基于节能设计的建筑方案设计
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摘要 本文围绕建筑节能的规划设计、建筑围护结构的节能设计以及建筑能耗节能设计三方面进行了具体的阐述和分析。
关键词 节能规划；围护结构；建筑能耗
中图分类号TU201.5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0144-02
1 建筑节能规划设计
建筑节能规划设计应从地区的自然环境和气候条件出发，遵循自然资源气候的设计方法和节能设计措施，结合自然环境特征设计理念，炎热地区设计上考虑通风、遮阳、隔热和降温设计；寒冷地区尽可能进行采暖保温设计；沿海气候条件下的地区做好防潮和积水处理的设计；西北地区做好防风沙的设计，高原地区做好避免强日照和改善干燥气候的设计措施等等。要充分利用建筑所在地区的自然环境和基础条件，在尽可能或少用常规能源的条件下，具体情况具体分析、具体处理。
建筑选址上要避免凹地建筑，要做好避风建宅的设计：根据当地风环境、建筑物位置和形态，选择合适位置设置通气道。通过设计计算确定门窗洞口和通风口的断面尺寸、形式。选址设计还要尽可能争取日照，保证建筑的连续日照的时间。建筑布局上要考虑改善日照条件、改善风环境、建立气候防护单元系统改善建筑日照条件和风环境。寒冷地区建筑物的体形系数宜控制在0.3以下。如果体形系数不满足相关规定，则必须进行围护结构热工性能的权衡判断。夏热冬冷地区夏季白天要防止太阳辐射，夜间利用自然通风、散热，建筑形态较丰富。控制体形系数的主要方法：减少建筑面宽，加大建筑幢深；增加建筑物层数；建筑体形变化不宜过多。另外要把握好建筑间距：首先要满足日照间距，而后复核其它因素对间距的要求。建筑朝向选择原则：冬季获得足够日照，主要房间避开主导风向；夏季防止太阳辐射与暴风雨。
2 建筑围护结构节能设计
围护结构是室内和室外的物理界限，是多种功能的集合体。随着时代的发展，围护结构也在不断发展变化，它的功能越来越完善，给人带来越来越舒适的室内热环境。一方面，材料和构造技术的进步提高了传统围护结构的保温、隔热和密闭性能；另一方面，现代意义的围护结构不仅满足传统的功能要求，更成为采集利用自然可再生能源的有利场所。如太阳能墙板等。
2.1 墙体节能设计
近几十年，由不同材料组合成的复合墙体保温性能好，在现代建筑墙体中处于主导地位。而体现高技术特色的新式墙体更是层出不穷。如玻璃幕墙、双层玻璃幕墙、透明绝热墙、绿化墙体等。
1）保温外墙体
保温外墙体分为单一材料墙体和复合墙体。最常见的单一材料围护结构是砖墙，为了提高节能效果，同时减少实体粘土砖的使用和节省建筑面积，目前多采用空心砌块。单一材料围护结构包括：粘土多孔砖，多层住宅一般采用砖混结构，以粘土多孔砖为墙体。混凝土空心砌块，外墙采用混凝土空心砌块作为承重材料，孔内填充保温材料，外墙内粉刷保温砂浆作保温处理。复合墙体保温材料的设置有外保温、内保温和保温层在中间三种方式。常见的复合墙体有：砌块复合墙体。采用高效保温材料，将聚苯板、玻璃棉、岩棉板、矿棉板等附在墙体结构层内外形成内外保温复合墙体。
2）玻璃幕墙
玻璃幕墙对于节能设计越来越重要，在现代建筑中的应用越来越广泛。玻璃幕墙的传热过程包括：幕墙内表面的换热、幕墙外表面的换热和幕墙和金属框格的传热。严寒地区和寒冷地区的冬季，采用阻热铝框中空玻璃幕墙能够有效改善保温状况。
