对建筑节能环保设计的探讨

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摘 要：随着国内经济建设的高速发展，由于对环境问题的忽视造成了严重的环境污染和生态破坏，至今恶化仍在继续。未来的城市建筑不能再按高能耗高污染的老模式发展，建设节能环保建筑是建筑发展的必由之路。笔者分析了当前建筑节能发展现状及建筑节能设计存在的问题，并提出了相应的解决措施，阐述建筑工程节能环保设计。

关键词：节能；环保建筑；构造

中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：

一、建筑节能发展现状

目前节能设计还处于被动地位，没有像对待防火设计、防水设计那样主动。从设计文件完成的先后和质量，可以发现不少节能设计是在被催促下完成的，使正确的计算结果不能完全落实到施工图中，建筑节能目标无法实现。

二、节能建筑设计要点

2.1优化建筑物设计的平面布局

节能建筑要综合性地考虑建筑的平面布局，包括其体形、朝向、布局等等，都要进行周全性的考虑。 一般来讲，在节能建筑的设计中，要保证其外形越简单越好，因为只有外形简单，其体形系数也就较小，其与外界交换的热量也就越少，因而其建筑节能的效果也就越好。同时，适当的建筑体形还能保证建筑材料的节约，使得在建设、运营、维护中造成的消耗减少。显而易见，建筑的朝向也直接关系到建筑本身的节能性，因为在不同的季节建筑物接收到的阳光辐射热能量以及热损失都是不同的，较为科学的建筑朝向能够使得建筑物在夏季保持良好的通风、冬季利用较多的日照且避开冷风侵袭。 当然，巧妙的建筑布局能够同样获得较好的环保节能效果。 因此， 建筑设计师可以将用户时常出入的大厅、主卧等等设置在日照、通风都较佳的南风位置，从而减少空调和取暖的能耗，为住户提供最大的居住舒适度。此外，根据调查显示，建筑物的体形系数每减小1%，建筑物的能耗最大能下降 8kWh/（㎡·a）。

2.2 围护结构设计的优化

建筑物和房间各个面向的围挡结构（包括屋顶、门窗、地板、墙面等等）可以粗分为内围结构以及结构。 内围结构基本就是指不直接和外界空气环境相接触的维护结构，如地板、楼面等等；反之则称为结构，如外门窗、屋顶等等。

2.2.1 节能结构的设计

在建筑的维护结构中，墙体占了最大的比重，其能耗约为整个楼的 1/4。 工程实践证明，和普通的外墙相比，使用节能外墙的建筑室内和室外温差可以控制在 10℃以内。 同时，外墙除了安全围护、基本承重等基本功能外，也要对其外墙体的保温进行设计。 在设计中要尽量采用隔热性能好的墙体材料进行施工。 此外，作为建筑热工特性的重要指标， 建筑体形系数也要在满足建筑其它各项指标的同时尽量减少整体的错落和凹凸，一般应该控制于 0.3 之内，住宅的整体长度应该扩大到 5.5cm 为佳。一般来说，建筑物面向南面即可以满足节能的要求。

2.2.2 外门窗

在建筑物的结构中，门窗是一个薄弱的耗热环节，基本都是薄壁的轻质结构。 在建筑物耗能方面，门窗整体散热量大约为整体建筑散热的一半，因此，节能建筑设计对于门窗的设计要点就是要改善其绝热性能。①加强外窗的遮阳效果。冬季，散热最严重的位置就是建筑外窗，相比于屋顶、墙体等结构，其能耗要高 4~5 倍，严重的影响了建筑物的能耗。 因此在建筑外窗内部增设遮阳百叶等死必须的。同时，为了要具有一定的遮阳效果，可以适当的将阳台的挑出长度加长。 ②合理选择门窗墙面面积比。 建筑门窗洞口的面积与建筑整体立面的比值就是建筑窗墙比。 根据资料显示，经过窗户传递出去的热量是相同大小墙体的 4 倍左右。 由此可见，要适当减小窗墙比，以将空调的能量损耗减少。 但是进行节能设计的时候要考虑不同地区的自然气候条件，一般来讲，南方的建筑窗墙比较北方的大一些。③要采用隔热性能较好的外窗材料，以加强建筑外窗的整体隔热性能，也可以选用效果较好的贴热反射薄膜。 ④加强外窗的保温性能。 采用中空玻璃或是多层玻璃，可以运用空气间层热阻大的特性，降低能耗。

2.2.3 屋顶

由于屋顶受到的是阳光的直接照射，建筑物的屋顶表层温度要大大高于其余围护结构， 其耗热量大约占整个建筑热量消耗的 7~8 成，有实践数据表明，夏季顶层的房屋，其室内温度要比其余层房间高 3℃左右。 由此可见，为了形成二次隔热，在设计时可以在屋顶设置隔热层或是直接将设备间设置在屋顶上，以减少屋顶温度的影响。 同时，考虑到一些因素，比如倒置式的屋顶比正置式的屋顶更加耐久；非金属的浅色屋面较深色的屋面有更高的反射率， 对于能源的消耗更加少，屋顶排水可以采用有组织的排水系统，收集到的雨水可以用于日常生活如浇花等等，这些都可以节省资源。 因此可以在选择屋顶形式时，采用倒置式、有蓄水屋、浅色的屋顶。

