基于节能理念的建筑设计研究

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　　摘要：针对我国建筑节能工作现状，探讨了基于节能理念的建筑设计。本文首先概述了建筑节能的内涵，然后主要从整体及外部环境、单体以及采暖空调等角度对建筑节能设计进行了较为详细的探讨。
　　关键词：节能设计；建筑设计；建筑节能
　　
　　0 引言
　　建筑系统本身是巨大的消费者，建筑能耗在人类总能耗中所占比重约为40%。因此，要求在设计过程中根据可持续发展原则，贯穿节约能源、资源的思想，减少对自然环境的污染和破坏，是每个建筑师的神圣职责。基于节能理念的建筑设计的目的是在满足热舒适性及采光等的要求的前提下，在住宅建筑设计中实现低能耗、克服严重的环境污染、采取节约型建筑技术体系。
　　1 建筑节能的内涵
　　所谓建筑节能，就是在满足居住舒适性要求的前提下，在建筑中使用隔热保温的新型墙体材料和高能效比的采暖空调设备，达到节约能源、减少能耗、提高能源利用效率之目的。建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾、改善人民生活工作条件、减轻环境污染、促进经济可持续发展的一项最直接、最廉价的措施，也是深化经济体制改革的一个重要组成部分。
　　建筑节能分为广义的建筑节能和狭义的建筑节能，而目前节能的主要工作是针对建筑物的设计过程和设备的能效控制属于狭义的建筑节能范畴。
　　无论是广义的建筑节能概念，还是狭义的建筑节能概念，其节能的内涵应该包括两个方面的内容：一是节能绝对不等同于能耗绝对数量的降低，绝对不应该以牺牲室内环境质量为代价。二是节能的关键因素在于能源使用效率的提高，最终的目标是实现室内人工环境与自然环境的和谐统一。
　　2 基于节能理念的建筑设计
　　2.1 整体及外部环境的节能设计
　　建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周嗣气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能降耗的目的。
　　2.1.1合理选址
　　建筑选址主要是根据当地的气候、土质、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。
　　2.1.2合理的外部环境设计
　　在建筑位址确定之后，应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求，应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境，创造建筑节能的有利环境，主要方法为：1）在建筑周围合理布置树木、植被，既可有效地遮挡风沙、净化空气，还能遮阳、降噪，从而减少空调能耗；2）创造人工自然环境，如在建筑附近设置水面，利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
　　2.2 单体的节能设计
　　单体的节能设计，主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计，以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等，来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件，以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
　　2.2.1建筑各部位的节能构造设计
　　建筑各部位的节能构造设计，主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外，通过对建筑各部位（屋顶、楼板、墙体、门窗、粱柱等）的造型、结构、材料等方面加以进一步优化设计，充分利用建筑建筑材料自身特性的有利条件，减少能耗和改善室内微气候环境，从而达到节能的效果。具体有以下五个方面：
　　（1）屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，也是建筑室内与外部空间能量发生交换，造成室内能量损失的主要部位之一。通常主要采取以下节能措施：1）采用坡屋顶；2）屋面设保温层；3）根据不同地区需要，设置保温隔热屋面（架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等）。
　　（2）建筑外墙体的节能设计。墙体是建筑室内与外部空间接触面积很大，容易造成室内能量损失的部位。墙体的节能设计，除了适应不同地区的气候条件，正常做好墙体保温、防潮、隔热等措施以外，还应体现在改善微气候环境条件的特殊构造上。
　　（3）建筑门窗的节能设计。据统计资料，在我国既有的高耗能建筑中有40％的耗能是通过门窗散失的。因此，解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计主要考虑以下几个方面：1）控制建筑不同朝向的窗墙面积比，从而减少不利朝向外窗的能量损失。如在寒冷地区，尽量减少北向开窗面积可以有效减少建筑冬季能耗损失；2）设置各种形式的外遮阳：我国节能标准中规定，夏热冬暖地区、夏热冬冷地区中，夏季制冷负荷大的建筑的外窗（包括透明幕墙）设置外部遮阳；设置外遮阳后，建筑的夏季制冷能耗会有比较明显的降低；3）合理地组织门窗的通风换气，尽量采用自然通风，少用、不用空调通风；4）选择节能性能高的建筑门窗和幕墙：建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念，把节能和合理利用太阳能、地下热（水）能、风能结合起来。
　　2.2.2合理的建筑空间设计
　　合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔（平面分隔和竖向分隔），以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。
　　3 采暖空调设计
　　按采暖空调所采用冷热源不同可分为电力空调、水媒空调、地源热泵空调。设计者可根据这些空调系统的初投资和运行费用，通过模拟量化，计算初投资的费用，年平均耗能量、能源费用、维护费，在满足节能有关要求前提下，根据其经济性确定选用什么形式的空调系统，地源热泵空调系统作为使用可再生能源，具有技术先进、经济合理、性能安全可靠、节能环保等优点，受到广泛应用，住房与城乡建设部在全国各地大力推广与试点。按热源不同，可分为土壤源热泵空调、空气源热泵空调、地表淡水源热泵空调、海水源热泵空调、污水源热泵空调。
　　4 结语
　　在可持续发展成为全世界所追求的目标时，建筑行业也在关注能源以及环保的可持续发展问题。在中国，建筑能耗目前占国民经济总能耗的25%左右，且呈递增趋势，因此开展建筑节能工作有巨大潜力。建筑能耗不仅仅影响国家能源供应，而且能源使用效率的高低还影响环境。作为设计人员，一定要将节能进行到底！

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