建筑设计中节能建筑设计

摘 要：当今社会经济飞速发展,做为我国国民经济三大支柱产业之一的建筑业,在能源消耗中占的比重越来越大,在当下大力倡导节能环保的大环境下,节能建筑做为共同关注的重要问题被提上日程.本文阐述了建筑设计中节能设计的概念、现状和优势,并提出了节能建筑设计中的几点策略,充分利用自然能,降低不可再生能源消耗,促进我国建筑可持续发展.

关 键 词：节能建筑；设计；应用

随着我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就的同时,我国也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价,经济发展与资源环境被破坏的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈,能源的短缺已不容忽视,节约能源与环境保护已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外.目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,长此以往,将严重影响世界经济的可持续发展.因此,我们必须从可持续发展的战略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,降低对外界环境的污染及破坏,并为使用者提供健康、舒适与自然和谐的工作及生活空间.

1节能建筑概念

节能建筑是指遵循气候设计和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后,设计出的低能耗建筑,其主要指标有：建筑规划和平面布局要有利于自然通风,绿化率不低于35%；建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时等.目前节能建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势.一个经常被忽略的事实是：建筑在能源消耗总量中,几乎占到了70%,这一比例远远高于运输和工业领域.在发展低碳经济的道路上,建筑的“节能”和“低碳”注定成为绕不开的话题.

2节能建筑设计的现状和优势

2.1节能建筑研究及应用现状

节能建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势.在中国,节能建筑思想也越来越受到重视,并已写进国家的发展规划中.目前对于节能建筑研究较多的是建筑外窗、玻璃幕墙的应用,而对外墙、屋顶以及楼地板的研究较为欠缺.另外,夏热冬冷地区的研究较寒冷地区、严寒地区的研究多,主要是因为夏热冬冷地区采暖和空调能耗均较高,节能设计需同时考虑围护结构的保温和隔热性能,而这两者是相互矛盾的,所以,要想达到既保温又隔热的目的,有很多困难需要解决.

2.2低碳节能建筑的优势分析

2.2.1采用地毯式的建筑能使能耗显著降低.据统计,建筑在建造和使用过程中可消耗50%的能源,并产生34%的环境污染物.节能建筑则大大减少了能耗,和既有建筑相比,它的耗能可降低70%～80%.所以低碳式建筑更有利于环境的保护.

2.2.2节能建筑产生出新的建筑美学.一般的建筑采用的是商品化的生产技术,建造过程的标准化、产业化,造成了大江南北建筑风貌大同小异、千城一面,而节能建筑强调的是突出本地的文化、本地的原材料,尊重本地的自然、本地的气候条件,这样在风格上完全是本地化的,并由此产生了新的建筑美学.节能建筑向大自然的索取最小,这样的建筑,让人在体验新建筑美感的同时,能更好地享受健康舒适的生活.

2.2.3节能建筑环保理念贯穿始终.传统建筑多是在建造过程或使用过程中,考虑到环境问题,而节能建筑强调的是从原材料的开采、加工、运输、使用,直至建筑物的废弃、拆除的全过程,节能、环保理念贯彻始终,强调建筑要对全人类、对地球负责.

3推进节能建筑的措施

3.1建筑规划的节能设计

3.1.1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.

3.1.2正确选择朝向

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.

3.2建筑围护结构节能设计

建筑围护结构组成部分（屋顶、外墙、门和窗、遮阳等设施）的设计对建筑能耗与用户所处热舒适环境有根本的影响.一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%～6%,而节能却可达20%～40%.通过改善建筑物围护结构的热工性能,在夏季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,使建筑热环境得以改善,从而减少建筑冷、热消耗.

3.2.1屋顶节能

屋顶是住宅第五立面,对建筑造型起着重要作用.住宅做斜坡顶屋面,可借助屋面坡度与日照斜率相接近的特点,可再降低住宅顶层的层高.在维持平屋面住宅日照间距的条件下,既取得了改变建筑轮廓、有效地解决了屋面防水和扩大屋顶部位使用空间的效果；也减少了住宅之间的日照间距,节约了建设用地.平屋顶可采用北向的退台,既获得露天活动空间,也可缩小日照间距.

3.2.2墙体节能

墙体是建筑护结构的主体,其功能主要是承重、防水、防潮、隔热、保温.其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量,一般情况下,单一墙体材料往往难以同时满足保温、隔热要求,因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术.其一般做法是,用砖或钢筋混凝土作承重墙,并与绝热材料复合.

3.3建筑材料节能设计

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.3.4利用新能源

可再生能源在暖通空调系统中的应用包括：太阳能的应用、自然通风的应用、地下水的应用、地热（冷）的应用等.

3.4.1太阳能的应用地球拦截的太阳能辐射相当于目前全球电力消费量的1500倍,而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占理论资源量的很小一部分.太阳能在暖通空调中的应用主要有太阳能采暖和太阳能制冷两个方面.

①太阳能采暖

太阳能采暖用电作为辅助能源,驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热.

②太阳能制冷

太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷.太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统.太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成.

3.4.2自然风的应用

自然风的供冷是可再生能源在暖通空调应用中的重要组成部分.当室外空气的焓值和温度低于室内时,在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要.通常,这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间,可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷.由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量,与常规空调系统相比,在运行中不用电或少用电,既节约能源,又减少对环境的污染,同时也改善了室内空气品质.

3.4.3地下水的应用

地下水由于地层的隔热作用,其温度受气温影响很小.在暖通空调中,有些地下水可以直接作为冷源,更是热泵良好的低位热源.所以水源热泵有着良好的节能前景.

4结束语

保护环境、有效利用自然能源、削减能源负荷是新时期实现可持续发展的重要要求之一,建筑设计中应用节能技术是对可持续发展这一理念的最好回应,节能建筑将成为今后建筑设计的主打方向,建筑节能工程作为建设领域的新方向已成为我们既定的基本国策,我们应深刻认识到节能设计的重要性,从自身出发、从实际出发,设计出与实际生活和社会相适应的设计,努力使建筑能耗最低化,大力发展节能建筑,提高能源利用率,为加快建设资源节约型,环境友好型社会做贡献.