关于房屋建筑节能设计中的应用

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摘要：本文根据笔者从事房屋建筑节能设计工作多年的实践经验，分析了当前建筑节能设计中存在的问题并进行了探讨，可供同行进行参考借鉴。

关键词：房屋建筑；节能设计；应用

中图分类号：S210.4 文献标识码：A

一．我国节能设计的应用现状

我国节能技术推广起步较晚，与发达国家相比，能源浪费十分严重。在节能建筑推广中还存在几方面的问题：政策不配套，缺乏激励机制；建筑节能管理工作体制不顺、监管体系不健全，造成执法不严、监督不力；对建筑节能的投入太少，资金投入水平低下，建筑节能缺少基础研究；建筑节能标准不完善、不配套等。住宅是一个完整的整体产品，各个专业、各个部门要加以协调配合，共同保证合理的节能，达到节能的要求。现在很多建筑师片面追求外观，大量的使用大面积的外墙和外飘窗，给节能制造了很多障碍。目前建筑市场真正的高舒适低能耗建筑还极少，绝大多数建筑都是在利用各种名词进行操作，仅仅对一两项高新技术进行简单的拼装就标榜自己是生态节能建筑。根据当前中国的经济状况，应该提倡一种低成本、高效益的节能技术推广，即以建筑节能设计为主要手段，而非盲目花费很大的人力、物力和财力。

到目前为止，我国建筑节能工作的领域和范围得到了一定的扩展，建成的节能建筑逐年增加。另外，太阳能和新能源在建筑上的应用工作也进展迅速。我国建筑节能是从采暖地区的居住建筑开始的。另外，已经在一些城市开展了建筑供热计量收费体制改革的试验，建立了一些公共建筑节能试点，并对既有住宅进行了示范节能改造。

二．房屋建筑节能设计措施分析

2.1墙体保温系统

墙体保温分为建筑内保温和建筑外保温两种。相对外墙内保温而言，外墙外保温的保温效果更理想，取暖成本大幅下降，并可完全避免热桥，因而采用外墙外保温是在经济条件允

许的情况下较好的选择。在实际的建筑设计应用中，外墙的保温系统应用的较多。外墙体在建筑设计中主要有以下构造要求。

（1）主墙体构造。砌砖或混凝土承重墙厚度由结构受力确定，表面应平整、牢固，达到粘贴聚苯板的条件。在混凝土墙外侧表面留有预埋铁件时，要涂刷防锈材料。

（2）窗口构造。砖砌复合墙的窗口过梁要做出槽口，以便聚苯板贴到窗边，混凝土复合墙在门窗口四周也要留出槽口，沿槽口贴聚苯板；窗口下的内外窗台之间做一道保温层，可避免窗口四周出现热桥。

（3）檐口构造。檐口是外墙和屋面相交的部位。外墙到此收头；屋面排水与一般挑檐屋面做法相同；要求屋顶保温层搭过墙身，与外墙保温层交接，防止顶棚四角结露。

（4）勒脚和首层处构造。在勒脚和首层处的装饰保温层要增加一道纤维增强层，并要将玻璃纤维增强层包括底边。由于墙体外保温技术在国内应用和推广的时间不是很长，一些建筑设计人员对于各种外保温技术还没有很好的认识和掌握，对于外保温的一些做法还存在着模糊的观念。

2.2建筑遮阳系统

建筑设计人员在实际的设计中，可以根据业主的要求和当地的自然环境条件，灵活应用不同类型的遮阳措施。具体主要可以做到以下几点要求：

（1）因地制宜的原则。由于各地的地理纬度、气候的差异，各地建筑的遮阳时间不尽相同。夏热冬冷地区不仅夏季炎热，而且冬季寒冷，采光保温与夏季遮阳同等重要，应遵循夏季遮阳不能遮挡冬季阳光的原则。

（2）平面布局原则。在平面布局中，为防止夏季受强烈的太阳辐射的影响，房间应避免东西向，至少西向不大面积开窗。在总体布局时，可利用建筑物之间相互遮挡的方法，尽量减少遮阳构配件的使用。

