建筑工程師中級職稱論文建筑設計與節能的探討

　　摘要：在“低碳”經濟發展的趨勢下，建筑節能已成為建筑發展的新方向。本文立足于設計的角度，從規劃設計、結構設計以及與新能源結合使用三個方面綜合考慮，提出了建筑節能的技術思路和應用。

　　關鍵詞：建筑設計,建筑節能,建筑職稱論文發表,應用

　　隨著經濟和城鎮化的快速發展，建筑耗能過快增長的問題逐漸暴露出來，在2012年8月7日召開的“可持續發展與能源效率媒體論壇”上中國工程院院士、清華大學建筑學院副院長江憶就曾指出：“2000年到2010年建筑面積從277億平方米增長到453億平方米，全國建筑總能耗從2.89億噸標準煤，增長到6.77億噸標準煤，而我國建筑用能的上限僅為10億噸標準煤。”因此，設計、建設節能型建筑將是未來建筑的一個趨勢，也是城鎮化建設的一個重點，本文基于此背景下，對建筑規劃設計中節能應用、結構設計中節能應用、以及與新能源結合三方面進行了探討。

　　1 建筑節能在規劃設計中的應用

　　在規劃設計時應從朝向、日照、主導風向、樓間距等因素考慮節能設計的應用。比如：

　　我國所處位置受太陽高度角和方位角變化規律的影響，朝南向可在夏季減少太陽輻射，冬季增加太陽輻射，同時朝南向也利于夏季形成穿堂風，冬季避開西北風，因此在規劃設計時，盡量將客廳、主臥室等住戶長期活動的空間設置朝南位置，以節約空調和采暖的消耗。將廚房、衛生間、樓梯或者電梯設計成朝北向，遮擋日照直接照射，避免冬季西北風灌入。

　　我國冬季的主導風向是西北風，在總平面設計時盡量將門窗洞口避開迎風面，以減少冷風對建筑結構的滲透。特別是在嚴寒和寒冷的地區，在規劃設計時更應該考慮避開冬季的主導風向，同時也要考慮多利用日照。住宅小區樓間距應在滿足規范的日照間距的基礎上適當的增加，這樣有利于小區內空氣流通，降低建筑能耗。

　　2 建筑節能在結構設計中的應用

　　2.1 外墻節能設計

　　墻體是圍護結構的主體也是建筑的主要組成部分，承擔著室內外熱交換的作用。建筑節能的中的30%都是通過墻體保溫隔熱性能實現的。據分析，節能外墻與普通外墻室內溫度差為4℃-6℃，所以在建筑節能的設計中外墻是絕對不能忽略的因素之一。

　　外墻具備承重、安全圍護以及保溫隔熱等功能，其中在考慮節能方面時，要選擇使用保溫隔熱性能較好的墻體材料進行施工。目前在工程中常常使用的墻體材料是多孔粘土磚和加氣混凝土砌塊以及復合墻體。其中復合墻體使用的絕熱材料主要有巖棉、玻璃棉、聚苯乙稀、加氣混凝土等，復合墻體宜選用外墻外保溫，即采用連續外包的方式，在主體墻結構外層粘接一層保溫材料，并在保溫材料外側用玻璃纖維網加強并涂刷粘結膠漿，隔斷其熱橋作用的混凝土梁或者柱起到“斷橋”的作用，從而降低耗能。由于此方法的效果明顯高于內保溫，隨著建筑節能技術的不斷完發展，外墻外保溫將成為建筑保溫節能形式的領導技術。

　　除此之外，建筑物的體形系數也是墻體中出于節能考慮的因素之一。《民用建筑節能設計標準》中對體形系數的定義是：“建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。”因此減少建筑物體形系數，就是減少建筑物的表面積，減少外圍維護結構面積，就做到了節能，換句話說體形系數越小，建筑物的節能就越有利。一般來說，體積大、體形簡單的建筑以及多層和高層建筑，體形系數較小，對節能較為有利。在設計時也常常將體形系數控制在0.3以內。從熱傳遞方面分析，由于建筑物實墻的陽角內層散熱面大，且交角處多半設置有熱橋作用的框架柱或者構造柱，因此，該處是建筑物耗能較大的部位，如果將建筑物設計成圓柱形則減少了交角，有利于節能。所以從節能的角度考慮建筑物外形設計時，盡量保持外表面整齊，避免凹凸變化太多。

