，保护了生态环境。

2 建筑规划设计中实现建筑节能

2.1建筑选址

在建筑选址上应同时考虑节能和节地这两个因素来实现绿色建筑的营建。恰当的建筑选址，充分合理利用地形地貌条件，将影响建筑室内外热环境和空调能耗的大小。在建筑节能设计时，充分利用地形地貌条件取得建筑穿堂风效果，对于改善夏季热环境，节约空调能耗

是不言而喻的。

建筑不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹地里，由于冬季冷气流在凹地里形成对建筑物的 “霜冻”效应，会相应增加建筑采暖的耗能量。因此，建筑应该布置在向阳、避风的平地或山坡上。这是建筑节能、提高采暖效率的先决条件。在选择建设用地时，应保护现有的自然生

态环境资源，充分利用已有市政基础设施，提高其使用效率。通过合理选用废弃场地进行建设，改良荒地和废地，将其用作建设用地，提

高土地的价值，有效地利用现有的土地资源，提高环境质量，这是节地的首选措施。另外可以通过开发利用地下空间，以提高土地利用

率，实现节地目的。建筑体型从节能的角度考虑，合理的建筑形态设计不仅要求体形系数小，而且需要冬季辐射得热多，且能避开寒风侵

袭。

2.2绿化环境设计

绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改善气温、是改善居住区微环境、改善室内热环境、节约建筑能耗的有效措施。居住区绿化有良好的调节气温和增加空气湿度的作用。植物的蒸腾作用和光合作用都能吸收太阳辐射热，这就起到了调节空气温湿度

的作用。

绿化可改善室内热环境降低室内采暖空调能耗。植物通过蒸腾作用将消耗大量潜热, 从而降低了太阳辐射和建筑周围的热空气对建筑的热作用。由于种植植被能遮挡大量的太阳辐射热, 避免太阳直接辐射进入室内, 使传入室内的热量大大减少, 从而降低了建筑室内气温, 节

约建筑空调制冷能耗。研究表明, 如果在住宅区增加的绿化覆盖率, 可使空调能耗降低20% 以上。

绿化可降低噪声。绿化对噪声有较强大吸收衰减作用, 树叶与树枝间的空隙形成类多孔吸收材料可吸收部分声能, 同时还可通过与声波发生共振吸收部分声能, 特别是高频噪声。采用常绿针叶林配以灌木和草坪是降低街谷噪声较为有效的方案。

绿化可减轻空气污染。植物, 尤其是树木有吸收有害气体, 吸滞烟灰、粉尘和细菌的作用。枝叶茂密的树木对烟灰和粉尘有明显的阻挡、过滤和吸附的作用。因此,绿化可减轻城市大气污染, 改善大气环境质量。

因此, 在居住区规划设计时, 应进行绿化设计, 采用足够的绿地和水面, 严格控制建筑密度, 尽量减少水泥地面, 利用植被和水域减弱热岛效应, 改善居住区热湿环境, 同时还可以通过绿化调节碳氧平衡、减弱温室效应、减轻城市大气污染、 降低噪音、 遮阳隔热。

2.3建筑围护结构的节能设计

围护结构用以抵御外部环境的侵袭, 阻挡外来的噪声、 热能、射线等的干扰,一般分为竖向围护结构（内墙、外墙和隔断等）和水平围护结构（如底层的地面、层间的楼板、屋盖或天棚等）。提高围护结构的热工性能, 是降低建筑能耗的重要手段。而外围护结构（外墙、外

门窗、屋面）的作用是使建筑物室内受到遮护, 以不受室外气候变化的影响。如果仅从室内的冷热角度来考虑, 则外围护结构的作用就是为

了防热御寒, 使室内形成温暖舒适的环境。因此, 外围护结构的保温隔热性能在整个围护结构的节能设计中占极大的比例。我国的建筑外

墙、屋面单位面积能耗为发达国家的3~5倍；窗户的单位面积能耗为发达国家的2~3倍；因此我国建筑围护结构技术节能潜力为

50%~80%。

2.4外墙节能设计

外墙的节能设计就是要提高其热工性能。即是说要起到良好的保温隔热效果。外墙的制冷节能原理是提高外墙的保温隔热性能。开发使用蓄热材料作为建筑围护结构可以延缓日照等因素对室内温度的影响, 使室内温度更稳定, 更均匀。例如针对玻璃幕墙能耗高、室内空气

质量差等问题利用双层或三层玻璃作为围护结构, 玻璃之间留有一定宽度的通风道并配有可调节的百页。在冬季, 双层玻璃之间形成一个阳光温室,增加了建筑内表面的温度有利于节能。在夏季, 利用烟囱效应对通风道进行通风, 使玻璃之间的热空气不断地被排走, 达到降温的目