（3）房间功能的差异性。性质不同的房间，卫生、光线摄入标准不一样，对遮阳要求也不同，不能一概而论。例如陈列室、展览馆、医院手术室、实验室、书库及其他特殊车间，直射阳光中的紫外线对书籍、文物、艺术品、药品等有褪色、变质作用，因此往往不允许直射光射入室内。

2.3建筑结构体系

钢结构建筑有诸多优点：强度高、自重轻、平面布置灵活、造型美观、施工速度快、工期短、环保、满足可持续发展原则等。由于这些优点，也就决定了其在建筑施工过程中的能耗将比混凝土结构要少。同时，一栋建筑物在其建造阶段会消耗大量资源和能量，并且在其使用过程中需要消耗相当数量的资源，旧建筑的拆除也会造成大量建筑垃圾的产生，而钢结构建筑在这些过程中所产生的能耗将是最低的。

钢材属于可循环使用的材料，同时钢结构住宅体系复合墙体系统中大部分材料也可以重复使用，以上两项建材均为建筑主要构成材料，因此钢结构体系不仅节约建材，也实现了经济循环。

三．建筑设计节能中的发展趋势

3.1自然通风技术

冬夏主导风向、强度等因素外，还包括由特定地形引起的地形风以及由周围构筑物引起的风场变化。总体设计多依照基地上太阳辐射和自然通风情况来规划建筑布局，设计室外场地。住宅选址在自然风存在处，应避免布置在夏季主导风向风阴影区内；应巧妙利用高大建筑物或地形遮挡冬季恶性风流；呈“U”型布置的组团式住宅开口应面向夏季主导风向；呈行列式布置时，将住宅平面错开布置或与夏季主导风向成40～50度布置；夏季主导风迎风面则布置低层住宅，以利于接受夏季主导风。

针对自然通风进行建筑整体设计，确定气候和地块的自然通风潜力；预测自然通风驱动力，确定自然通风方案；根据设计要求和设计参数选定通风设备，确定通风设备的安装位置与大小；利用自然通风技术进行节能建筑整体设计。在进行节能建筑的选址时要考虑到，基地风资源除地区

3.2传统遮阳技术

利用传统建筑的遮阳技术，要实现建筑的节能，必须在思想上回到不依赖主动式技术的层面上来重视被动式技术，这样才能体会到建筑遮阳等被动式技术的必要性。

具体到方案设计的工作，应该在设计的初期就明确地把建筑的地域性作为设计的基础，考虑建筑的遮阳问题，从整体布局和空间设计角度学习我国传统建筑遮阳的做法。在对建筑遮阳因素要求较高的地区，如热带海洋性气候地区或沙漠干旱气候地区等地区进行建筑节能设计时，为了达到遮阳的效果，可以参照以下设计措施：

（1）减小建筑的东西向间距，通过相互的影子来减低外墙所吸收的热能，或者可适当利用传统的院落布局模式进行建筑物间、建筑与院落的遮挡。

（2）利用伸出的屋檐来避免阳光直射到垂直的墙壁及窗口上。要在现代建筑中推敲新的大屋檐形式遮阳板形式。

（3）尽量选择低层建筑，可以减少阳光的直射。

（4）采用整体遮阳，利用巨大的遮阳构件对建筑进行整体遮阳。

3.3节能设计及高科技技术体系应用

（1）建筑护结构的节能设计包括：外墙保温构造、热桥阻断技术、屋面保温隔热技术、地下室外墙及地面保温技术、高效节能外窗及幕墙系统、窗墙面积比的控制、遮阳设

施、自然通风与采光的利用。

（2）建筑内余热/冷的回收利用。

（3）可再生绿色能源的利用：太阳能、浅层土壤热能、地表水体热能、风能等。

（4）提高舒适度的其他技术：浮筑楼板技术、双层架空地面系统、洁具同层后排水技术、中水处理及回用系统、智能楼宇自控系统等。

四．结束语

总而言之，在建筑设计中要大力发展节能的新技术。同时加快建筑节能科技成果的转化和推广应用，为建筑节能的通用化、配套化、系统化提供技术支持，逐步推进节能建筑专业化、标准化的设计、施工已成为当务之急。设计者应从建筑设计的实用性和环保性出发，针对具体的建筑工程及其外部环境，做出科学合理的设计方案。