对建筑设计节能的探讨
【摘要】随着能源的渐渐减少，建筑业又快速发展，各个国家已经把节约能源作为了重要关注的课题，在建筑设计方面也提倡环保节能的设计。
建筑节能将是世界经济健康发展的主流趋势，也是我国落实科学发展观、实现可持续发展的迫切需要。
就此，本文结合工作经验对在住宅设计中节能的措施进行简要分析。
【关键词】住宅建筑；建筑设计；节能；可再生能源
1、节能设计的作用
随着国家及人们对住宅要求的越来越高，环保意识的增强、人力的倡导节约能源等一些问题。
国家在建筑节能问题上，先后制定了批技术标准规范，如：国家建设部于2005年发布了《公共建筑节能设计标准》（gb50189—2005）等，对于建筑节能设计人员，一定要以标准、规范的颁布的节能设计标准操作，对保护环境，节约能源起到的带头的重要作用。
2、住宅建筑的节能设计要点
2.1 住宅建筑的布局和体型
住宅建筑节能设计所涉及的自然地理环境、小区规划中建筑群体的朝向、体型、间距、高度以及道路网的布局，广场绿地的分布等都会影响规划区的微气候，影响建筑的日照和通风，由此影响到建筑的能耗。
住宅建筑布局和体型优化设计要充分结合当地的自然环境因素、气候特征、建筑功能、居民行为活动特点等囚素，从布局、朝向、间距、夏季主导风、太阳辐射及建筑外部环境构成等方
面进行考虑。
比如：住宅朝向的选择，尽量采用南北朝向，避免东西朝向，以期有利于夏季的自然通风，冬季增长日照时间。
在建筑设计中，考虑到建筑节能的需要，应尽量减少建筑形体的凹凸，体型系数宣控制在0．3以内，住宅进深应扩大到10m以上，以1014m 为宜，住宅长度以55m左右较为适宜。
此外，在总体规划中，应合理选择热源形式，优化布置室外供热管网，以减少热传输的损失。
2.2 住宅建筑的平面设计
住宅建筑平面设计中，主要考虑建筑平面形状、热环境分布以及温度阻尼区的设置等方面的因素。
住宅建筑平面形状应规整，尽量减少外围护结构面积，增加冬季直射室内的阳光，减少夏季太阳辐射。
比如把房屋外墙面积大、开窗多的一面正对太阳辐射强度大的南向，使建筑在冬季可以有效地收集太阳能，北侧外墙只开设小窗，主要满足通风的需要，而东西方位不开窗或开小窗。
热环境分区中把要求较低的厨房、厕所、过厅布置在北向。
而尽量争取将居室布置在南向，充分利用太阳能，保持冬季室内有较高的温度。
住宅建筑中设置一定的温度阻尼区可有效地减少传热损失。
例如，楼梯间由过去的开敞式改为封闭式，楼梯间设窗；北向单元入口均设门斗，避免冬季西北风灌入：对屋面上入孔做密闭处理，使整个楼梯间形成一个温度阻尼区。
2.3 围护结构及材料设计
住宅建筑的围护结构，由包围空间的将室内与室外隔开的结构材料和表面装饰材料构成，在建筑围护结构中，屋面、墙体、门窗
和地面是建筑能耗的四大部位，所占能耗比例依次为屋面22％，墙体24％，门窗33％，地面15％。
围护结构必须平衡通风和采光的需求，并提供适合建筑地点气候条件的热湿保护。
围护结构的热工设计对于建筑在运行中的耗能是一个主要因素。
2.3.1 屋面节能
屋面的面积在整个围护结构中比例不大，但是对于顶层房间而言却是非常重要。
因此，屋面节能措施的要点：
（1）屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大；
（2）屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果。
现在，屋面保温节能多采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、浮石沙保温屋面和倒置式保温屋面等节能屋面。
南方地区更强调隔热效果，可采用种植屋面、高反射率屋面或遮阳屋面。
2.3.2 墙体节能
墙体节能技术多采用复合墙体节能。
复合墙体节能是指在墙体主体结构基础上增加一层或几层复合的绝热阻燃保温材料来改善
整个墙体的热工性能。
复合墙体节能多采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚氨酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料以及复合墙体，降低外墙的传热系数。
