节能建筑设计与建筑节能技术探讨

李硕

【摘要】绿色建筑理念提出之后，建筑的节能设计受到了广泛关注。此技术的应用可降低建筑使用过程的能源消耗。本文对建筑节能设计进行简要说明，分别从建筑布局、门窗节能、设备系统节能、清洁能源利用、外墙保温节能等方面阐述节能技术在建筑设计中的具体应用。

【关键词】节能建筑;设计;节能技术

建立节约型社会，实现持续发展为我国提出的战略发展目标。建筑行业对能源需求量较高。在行业快速发展过程中，节能建筑的设计理念符合绿色建筑的建设需求，和社会发展方向相同。合理运用节能技术设计建筑，可实现对能源的最大化利用，降低建筑能耗，提高其使用效益。

1、建筑节能设计概述

建筑的节能设计属于提高能源利用效率的形式之一。从多个方面展开设计，保证建筑对能源的合理使用。设计过程建筑布局、围护结构、设备系统等节能设计为重点。特别是供暖和空调等系统中，应用大量电气设备，在建筑使用过程，可占据其总体能耗的35%左右，因此，需要使用节能技术，将建筑功能考虑其中，合理设计布局形式，选择节能灯具，如：在照明灯具的选择方面，可使用含有卤化物的小功率灯具，不但使用寿命长，而且节能效果良好。

2、建筑节能设计的应用

2.1布局节能

2.1.1布局类型

建筑整体布局主要有以下四种形式：第一，行列式，这种布局方式利于通风，保证建筑朝向良好，属于广泛应用的形式之一;第二，错落式，这种建筑布局方式可防止产生“风影效应”，最大化利用山墻的空间，获取日间光照;第三，周边式，这种不布局方式，可在建筑院落内形成集中的开阔空间，但是仅能保证部分建筑朝向良好，可能产生风影区，对夏季的通风不利;第四，混合式，这种布局方式就是将前三种布局方式进行混合，组成防护单元，应对气候变化，适合应用在寒冷的北方地区。

2.1.2朝向与间距

朝向设计过程，需要将光照、风向等考虑其中，保证建筑冬季有足量的阳光照射到室内，夏季尽量减小阳光向室内和室外墙面的照射。同时，还需将夏季的通风情况考虑其中，防止冬季受到冷风的吹袭，最大限度利用地形，保证建筑的节能需求。在间距方面的设计，需要将日照、抗震、交通、消防、通风、采光、管线、视线等因素考虑其中。以住宅建筑的日照情况为例，需要保证大寒日日照时数在2～3h，有效日照时间带为8～16h;冬至日日照时数在≥1h，有效日照时间带为9～15h[1]。

2.2门窗节能

在设计建筑过程，门窗位置为节能技术的应用重点，需要科学控制门窗、墙体之间的比例，确保室内空气能够顺畅流通，为人们提供舒适、安全的环境。同时，还需将建筑外观结构、通风功能、采暖功能等考虑其中，确保设计可达到节能效果。按照建筑设计规范，门窗比例需要根据建筑朝向各有不同。通常，南向窗需要控制窗、墙体比例<30%，北向窗要控制窗、墙比例<50%，东向、西向窗要控制窗墙比<35%。设计环节，还需重点注意门窗和建筑墙体之间的密封性。建筑整体中门窗结构使用频率较高，因此损耗较为严重，同时，在门窗开关过程还会导致热量损耗。故此，在设计环节，需要加强门窗口的保温设计，保证其和墙体之间的密封性良好，合理控制其面积，降低开关过程产生的热量损耗，降低建筑对能源的消耗。此外，在门窗适当位置还可设计遮阳装置，减少高温季节建筑室内接受的太阳辐射，控制夏季室内高温。窗口遮阳能够控制散射、辐射等影响，同时利于通风、防雨等，设计环节不可对远眺视野造成影响，同时遮阳造型和建筑外观风格协调，保证结构简单、耐用。

2.3设备系统节能

2.3.1供热系统

建筑的供热系统需保证冬季建筑室内温度适宜，节能设计可从以下几方面入手：第一，集中供热方面，可通过对热网管道进行保温处理，降低热能在传输过程产生的是损失。第二，在室内散热的节能方面，可使用对流供暖方式，利用散热器作为散热设备，还可使用辐射供暖形式。对比而言，辐射供暖在热量传递过程从下向上，散热均匀，在地面积蓄热量，室内温差较小，因此建筑的热量损失较小。而对流供暖方式，热源自锅炉传递出来，经过管网时会有10%～15%的损失，因此设计住宅类建筑，可优选辐射采暖方式，可实现节能10%左右。

2.3.2空调系统

空调系统有两种负荷类型，一是日冷负荷，主要指在设计标准下，空调冷负荷峰值，需要通过设备容量的合理确定;二是运行负荷，主要指设备间歇、连续等运行环节，维持室温在合理范围内。影响负荷的因素主要有两点：第一，建筑自身节能效果，可在设计过程优选围护结构，确保材质具有较大的热组阻值以及较小的热容量。第二，窗墙比、窗户遮阳等因素，空调负荷可随窗墙比增加而增加，对比于窗墙比为50%和30%的建筑，对空调系统的日冷负荷降低约25%～42%，同时运行负荷可降低17%～25%，设计过程尽量避免将空调房设计在顶层[2]。

2.4清洁能源利用

我国含有丰富的太阳能资源，其作为重要的清洁能源，可应用在建筑的节能设计当中，利用太阳能设计热水系统，利用水和转换装置，将太阳能加以转化，可用于发热或者发电。如：使用太阳能集热器收集阳光，用于加热水，产生蒸汽，对热力发电机进行驱动，之后带动电机发电，将太阳能先转化为机械能，之后转化为电能。

2.5外墙保温节能

在建筑的外墙保温设计过程，可使用混凝土墙作为保温墙体，建筑墙体从内至外依次为混凝土剪力墙、聚苯板、找平层、抗裂砂浆钢丝网、装饰墙面在保温板和内侧结构之间预留出长度25～50mm的空气层，将室外湿气隔绝。与此同时，在建筑施工过程，还可在外部墙体上预制外挂类型的保温板，使用聚苯乙烯作为保温材料，在其中加入发泡剂，在热分解的作用下释放气体，在内部形成含有小孔的塑料成品。这种保温材料质量轻，并且隔热性能良好，具有较高的防潮效果，且价格低廉，弹性高，适合应用在节能建筑外墙保温结构当中。

结语：

总之，为高效利用能源，需要重点关注建筑行业的节能技术应用。在设计建筑环节，充分发挥节能技术的应用优势，对建筑的布局、结构等合理设计，最大限度利用自然能源，降低建筑各种设备系统产生的能源消耗，提高建筑的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]朱黎明.住宅建筑设计中的节能设计探析[J].居舍，2020（03）：54.

[2]郑佳奇.建筑设计中节能建筑设计的探讨[J].工程技术研究，2020，5（02）：191-192.