摘要: 分析了我國建筑節能設計的重要性,從建筑節能設計的現狀及可再生能源的運用等方面深入探討了建筑節能設計方法, 以提高人們對建筑節能的認識, 促進建筑節能工作的發展。

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　　1、引言

　　隨著我國經濟的高速發展，對能源的依賴更為嚴重。目前，我國能源消費的速度超過了經濟發展速度，全社會能耗情況不容樂觀，建筑耗能已與工業耗能、交通耗能并列，成為我國能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升，呈急劇上揚趨勢。相關資料顯示，建筑能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空調等)約占全社會總能耗的30%，其中最主要的是采暖和空調能耗，約占到20%。而這“30%”還僅僅是建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例，如果再加上建材生產過程中耗掉的能源(占全社會總能耗的16.7%)，和建筑相關的能耗將占到社會總能耗的46.7%。龐大的建筑能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此，建筑行業全面節能勢在必行。

　　為降低建筑耗能，實現國家節能減排目標，勢必大力發展節能型建筑。節能型建筑已被建設部納入今后城市建設的重點發展方向，相關的指引、標準和法規也相繼出臺。筆者從節能型建筑的概念出發，對節能型建筑的設計原則、內容及方法進行探討。

　　2、建筑節能的含義及重要性

　　2.1建筑節能的含義

　　建筑能耗是指民用建筑使用過程中的能耗，主要包括采暖、空調、通風、熱水供應、照明、炊事、家用電器、電梯等方面的能耗。建筑節能側重于某個建筑物本身所采取的措施和手段，主要包含兩方面的工作：一是對新建建筑嚴格按照節能設計標準建成節能型建筑;二是對既有建筑的節能改造，即通過采取相應的節能措施使建筑能耗下降，使之成為節能型建筑。

　　2.2建筑節能的重要意義

　　目前世界范圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統能源日趨枯竭, 人類將不得不轉向成本較高的生物能、水利、地熱、風力、太陽能、核能, 而我國的能源問題更加嚴重。我國能源發展主要存在四大問題: 一是人均能源擁有量低、儲備量低;二是能源結構依然以煤炭為主,約占75%,全國年耗煤量已超過13億噸;三是能源資源分布不均,主要表現在經濟發達地區能源短缺和農村商業能源供應不足,造成北煤南運、西氣東送、西電東送;四是能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發達國家低10%。

　　3、建筑節能設計的現狀

　　3.1能耗高，能源利用率低

　　現階段，我國的能源資源依然很匱乏，建筑能耗在全社會總能耗中所占的比重越來越大，而且建筑能耗總量也在逐年上升。其次，我國當前單位建筑面積采暖能耗相當于氣候條件相近的發達國家的2～3倍，建筑用能浪費極其嚴重。規劃設計缺乏節能意識，也是我國建筑能耗高的一個重要原因，由于缺乏規劃設計方面的技術和人才，未能將規劃設計中的節能意識落到實處，增加了能源的浪費率。

　　3.2節能標準缺乏體系化

　　當前我國建筑節能標準被分散到不同專業的標準體系，依然沒有形成獨立的體系，建筑節能涉及各專業學科以及建筑物建設等環節。由于其標準技術內容沒有進行統籌部署，也沒有充分利用各種專業技術，因此，很難實現最大的節能效果，減低了執行率。

　　3.3節能設計存在誤區

　　減少能源消耗，科學高效用能是實現建筑節能設計的內涵。但是在建筑節能設計方面還存在這樣的誤區：一方面，不少建筑設計人員認為建筑節能與建筑創造之間是對立的，建筑節能設計會成為影響建筑設計創造的枷鎖;另一方面，近年來，建筑師受地源熱泵，熱電聯產等新概念的影響，搖身一變成為綠色，節能，環保建筑的“專家”，節能也逐漸成為建筑設計的主流，但是對于節能技術的適應性缺乏充分的考慮，導致很多弄巧成拙的事情發生，使真正意義上的節能建筑失去了發展的空間與潛力，對于節能的長遠發展造成了很大的負面影響。

　　4、建筑節能設計原則

　　4.1平面的建筑節能設計

　　由于我國地處北半球,太陽高度角和方位角變化規律使南朝向為最為節能的建筑朝向,此朝向夏季可減少太陽輻射得熱,冬季可增加太陽輻射得熱,而且此朝向建筑與我國夏季盛行的東南風差不多成垂直關系,容易形成穿堂風,而又避開了冬季盛行的西北風。因此,將住戶長時間活動的居住空間(如廳、主要臥室)設于日照通風條件最佳的南向位置,利用自然環境使室內達到最大的舒適度,為住戶節約采暖和空調的能耗。而南北向建筑可以獲得最多的南朝向房間,所以建筑平面宜設計成南北向。對于日照、通風條件較差的北朝向與長時間接受太陽輻射的東西向可布置些平面功能比較次要的電梯、樓梯、管道井、機房、衛生間、廚房等,以擋住日照直接照射主要房間,避免冬季西北風灌入。經調查,在其他條件相同的情況下,南北向的多層建筑的傳熱耗熱量比東西向可降低5%左右。

　　4.2墻體的節能設計?