2.3 内围结构的节能设计

节能建筑底层的地坪或是地坪架空层一般大于外墙传热阻的一半，为了使得在冬季方便其关闭，当地坪是架空通风层时，必须在通风口设置可以活动的遮挡板块。 另外，若是空铺实木地板或是胶结强化木地板，要进行其下部结构防潮设计。

三、建筑节能的个体设计

3.1 建筑的体形与建筑节能

（1）控制体形系数。体形系数指建筑物与室外大气接触的外表面积（不计地面）与其所包围的建筑体积之比。体形系数越大，说明单位建筑所分担的热散失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明，体形系数每增加 0.01，耗热能指标约增加2.5%，一般宜控制在 0.30 以下。建筑体形系数还与建筑物的体形是否规整及建筑物的体量大小有关。一般来说，控制或降低体形系数的方法有：减少建筑面宽，加大建筑进深；增加建筑物的层数；加大建筑物的长度或增加组合；建筑体形不宜变化过多。

（2）控制表面面积系数。从获取更多的日照辐射、降低耗能的观点来看，表面面积系数越小越好。从节能意义来说，长轴朝向东西的长方形体形最好，正方形次之，而长轴朝向南北方向的长方形体型的建筑节能效果最差。

3.2 良好的构造设计

建筑的构造设计除了满足其作为建筑组成部分的基本功能要求之外，还进一步对墙体、楼板、屋顶、门窗等进行了设计，以此满足建筑在营造舒适环境的同时兼顾建筑的节能要求。例如利用物理的光学原理将吊顶设计成折线形，可利用其反光更充分地利用太阳光；设计建筑外墙时可采用新型节能墙设计，利用环境减少耗能；屋顶中庭的采光顶，采用双屋玻璃形成“呼吸外壁”，从而降低环境因素的影响；还可以在楼层板的设计中，将循环水管布置在楼板处的装修空间，冬天可热水取暖，夏天可冷水降低室温。

四、 应采取的措施

4.1 设计上的节能环保

（1）建筑规划上要提高环保节能意识，在规划设计和建筑设计过程中由于受到诸多用地环境、设计要求及商业价值等方面的影响，往往使得设计人员对环保节能兼顾不够，最为突出的就是建筑的朝向，部分建筑呈东西向，造成了室内热工环境差。

（2）建筑构造要求按控制节能进行设计。设计人员要认真执行条文条规，进行建筑节能设计。

（3）设计人员要加强建筑的通风性能，改善室内热工环境，防止西晒，利用可利用能源等方面的研究。

4.2 环保节能材料

4.2.1装饰材料。不同的装饰材料对能源的消耗不同。一间贴着深色墙纸的房间，需要的照明用电是同样大小贴着浅色墙纸房间的两倍。房间里灯具的选择同样可达到节能效果。首先，客厅等较大的房间使用多角度的装饰灯具，保证房间的各个部分都达到照明度；其次，大量使用节能灯具，可以根据自然光线的强弱调节灯的亮度；再次，鼓励住房用户使用多种规格的灯泡。不同材料对能源的利用也是不同的，应尽量选用绿色环境节能材料来建造人类家园。

4.2.2给水材料。从水质保证的角度分析，为什么自来水公司生产出的生活饮用水是合乎标准的，但终端饮用水的质量却难以保障呢？这主要是传统的管道系统多采用金属管材，而金属管材特性有四大致命弱点：易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢，这就使得二次污染的问题长期未得到解决。这些受污染的自来水中携带的细菌像无形的杀手，时时威胁着人类健康。所以我们应该全面推广使用以塑料管为主体的优质绿色管材料，从根本上解决自来水管道系统中的二次污染问题。而且绿色管材的运用还能相应节省金属的耗费，做到既环保又节能。

4.2.3维护材料。我国民用建筑的外墙围护热能损失量是发达国家的几倍甚至十几倍，我国每年建成的城镇住宅达5亿m2以上，如外墙围护面积按 1/l.2 计算，即需要建筑外墙围护 6 亿m2，所以解决外墙围护热能损耗的问题是当务之急。现在新型的建筑环保节能材料如中空玻璃、倒置式隔热保温屋面、保温砂浆、外墙挤塑板等新产品可大大提高建筑的保温性能，改善建筑热工环境，我们应该大力推广使用。

五、结语

总体来说，建筑节能环保的合理设计，是建筑业可持续发展的长久之计，在具体设计中，应依据建筑物所在地区的气候条件，针对性的因地制宜，降低能耗，增加节能环保，创造出可观的社会和经济效益。