根据复合材料与主体结构位置的不同，主要分为内保温技术和外保温技术两大类外墙内保温施工，是在外墙结构的内部加做保温层。
外保温是目前大力推广的一
种建筑保温节能技术。
外保温与内保温相比，技术合理，有其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。
外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造，适用范围广，技术含量高；外保温层位于主体结构外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命，有效减少了建筑结构的热桥，增加建筑的有效空间，同时消除了冷凝，提高了居住的舒适度。
在南方地区，尤其是夏热冬暖地区应注重采用浅色外饰面，减少太阳辐射吸收系数。
2.3.3 外门面节能
据统计，通过外窗的热损失占建筑能耗的35%～45％，可见外窗是建筑围护结构中比较薄弱的部位。
外窗的窗框材料、玻璃品种及有无遮阳措施都会显著影响其热工性能。
普通的单玻铝合金外窗的传热系数为6.4w／m：?k，是墙体的六倍。
因此，应使用新型保温节能外窗。
外窗玻璃应尽量选择中空玻璃、吸热玻璃、反射玻璃等。
目前热工性能较好的外窗采用双玻中空双腔充惰性气体（厚度为
40mm）玻璃，窗框为铝合金断热桥型材，这种外窗的传热系数可达到1.5w／m?k。
此外，窗墙面积比也是影响建筑围护结构节能的主要因素。
确定窗墙面积比要综合考虑多方面的因素，其中主要因素是不同地区冬夏季日照情况（日照时间、太阳总辐射强度、阳光入射角）、季风、室外温度、室内采光设计标准及外窗开窗面积等。
一般外窗的保温性能比外墙差很多，窗墙面积比越大，暖通空调系统能耗越大。
因此，应在保证自然采光的前提下合理控制窗墙面积比，一般北向不大于25％，南向不大于35％，东西向不大于30％。
3、利用可再生能源的节能设计
太阳能是常被建筑利用的可再生能源，它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。
太阳能与建筑结合为我们有效利用可再生能源提供了一个理想途径。
建筑物利用太阳能的方式有被动式和主动式两种。
被动式利用太阳能是指建筑物直接利用太阳辐射的能量使其室内冬季最低温度升高、夏季最高温度降低。
主动式利用太阳能是指通过一定的装置将太阳能转化为人们日常
生活所需的热能和电能。
目前，已有很多利用太阳能的建筑实例，值得进一步推广。
在利用太阳能的时候，要把太阳能装置和建筑有机的结合起来。
太阳能热水系统的应用越来越广泛，建筑师要了解太阳能热水系统装置的组成及各部分要求，研究太阳能集热装置在建筑上可能的位置，将太阳能热水系统的集热装置与建筑有机的结合，做“相加”设计。
即从建筑设计伊始就将太阳能系统包含的所有内容作为建筑不可或缺的设计元素加以考虑，巧妙地将太阳能系统的各个部件融入建筑之中“相加”设计，使太阳能系统成为建筑组成不可割的一部分，而不是附加的构件。
太阳能系统与建筑的整合，是多学科、多方面参与合作的综合性事业。
太阳能在建筑上的应用不仅可以节省能源，更重要的是有利于保护环境。
利用太阳能供电、供热、供冷、照明，最终实现绿色能
源的建筑，是世界上许多发达国家的热门研究课题，也是21世纪一个应用面很广、需求量很大的多学科交叉的综合性课题；这是太阳能利用的一个引入注目的发展趋势。
4、结语
建筑节能是一项系统工程，作为设计行业的人员，在对建筑进行节能设计的同时应根据当地资源条件，因地制宜，就地取材，合理利用。
在住宅建筑设计中，如果要达到高舒适度、低能耗标准，需要较多的技术支撑和设计经验，设计师要充分考虑住宅建筑布局和体型系数、建筑平面设计、建筑外围护结构的优化设计、内部各技术系统之间的配合、生态能源系统的应用等方面的因素。
只有在住宅设计中采取有针对性的节能措施，才能进一步节约能源，提高建筑的舒适度。
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