　　墻體是建筑外圍護結構的主體，我們可以采用保溫性能好、蓄熱能力強及強度較低的砌塊墻體，如加氣混凝土砌塊。也可以采用復合墻體的形式，如內保溫復合墻體、外保溫復合墻體、夾芯復合墻體等。但內保溫復合墻體由于熱橋對保溫的影響較大，國家已經開始限制使用內保溫復合墻體使用。而且從長遠來看，外墻外保溫的效果明顯高于內保溫。由于復合墻體能滿足圍護結構各種功能的要求，因此這種采用高效保溫材料與磚砌的復合墻體，有著更多的優越性。

　　4.3屋面的節能設計

　　在建筑物受太陽輻射的各個外表面中,屋面是接受太陽直射時間最長的部位,因此受輻射得熱也是最多的,相當于東西向墻體的2～3倍,所以它的保溫隔熱也顯得尤為重要。采用倒置式屋面將憎水性保溫材料設于防水層上,可有效防止傳統屋面構造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問題。

　　另外,利用屋頂種植花卉、灌木(如彩葉草、三色堇、麥冬草等)形成生態型屋面,既可阻擋熱源,減少溫室氣體的排放,達到保溫隔熱效果,又可美化環境,改善城市氣候,做到一舉兩得。種植的土壤在吸水飽和后會自然形成一層憎水膜,可起到滯阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤導熱系數小,有很好的熱惰性,不隨大氣氣溫驟然升高或下降而大幅波動,有利于屋面的保溫隔熱。同時,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是節能屋面的有效措施。利用水蒸發可帶走大量的熱,從而有效減弱屋面的傳熱量和降低屋面溫度。

　　4.4門窗的節能設計

　　外門窗是耗熱的重要渠道,它既是太陽輻射的得熱部件,又是主要的失熱部件,傳熱系數約為墻體的3～4倍,是節能的重點部位,所以合理確定窗墻面積比是節能的重要措施之一。對于住宅設計應避免少做落地窗、飄窗等。外墻門窗設計除滿足自然通風外,設計中應該強調東西南北開窗有別,不同功能房間開窗有別。面對冬季主導風向的立面,應盡量減少開窗面積。設置外窗部位,應提高外窗的密封性能(如選用膠條密封而不是毛條),選用好的窗型(如平開窗氣密性相對較好),門窗配件,提高窗框的隔熱性能(如采用塑料型材、鋁合金斷熱型材、玻璃鋼型材、鋁木復合材料等),減少窗框的外露面積,采用保溫隔熱性能好的玻璃(如中空玻璃、鍍膜玻璃等)。根據國內外大量應用經驗證實,采用雙層玻璃塑料鋼窗是較好的選擇。

　　4.5建筑規劃設計

　　建筑節能規劃設計技術主要通過合理選擇建筑選址、分區、建筑布局、道路走向、建筑方位朝向、建筑體形、間距，適當利用季風方向、太陽輻射和建筑外部環境達到改善建筑氣溫舒適度，節約能量。在建筑布局中要充分考慮夏季有利的主導風向(通風致涼)和避免冬季不利的主導風向(避風保暖)，綜合考慮采光、通風、保溫和防曬等因素，合理安排群體布局和建筑朝向。

　　5、可再生能源的建筑運用

　　5.1太陽能技術

　　目前主要的太陽能利用方式有:

　　1)被動式太陽能熱水系統,利用太陽能集熱器或真空管吸收太陽輻射熱, 為用戶提供生活熱水。

　　2)主動式太陽能系統, 在太陽能居室采暖方面具有更大的選擇性, 但需要外在能源啟動運行, 并需借助電扇或泵等裝置來轉換和傳遞太陽能, 以此獲得生活熱水或提供居室供暖。

　　3)太陽能光伏發電系統。

　　5.2地源熱泵技術設計

　　利用地下水、深層土壤和水庫、湖泊等深水層受自然季節氣候影響小、溫度相對保持穩定的特點, 通過水作為媒介, 與地能(地下水、土壤或地表水) 進行冷熱交換提供熱泵的冷熱源。冬季地能作為“熱源”, 從地下或水中“取”出來, 供給室內采暖。夏季作為“冷源”, 供室內致冷,同時將室內熱量釋放到地下水、土壤或地表水中, 貯存起來作為冬天采暖的“熱源”。地源熱泵系統根據換熱方式的不同分為:土壤源熱泵系統、地下水熱泵系統、地表水熱泵系統等。因不同工程的地質條件、地表環境、地表土壤、場地狀況等有所不同, 需因地制宜地選擇設計不同的換熱方式。

　　6、結語

　　隨著經濟社會的飛速發展和人民生活水平的不斷提高，人們對生活品質的要求更加高端，能源利用就面臨著更加巨大的壓力。在能源危機這個全球性問題面前，建筑節能尤為重要。對正在崛起的我國來講，在建筑中積極利用節能設計，提高能源利用效率，能夠大大緩解能源緊缺狀況，促進我國國民經濟建設的可持續發展。