基于節能理念的建筑設計研究
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摘要：針對我國建筑節能工作現狀，探討了基于節能理念的建筑設計。本文首先概述了建筑節能的內涵，然后主要從整體及外部環境、單體以及采暖空調等角度對建筑節能設計進行了較為詳細的探討。
關鍵詞：節能設計；建筑設計；建筑節能
0 引言
建筑系統本身是巨大的消費者，建筑能耗在人類總能耗中所占比重約為40%。因此，要求在設計過程中根據可持續發展原則，貫穿節約能源、資源的思想，減少對自然環境的污染和破壞，是每個建筑師的神圣職責。基于節能理念的建筑設計的目的是在滿足熱舒適性及采光等的要求的前提下，在住宅建筑設計中實現低能耗、克服嚴重的環境污染、采取節約型建筑技術體系。
1 建筑節能的內涵
所謂建筑節能，就是在滿足居住舒適性要求的前提下，在建筑中使用隔熱保溫的新型墻體材料和高能效比的采暖空調設備，達到節約能源、減少能耗、提高能源利用效率之目的。建筑節能是緩解我國能源緊缺矛盾、改善人民生活工作條件、減輕環境污染、促進經濟可持續發展的一項最直接、最廉價的措施，也是深化經濟體制改革的一個重要組成部分。
建筑節能分為廣義的建筑節能和狹義的建筑節能，而目前節能的主要工作是針對建筑物的設計過程和設備的能效控制屬于狹義的建筑節能范疇。
無論是廣義的建筑節能概念，還是狹義的建筑節能概念，其節能的內涵應該包括兩個方面的內容：一是節能絕對不等同于能耗絕對數量的降低，絕對不應該以犧牲室內環境質量為代價。二是節能的關鍵因素在于能源使用效率的提高，最終的目標是實現室內人工環境與自然環境的和諧統一。
2 基于節能理念的建筑設計
2.1 整體及外部環境的節能設計
建筑整體及外部環境設計是在分析建筑周嗣氣候環境條件的基礎上，通過選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計，使建筑獲得一個良好的外部微氣候環境，達到節能降耗的目的。
2.1.1合理選址
建筑選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中，既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境，為建筑節能創造條件，同時又要不破壞整體生態環境的平衡。
2.1.2合理的外部環境設計
在建筑位址確定之后，應研究其微氣候特征。根據建筑功能的需求，應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境，創造建筑節能的有利環境，主要方法為：1）在建筑周圍合理布置樹木、植被，既可有效地遮擋風沙、凈化空氣，還能遮陽、降噪，從而減少空調能耗；2）創造人工自然環境，如在建筑附近設置水面，利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等作用。
2.2 單體的節能設計
單體的節能設計，主要是通過對建筑各部分的節能構造設計、建筑內部空間的合理分隔設計，以及一些新型建筑節能材料和設備的設計與選擇等，來更好地利用既有的建筑外部氣候環境條件，以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
2.2.1建筑各部位的節能構造設計
建筑各部位的節能構造設計，主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外，通過對建筑各部位（屋頂、樓板、墻體、門窗、粱柱等）的造型、結構、材料等方面加以進一步優化設計，充分利用建筑建筑材料自身特性的有利條件，減少能耗和改善室內微氣候環境，從而達到節能的效果。具體有以下五個方面：
?。?）屋頂的節能設計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分，也是建筑室內與外部空間能量發生交換，造成室內能量損失的主要部位之一。通常主要采取以下節能措施：1）采用坡屋頂；2）屋面設保溫層；3）根據不同地區需要，設置保溫隔熱屋面（架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等）。
?。?）建筑外墻體的節能設計。墻體是建筑室內與外部空間接觸面積很大，容易造成室內能量損失的部位。墻體的節能設計，除了適應不同地區的氣候條件，正常做好墻體保溫、防潮、隔熱等措施以外，還應體現在改善微氣候環境條件的特殊構造上。
（3）建筑門窗的節能設計。據統計資料，在我國既有的高耗能建筑中有40％的耗能是通過門窗散失的。因此，解決好門窗節能的問題相當重要。門窗的節能設計主要考慮以下幾個方面：1）控制建筑不同朝向的窗墻面積比，從而減少不利朝向外窗的能量損失。如在寒冷地區，盡量減少北向開窗面積可以有效減少建筑冬季能耗損失；2）設置各種形式的外遮陽：我國節能標準中規定，夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區中，夏季制冷負荷大的建筑的外窗（包括透明幕墻）設置外部遮陽；設置外遮陽后，建筑的夏季制冷能耗會有比較明顯的降低；3）合理地組織門窗的通風換氣，盡量采用自然通風，少用、不用空調通風；4）選擇節能性能高的建筑門窗和幕墻：建筑門窗和建筑幕墻要改變消極保溫隔熱的單一節能觀念，把節能和合理利用太陽能、地下熱（水）能、風能結合起來。
2.2.2合理的建筑空間設計
合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下，對建筑空間進行合理分隔（平面分隔和豎向分隔），以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件，達到節能目的。
3 采暖空調設計
按采暖空調所采用冷熱源不同可分為電力空調、水媒空調、地源熱泵空調。設計者可根據這些空調系統的初投資和運行費用，通過模擬量化，計算初投資的費用，年平均耗能量、能源費用、維護費，在滿足節能有關要求前提下，根據其經濟性確定選用什么形式的空調系統，地源熱泵空調系統作為使用可再生能源，具有技術先進、經濟合理、性能安全可靠、節能環保等優點，受到廣泛應用，住房與城鄉建設部在全國各地大力推廣與試點。按熱源不同，可分為土壤源熱泵空調、空氣源熱泵空調、地表淡水源熱泵空調、海水源熱泵空調、污水源熱泵空調。
4 結語
在可持續發展成為全世界所追求的目標時，建筑行業也在關注能源以及環保的可持續發展問題。在中國，建筑能耗目前占國民經濟總能耗的25%左右，且呈遞增趨勢，因此開展建筑節能工作有巨大潛力。建筑能耗不僅僅影響國家能源供應，而且能源使用效率的高低還影響環境。作為設計人員，一定要將節能進行到底！
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