3）透明绝热墙
透明绝热墙是由透明绝热材料（TIM）和外墙复合构成的。相对特隆布墙只有一层空气层，透明热阻墙有两层空气层，加上透明热阻材料本身的热阻，可有效保温。
4）双层玻璃幕墙
双层玻璃幕墙的保温隔热性能优于单层玻璃幕墙，在建筑中应用日益广泛。双层玻璃幕墙被称为“可呼吸的皮肤”，两层或三层玻璃幕墙之间留有一定宽度的通风道，并配有可调节的百叶。
5）绿化墙体
绿化墙体一般外表面覆盖爬墙植物和攀藤植物，这些落叶植物保证冬季日照和夏季保温。适合垂直绿化的常见藤本植物有爬山虎、常春藤、凌霄、金银花、扶芳藤等数十种。其中墙体绿化广泛使用较多的是爬山虎。
2.2 门窗节能设计
门窗是围护结构中保温的薄弱环节，在围护结构整体热损失中，门窗热损失达到40%，其中传热损失占25%，通过缝隙的冷热风渗透占15%。门窗保温可从以下几个方面入手：控制窗墙比、提高材料的保温性能、增加门窗的层数以及提高门窗的气密性另外窗用玻璃可以选用含有氧化亚铁的吸热玻璃，对红外线有高度的吸收作用。常见的有灰色和青铜色。热反射玻璃镀有金属膜，可以反射大量辐射热。根据致变色材料的不同，有光致变色玻璃，电致变色玻璃和热致变色玻璃。常用的绝热窗框包括塑料门窗和阻热桥型铝合金窗框。
2.3 建筑屋顶节能设计
与传统屋顶相比，种植屋顶、通风屋顶、蓄水屋顶等在减少屋顶得热、减少热量传递和散热方面有一定的优势。另外还可根据屋顶得热较多的优势，发展太阳能屋顶。
保温屋顶要合理选择屋顶的形式、材料和颜色。采用挂瓦板坡屋顶或设置阁楼、采用遮阳屋顶和双层屋顶可改善热状况。设置保温层，避免热桥可有效减少热量传递。加速夏季屋顶散热，可采用通风屋顶。
绿色屋顶可以减少“热岛效应”，如像芝加哥则有一定的财政补贴，它可以成为一些鸟类和昆虫，甚至是山羊的栖息地。比如：新加坡南洋理工大学艺术设计媒体学院的教学大楼。它与周围的环境完美融合。草地屋顶为学生们提供了很好的会议场地。此外，绿色屋顶采用了绝缘材料，绝热降温的同时还可以收集雨水灌溉周围的植物。
3 建筑能耗节能设计
建筑能耗主要指的是建筑屋内热工系统、通风系统、供水系统、照明电气系统等方面的能耗。由于建筑属于长期性的消费品，建筑本身不可能进行频繁地更新和大规模的改造。建筑能耗长期对各类能源进行消耗，如果控制在一定能耗范围之内，将大大降低建筑对能源的消耗。
建筑节水节能设计可以充分利用市政管网的压力，合理分区供水。合理选用水泵，建筑热水供应可合理采用太阳能热水器、新型节水器具、设备的应用；可以使用新型节水管材和阀门；使用节水型卫生器具、配水器具，合理开发利用水资源，采取分质供水；加大建筑群的中水回用系统的推广和应用。
由于地面下土壤温度的年变化比室外空气小很多，因此冬季地面散热最大的靠近外墙的地面，其宽度在0.5m～2m左右因采取保温措施。另外建筑地面节能设计还可利用低温辐射采暖地板技术进行保温，其原理是利用低温热水（40℃～50℃）在埋在地面下的高密度乙烯管内循环流动。
4 结论
综上所述，建筑节能设计已经成为建筑行业乃至我国实行可持续发展观的关键，如何更佳高效的进行节能规划设计和建筑方案设计是当前我们建筑设计者们需要思考的问题。
参考文献
[1]周君峰.建筑平面体形设计的节能探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2012（13）.
[2]邱爽.论住宅建筑节能设计[J].中华民居，2011（4）：60-62.