简论节能建筑节能设计分析设计

摘要：能耗是束缚我国经济快速发展的问题之一，因此，我国大力提倡节能建筑发展。本文对建筑的节能设计谈谈自己的体会，供同行借鉴参考。
关键词：建筑；节能设计

1、 建筑设计中建筑节能的途径

（1） 房屋各部位的绝热
①屋顶的绝热:一般采用屋顶外侧绝热方式。为了防止“烘烤”现象,可以设法通风换气。同时还应正确选用绝热材料。
②墙壁的绝热:一般宜采用墙壁外侧绝热方式。外侧的绝热层要有相当大的传热热阻。同时应处理好防止内部结露的问题。
③地面的绝热:地面与普通地板相比,冬季的热损失较少,这从节能的角度来看是有利的, 但考虑到南方又湿又热的气候因素,对地面进行全面绝热还是必要的。一般可采用内侧绝热的方式,但是,为了防止土中湿气侵入室内,可加设防潮层。
④门窗的绝热:窗的结构形式常采用以下3种方法:①利用双层窗玻璃,在寒冷地区可以设置三层窗。②利用能反射红外线的玻璃或利用贴有能反射红外线的合成树脂薄膜的玻璃。③利用上述二者的复合形式。同时应合理选择窗内材料,在既需采暖又需制冷的地区,原则上宜选用以吸热玻璃、热反射玻璃为原料制成的中空玻璃。同时也应指出,在我国目前的经济条件下,应努力发展和推广在普通玻璃上贴隔热膜的做法, 以代替节能玻璃的使用。在密封材料上，应改变目前在同一密封部位仅采用单一材料进行密封的做法,应采用在性能上互为补充的多种密封材料在同一部位进行密封,则接缝具有更好的综合性能。并应逐步推广采用密封方式。
（2）采暖的节能途径
在建筑设计中,主要从以下5个方面来考虑：
①在建筑设计中,充分利用各种可能条件促进辐射热进入室内。
②在建筑设计中从表面的辐射、开口部位的辐射和部位内的辐射诸方面的条件来抑制辐射热的损失。
③在建筑设计中可以分别从减小温度差、导热面积、导热系数或增加材料厚度(材质相同时)诸方面来抑制导热损失。
④在建筑设计中,可以分别从风势、开口部位和缝隙以及冷风的性状诸方面来抑制对流热损失。
⑤在建筑设计中,通过建筑造型和材料的选择达到蓄热效果的充分利用。
（3）制冷的节能途径
设计时制冷的节能途径主要从以下6个方面来考虑：
①设计时考虑障碍物的存在、太阳照射的方向性、开口部位的处理以及反射和再辐射诸因素来抑制辐射热进入室内。
②设计时要采取必要措施防止地面产生反射和二次辐射以达到抑制导热传热进入室内。
③采取措施抑制对流热进入室内。
④可将采暖时抑制热从室内散失的方法完全颠倒过程使用,从而促进辐射热从室内散失。
⑤可以利用采暖时抑制导热散失完全相反的方法来促进导热散热。
⑥利用自然通风、在建筑物最高处设置排气孔以及

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人造风等措施促进对流散热。
（4）照明的节能
照明节能的要点,在于不使用照明设备,或者使用很少的能耗,得到需要的照度及其均匀的照度分布状态,总之,要求得到合理的采光和照明。其节能途径有如下几种：
①设计时提高所有建筑部位(包括开口部位在内)及室内的所有物体的光反射系数,可以有效地控制光的损失。也可以把所有扩散性的反射面都作成白色而使照度均匀分布。
②设计时,注意建筑部位的朝向,以便能够接受到日照,充分利用太阳照射和天空光。 在途中有反射时,要考虑到反射面的面积和反射系数以及反射方向等条件。 另外,利用天窗、 照亮室内顶棚、扩散照在窗上的阳光、 利用上层的光亮也是照明节能的途径。
③采用高效率光源,提高照明设备的效率。根据不同亮度的要求,可以采用整体照明和局部照明结合的方法。