的。同时在除尘、降噪等方面大大优于直接开窗通风并能很好地解决高层建筑的紊流问题。采用外隔热保温技术, 强化外围护结构的隔热,

尤其是外墙外表面层的隔热、 保温, 将室外热作用尽可能地在围护结构外表面层与建筑外部环境之间转化。开发外隔热保温新型复合墙体

材料和外隔热保温材料, 使建筑室内气温受室外温度波动影响小, 且有利于保护主体结构, 避免热冷桥的产生, 起到良好的保温节能效果。而

提高建筑外墙热工性能的技术措施,大致有两种：一种是单一保温外墙, 即选用保温隔热性能较好的能满足建筑节能设计标准的墙体材料作

外墙；第二种是采用复合墙体即在主体外墙上增加保温材料, 形成复合墙体。发展高效保温节能的复合墙体是外墙节能的根本出路。

2.5外门窗节能设计

门窗是建筑物外围护结构的开口部位, 是室内外沟通的主要渠道, 不但要有优良的保温、 隔热、隔声性能, 还要满足人们采光、日照、通风、视野等基本要求。在建筑围护结构的门窗、墙体、 屋面、地面四大围护部件中, 门窗的绝热性能最差, 是影响室内热环境质量和建筑

节能的主要因素之一。提高门窗的保温隔热性能是降低建筑长期能耗的重要途径。在建筑门窗的诸多性能中, 门窗的隔热保温性能、空气渗

透性能、雨水渗漏性能、抗风压性能和空气隔声性能是其主要的五个性能, 其中前两个性能是直接影响建筑门窗节能效果的重要因素。门窗

的保温和隔热与玻璃、门窗框的材料及构造以及其气密性有关。要提高门窗的节能效果, 就需要加强门窗的保温隔热性能, 即采用导热系数

小、耐水性能和抗压性能好的玻璃及窗框材料（即加强门窗框料的阻热性能）, 同时对框与扇和扇与扇之间以及扇框与镶嵌材料之间的缝隙

加以密封,增强其气密性和密闭性能, 减少门窗的空气渗透量；利用空气间隔层增加门窗传热阻控制建筑朝向及窗墙面积比, 开窗面积不可太

大, 减少固定窗增加窗户可开启面积增设活动隔热层；选择适宜的窗型；加强门窗的遮阳措施, 即应合理地设计挑檐、 遮阳板、 遮阳篷和采

用活动式遮阳措施（如推拉式活动遮阳、旋转式活动遮阳）；选择节能玻璃。另外还应开发并使用新型建筑门窗材料, 使用新型玻璃如低辐

射镀膜玻璃、 中空玻璃、 断热式窗框等。

2.6屋面节能设计

屋面的耗热量虽然占整个建筑耗热量不多, 但对顶层住户的居住质量影响很大。对于屋面的节能设计主要应从增强屋面的保温隔热性能入手, 即采用轻质高效、 吸水率低或不吸水的可长期使, 性能稳定的保温材料作为保温隔热层, 同时应改进屋面构造, 使之有利于排除湿

气。 目前, 对节能有利的屋面构造形式有坡屋、 倒置式屋面、外保温屋面、双层通风屋面、 阁楼屋面、 蓄水屋面、种植屋面、 “冷 ”屋面

等。其中, 种植屋面、坡屋面是夏热冬冷地区较为适宜的屋面设计方式。“冷 ” 屋面一般指反射率大于0.65和热辐射系数大于0.75的屋面 。

“冷”屋面能减轻空调负荷。屋顶颜色越浅, 节能效果越好。采用白色屋顶能取得很好的节能效果。个人认为种植屋面是一种较理想的屋面节能设计, 它不仅可以起到保温节能的效果, 同时适宜地种植植物也可起到美化城市环境的作用。同时由于屋面不直接接受太阳的直射, 延长了

各种材料的老化时间, 增加了屋面的使用寿命。

3节能材料与材料资源利用

3.1节能材料

节能材料从字面上来讲就是能够节约能源、减少能源消耗的材料。目前普遍用于建筑的节能材料主要是保温隔热材料。而建筑绝热材料根据其自身的特点, 是一种极好的节能保温材料。

3.2绝热材料

绝热材料是指对热流具有明显阻抗性, 用于减少结构物与环境热交换的一种功能材料或材料复合体。绝热制品（保温、隔热制品）是指将绝热材料加工成至少有一个面与被覆盖表面形状一致的各种绝热制品。绝热材料具有表观密度小、多孔、轻质、疏松、导热系数小的

特点。一般来说, 材料的表观密度和导热系数越小其保温隔热性能越好。

绝热材料有很多类型。按材质可分为无机绝热材料、有机绝热材料和金属绝热材料三大类；按形态可分为纤维状、微孔状、气泡状和层状等四种。目前广泛使用的保温隔热材料有岩棉、 矿渣棉、玻璃棉及制品；膨胀珍珠岩及制品；泡沫塑料；膨胀蛙石及其制品；微孔硅

酸钙制品；泡沫石棉；铝箔波形纸保温隔热板等。

3.3建筑节能墙体材料

节能建筑要求建筑的围护结构有良好的保温隔热、 轻质高强、 经济合理的特性。目前运用于节能建筑的新型墙体材料主要有蒸压加气混凝土砌块, 多孔、空心砖, 金属面夹心板等。金属面夹心板目前有金属面聚氨酷夹心板、金属面聚金属面苯乙烯夹心板、金属面岩棉夹

心板等制品。

3.4建筑节能门窗材料

（1）门窗框材料

目前, 我国常用的门窗框材料有木材、 钢材、 铝合金、 塑料。按门窗框材料的不同可将门窗分为木门窗、钢门窗、铝合金门窗、塑料门窗、复合材料门窗。木、塑料的隔热保温性能优于钢、 铝合金, 但钢、铝材料经断热处理后, 与塑料或木材复合, 则可显著降低其导热系