论建筑节能设计

【摘 要】随着人类社会的发展，能源危机的问题将会变得更为严重，设计建造节能建筑已被认为是全世界的一个主要优先事项。本研究从合理利用自然通风、合理利用太阳能、合理设计建筑布局以及空间布局、合理利用建筑门窗的节能、合理利用建筑材料几部分总结了建筑节能设计基本思路。

【关键词】建筑;节能;设计;通风

1、引言

如今，设计建造节能建筑已被认为是全世界的一个主要优先事项。新的建筑法规明确倾向于低排放和节能设计。通过分析文献可知，在夏热冬冷地区建筑节能设计中，运用统一性原则，构造了一个指标-成本-效益比，从经济性和能效的角度来确定哪些节能措施是最优的。利用住宅环境模拟软件DeST -对四川南充市的一栋六层住宅进行了模拟，分别计算了23种不同节能模式下的23种性价比，可以方便地做出最佳选择。然而，建筑的优化设计应考虑多个通常具有竞争力的目标，如能耗优化、降低财务成本和减少环境影响。这使得它成为一个具有挑战性的多目标优化问题，旨在将建筑物的生命周期成本和二氧化碳当量排放降至最低。

2、建筑节能设计基本思路

2.1合理利用自然通风

自然通风-已有研究旨在将节能办公室和非翻新建筑材料中受控自然通风的总体能效和舒适性与相关的机械通风参考进行比较。目标是确定与供热负荷占主导地位的现有建筑相比，供热需求低、夏季冷负荷高的现代办公楼的节能量。为了确保模拟假设与现实相符，通过与示踪气体测量结果进行比较，验证了单侧通风策略的气流模型。模拟结果表明，适当设计和控制的自然通风在最先进的建筑和库存中都显示出良好的功能。对于最先进的建筑，供暖季节的通风能量损失很容易通过一年中温暖时期较低的冷却需求来补偿。

2.2合理利用太阳能

太阳能利用-已有研究提出了太阳能利用与热回收相结合的住宅建筑换气通风方案设计，这样可以降低新风能耗，设备简单，操作方便。这是一个针对建筑换气的节能通风系统方案，根据我国的特殊情况，采用了详细的方法。建筑节能新风系统的设计方案能满足新风要求，不仅能改善室内空气质量，还能为绿色住宅设计提供技术支持。

2.3合理设计建筑布局以及空间布局

提高建筑保温能力是节能设计的根本措施。已有研究结合天津市现有的居住建筑，通过对平面布局和空间布局对能耗方面影响的全面分析，提出了节能设计策略，从而通过合理使用天然材料和施工工艺，改善平面布局，降低居住建筑的造型因素，提高外保温能力。大力推进可持续发展、舒适、经济、节能和环保。

2.4合理利用建筑门窗的节能

建筑合理的窗地比的优化设计可以大大降低照明能耗，提高室内环境质量，改善居民身心健康。已有研究以西安为例分析了门窗设计合理化因素在西安住宅区的重要性，并对纬度、日期、窗位、建筑高宽比、建筑高度和窗面积等因素进行了分析。研究发现冬至（12月22日）是西安最不利于住宅照明的一天。考虑到建筑美观、建筑节能和自然采光，冬至是计算西安地区居住建筑窗户面积的有效时间。纬度越高，房子所需的窗户面积越大。从4月到8月，纬度对窗面积的影响较小;从1月到4月和从8月到12月，纬度对窗面积的影响较大。同时，研究还建立了西安地区住宅窗面积回归方程，为建筑师设计住宅窗提供了计算工具，为同纬度（北纬33度）住宅窗的设计提供了参考。针对工薪阶层家庭，提出了住宅建筑自然采光的智能控制策略。开发了智能手机应用程序，实现窗帘的智能控制。根据家庭日常习惯，窗帘的开启宽度根据房间功能和外部照度自动控制，从而调节室内照度，改善室内环境质量，降低暖通空调系统能耗。另有研究从能源、经济和环境的角度，对地中海地区典型住宅建筑的最佳朝向、窗户尺寸、隔热厚度进行了评估。结果表明，通过选择最佳的朝向、最佳的窗户和遮阳装置尺寸以及最佳的保温厚度，可以节约27.59%的年能耗。生命周期成本降低了11.94%。

2.5合理利用建筑材料

已有研究讨论了一种翻新项目的设计方法，作为一种节能升级建筑存量的方法。通过对德国战后多住宅建筑的案例研究，研究评估了改造后的建筑构件对建筑环境性能的影响。不同的选项被系统地组织成不同的类别，形成一个“工具箱”。不同“工具”的汇编构成了翻新战略。这样，翻修的影响在早期设计阶段就得到评估。工具箱支持设计的决策过程，从而产生提高建筑性能的综合策略。

3、结论

建筑节能是当今世界建筑行业的发展潮流，我国在建筑节能这方面起步相对较晚，但只要将节能这个概念贯穿整个建筑开发过程，必将创造出健康的建筑。我国才能节约更多的资源，走上生态意义上的可持续发展道路。

【参考文献】

[1]Raphael Negri Milion，José Carlos Paliari，Luisa H.B. Liboni. Improving consumption estimation of electrical materials in residential building construction[J]. Automation in Construction，2016，72.

[2]Avijit Ghosh，Surajit Gupta，Arup Ghosh，Subhasis Neogi. Preservation of Sand and Building Energy Conservation[J]. Energy Procedia，2016，90.

[3]呂栋梁.建筑工程设计中的节能建筑设计探讨[J].居舍，2019（28）：90.

作者简介：王鹏（2000—），四川德阳人，建筑学专业，本科生。