建筑方案创作阶段的节能方法分析

■魏 来 ■江西省玉山县城乡规划局，上饶 玉山 334700

随着人们生活水平的不断提高，人们对于建筑物的经济效益的要去也越来越高，从而建筑建筑节能问题被提上日程。在原来，建筑设计的关注点大多都在建筑的牢固性和美观性，能够在创作阶段就考虑节能设计的建筑并不多，本文希望通过简单的介绍，对建筑设计人员有所帮助。

1 建筑节能设计应该结合气候

1.1 建筑能耗与气候的关系

建筑是怎么产生的，人们为什么要建造建筑?最初，建筑的产生是为了保护人类免收外部环境的伤害，包括自然灾害和野兽等。随着国家工业化水平的不断提高，野兽已经不在是正常建筑所需防备的了，但是自然灾害、气候却是人为无法控制的。所以，现在的建筑是环境的一部分，是维持人与环境和谐的重要纽带。

建筑与气候密不可分，不论是过去还是现在，这都是一个建筑学课题。在男耕女织的农耕时代，人们所建的居所都是尽可能避开自然灾害易发生的地段，且四季温度适宜居住;在现代，人们不断追求舒适的生活环境，对建筑形态不断进行调整，从而使其与气候完美集合。

在建筑与气候完美集合后，建筑的施工过程就会省却许多人力财力，在什么气候下应该建造何种形式的建筑，都需要有严格的把关，从而做到建筑的节能设计。

1.2 气候设计原则

气候设计的原则主要包括两类，一类是冬季气候设计原则，一类是夏季气候设计原则。其中，冬季气候的设计原则主要设计三个方面:第一，建筑保温综合设计原则，也就是要注重建筑物的保温功能;第二，建筑防风综合处理原则，也就是要注意建筑物的室内通风情况，防止漏风严重，影响室内温度及舒适感;第三，充分利用太阳能，虽然冬天的温度较低，但太阳照射的时间还是足够的，是可以巧妙利用的。

夏季气候的设计原则的主要关注点就是降温，所以其原则可以包括以下几点:第一，控制太阳辐射，减少太阳对建筑物的直接照射，降低太阳照射建筑物所产生的热量;第二，充分利用自然通风，夏季的风速较大，自然通风有利于室内降温，第三，建筑物自身蓄热能力，可以有效降低室外温度波动所产生的影响;第四，建筑放热设计，这主要是指一些特殊的环境设计，包括植被的种植，水池降温等。

2 建筑体型设计

建筑的体型设计是最直观最具艺术的设计内容，在体型设计上加入更多的节能策略，会使得建筑更具功能性，也为整个建筑的节能效果打下基础。

2.1 建筑体型的选择

建筑的体型是多种多样的，其形状有时候是具有一定的特殊意义的，如何将建筑体型与节能设计完美的结合，促使建筑技术与建筑艺术的完美组合，需要注意以下两点:第一，对于保暖的建筑设计，也就是需要扩大受热面积，同时又能将热量留住的建筑体型，这里还需考虑的是太阳的照射角度问题，也就是建筑的方位设计问题;第二，对于散热阴凉的建筑设计，需要设置这样工具，也就是建筑自身带有遮阳效果，其次要有利于通风，从而散热降温。

2.2 关于体型设计的几个问题

2.2.1 控制体型系数对防热不如防寒有效

控制体型系数就是指控制体型选择与设计上的相关参数。其实，控制体型系数的作用就是降低热工耗能，这一点在夏天的效果不如在冬天的效果明显。因为控制体型系数的工作前提是室内外温差，但是人体较为舒适的温度一般在18-28℃，正常情况下，夏季的温度在30℃左右，而冬季的温度却在0℃左右，所以，夏季能够利用温差进行降低耗能的价值相对较少。

2.2.2 建筑平面与体型系数

考虑到建筑平面与体型系数间的关系主要是建造一些多层的住宅区，而建筑平面主要有圆形、方形、多边形和凸多边形等，其中圆形的外表面积最小，而凹多边形与凸多边形的体型系数较大。通常情况下，为了加强建筑采光能力和通风能力，会在建筑上设置一个敞天井或是内天井，但这又会给体型系数增加压力。所以在建筑平面与体型系数之间很难找到一个平衡点，这需要认真计算。

2.2.3 通过体型平衡得热与失热

得热与失热主要取决于受热界面，在一些温度较低的地区，则需要扩大太阳辐射的照射面积，从而获取更多的热量，在温度较高的地区，则需控制体型，降低受热面积，或是将多余的太阳能转化为其他能量，从而实现失热降温。

3 自然通风的原理

3.1 利用风压实现自然通风

风压是自然通风的原动力，在过去，人们有句老话叫“穿堂风”，其实就是指的自然通风，也就是利用一定的风压促使建筑物内的空气产生流动的现象。具体解释就是当风由建筑物的正面吹进建筑物时，由于受到建筑物的抵挡，从而在建筑物的迎风面上产生了正风压，然后进入建筑物的气流则绕过建筑物的各个侧面以及背面。

然而，不是说只要产生了风压就能形成自然通风，自然通风形成的条件是要具备足够的风压以及适当的建筑环境。首先，是建筑物外部的风速，要不要与4m/s，其次，建筑物的建筑应该面向夏季夜风吹动的方向，就是利用风压，最后是要求建筑物内可通风地段不小于14 米，也就是让风有足够的流动空间而不是阻力。

由于风速是随着季节变化的，所以建筑物的设计不能死板固执，要有适当的调整空间，也就是要建造通风、避风装置，如可开可关的气窗、百页等等。

3.2 利用热压实现通风

热压是产生自然通风的动力，空气会随着温度的变化而改变密度。当室内温度高于室外温度时，室外空气因重于室内空气而通过建筑物下部的门缝流人室内，从而排挤室内空气，促使室内较轻的空气被从上部或顶部窗户排出，从而形成流动。热压实现通风离不开室内外空气的密度差。

4 建筑遮阳

在过去，遮阳是为了给建筑物内营造一种冬暖下两点感觉，但是，现在，遮阳更有利于建筑物的节能。首先遮阳的方式和类型多种多样，根据不同的标准，这样的类型可以有不同的分类，本文按照构件遮挡阳光方向的特点来列举四种遮阳的方式，主要包括水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳和挡板式遮阳。其次，遮阳设计在未来的发展偏向高效和多功能以及利用更先进的材料和技术。

5 结语

综上所述，建筑方案创作阶段的节能方法还是很多的，不仅包括客观的自然因素，还包括主观的设计因素，本文的节能方法主要围绕获取热量和散发热量为主。首先是利用适应自然气候的建筑办法，降低后期为了抵抗气候变化所消耗的能量，做到节能;其次，考虑建筑体型因素，分冬夏两季进行讲述;接着是对自然通风方法的介绍，利用自然力量节能;最后，是建筑遮阳技术，降低人工降温的能耗。希望本次研究的内容对后期研究者有所帮助。

［1］王锦.建筑方案创作阶段的节能构思［D］.西安建筑科技大学，2005.

［2］冯建军.建筑方案创作阶段的节能构思［J］.中华民居(下旬刊)，2014，03∶179.

［3］赵辉，纪红梅.建筑方案创作阶段的节能设计［J］.中国城市经济，2010，07∶232.