2、住宅建筑中节能设计的应用

（1）建筑平面设计中的节能设计
建筑平面设计包括形状、建筑长度、宽度、幢深与平面布局等方面的设计。
①建筑平面形状中节能的设计
建筑设计时,从节能的角度考虑,原则上应使围护结构的总面积越小越好。这是因为:在相同的建筑体积V下,由于围护结构的总面积不同,热耗相差很大。设计时应注意使围护结构面积A与建筑体积V之比为最小。
②建筑长度中节能的设计
住宅建筑的长度与建筑热耗间有一定的比例关系。根据有关资料表明:增加住宅建筑的长度可以节能。长度小于100m,能量增加较大。例如,从 100m减少至50m,能耗增加8%～ 10%,从100m减少至25m,对于 5 层住宅,能耗增加 25%,9 层住宅,能耗增加17%～ 21%。
③建筑宽度中节能的设计
根据有关资料表明:增加建筑宽度可以节能。对于 9层住宅建筑, 宽度由11m增加到 14m, 能耗可减少6%～7%, 若增大到15～16m,能耗可减少12%～14%。
④建筑幢深中节能的设计
建筑幢深即建筑物沿纵向轴线方向的总尺寸。对于单幢建筑物来说,当其层数相同而幢深不同时,随幢深的加大,建筑的传热耗热指标明显降低。有资料表明:建筑面积为 1000m2,幢深由9m加大到12m时,其单位面积耗热(W/m2)由4

1.2W/m2降低到36.85W/m2,这表明加大幢深具有显著的节能效果。

⑤建筑平面布局中节能设计
建筑平面布局不仅对建筑的合理使用及提高室内热舒适度有着决定性的影响,对于建筑节能亦有很大作用。主要从以下两方面考虑:①热环境的合理分区:由于人们对不同房间的使用要求及在其中的活动状况各不相同,因而,人们对不同房间室内热环境的需求也各异。在设计中,可根据不同热环境的需求而合理分区,即将热环境质量要求相近的房间相对集中布置,这样做,既有利于对不同区域分别控制,又可将对热环境质量要求较高(或较低)的房间集中设置于平面中温度相对较高(或较低)的区域,从而取得最大限度利用日辐射,保持室内具有较高温度,同时减少供热能耗的效果。②温度阻尼区的设置:为了保证主要使用房间(或热环境质量要求较高的分区)的室内热环境,可在该热环境区与温度很低的室外空间之间,结合使用情况,设置各式各样的温度阻尼区,这些阻尼区就象是一道“热闸”,不但可使房间外墙的传热损失减少40%～50%,而且大大减少了房间的冷风渗透,从而减少了建筑的渗透热损失。设于南向的温度阻尼区可当作附加日光间来使用,是冬季减少耗热的一个有效措施。
（2）建筑体型设计中节能设计
从节能的角度讲,合理的设计应基于以下原理,即应使南墙面吸收的辐射热量为最大, 且尽可能地大于其向外散失的热量,以将这部分热量用于补偿建筑的净负荷。基于这一思想,在考虑建筑体型对节能的影响时,主要应对下述一些因素有所把握。
① 控制体型系数:体型系数系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。体型系数越大,说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大,能耗就越多。有研究资料表明,体型系数每增大 0.01,耗热量指标约增加

2.5%。一般宜控制在 0.30 以下。

②控制表面面积系数:从获取更多的日照辐射,降低能耗的观点来看,表面面积系数越小越好。 从节能意义上来说,长轴朝向东西的长方形体型最好,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考虑日辐射得热量,选择适当的长宽比:对正南朝向来说,一般是长宽比愈大得热也愈多。但须注意,随着朝向的变化,其得热量会逐渐减少。当偏角达到67°时,各种长宽比体型建筑的得热基本趋于一致。而当偏角为90°时,则长宽比越大,得热越少。