　　對于一些既有建筑物，可以通過在日照強烈的墻面種植植物來降低傳入室內的熱源。除此之外植物還可以吸收粉塵和噪音，對于凈化空氣降低溫室效應都有很好的作用。

　　2.2 屋面節能設計

　　屋面是接受太陽輻射最長的部位，它所采取的保溫隔熱措施對于建筑整體節能也很重要。在設計時應選用導熱系數小、蓄熱系數大、吸水率較小的保溫隔熱材料。建議采用倒置式屋面將保溫材料設于防水層上，可有效防止傳統屋面構造中防水層容易老化從而影響保溫隔熱效果的問題。屋面上應設置排氣孔, 以排除保溫層內不易排出的水分。

　　同墻體節能的方法一樣，可以采用屋頂種植花卉植物等方法。由于土壤在吸水飽和后會形成一層憎水膜，有利于屋面的防水，而且土壤導熱性能差，不隨大氣氣溫驟升或驟降而大幅波動，在阻擋熱源的同時，降低溫室氣體排放，即達到保溫隔熱節能的效果又起到了美好環境的作用。

　　2.3 門窗節能設計

　　門窗即使太陽輻射吸熱部位，又是主要的散熱部位，因此在建筑節能設計時，合理設置門窗也是重點考慮的因素之一。設計時在保證采光通風的條件下，盡量減小門窗洞口的面積，選用氣密性高、保溫性好的材質，減少冷風滲透以及門窗的熱傳遞。第一是控制窗墻比，一般住宅設計盡量避免落地窗的設計，對于方向不同，窗戶的設計方式也不同，減少西北方向的立面窗戶的面積。第二是提高門窗的氣密性，選擇好的窗體材料。對于外窗部位設計時，窗框與門窗洞口之間的縫隙采用保溫材料填實，不得采用水泥砂漿。設計選用合適的窗型和門窗配件，減少窗框的外露面積，采用保溫隔熱性能好的玻璃。目前設計中多采用斷橋隔熱鋁合金窗框或者塑鋼窗框，對于玻璃的選用則多采用中空玻璃窗。另外，對于面朝南向的窗戶在設計時可以采用凹式設計，外加遮陽板，這樣可以起到遮陽的效果。

　　3 建筑節能與新能源的結合應用

　　3.1 太陽能的設計使用

　　太陽能作為一種免費、清潔、環保的可再生能源，近年逐步得到建筑節能領域的重視。在我國太陽能開發利用主要有兩方面：一方面是利用太陽能獲得熱能，比如太陽能熱水器就在民用住宅小區中廣范使用。使用太陽能熱水器在設計時要充分考慮熱水器和建筑的整體結合效果，統一安排擱置位置，處理好與外立面的關系，在此基礎上還要在給排水方面進行周密的設計，除了保證熱水器與建筑達到視覺效果的完美，還要保證防水、管道布置等不出現問題。另一方面，利用太陽能發電即應用光伏效用原理，將太陽能輻射轉化為電能。這項技術在西方已經取得了良好是應用，但鑒于此項技術的成本偏高，在我國在高檔的住宅小區或者公共建筑設計中，可以采用此項技術。隨著科學技術逐漸發展以及應用經驗的累計，在未來太陽能發電技術也會逐漸走入到普通住宅小區的建筑節能設計中去，并將作為今后輔助建筑能源的重要形式之一，在可持續發展的能源結構中發揮一份作用。

　　3.2 地熱資源的設計使用

　　地熱資源與太陽能、風能及潮汐能合稱為“四大可再生資源”，相比較太陽能的使用，地熱資源的使用具有地域的局限性，目前我國在部分中西部城市如西安、天津、滄州等擁有地熱資源的城市，民用建筑設計中采用地源熱泵技術進行冬季采暖，其節能效果非常顯著。

　　節約資源是我國的一項基本國策，建設可持續發展生態建筑既是對節約資源這項基本國策的貫徹也是對科學發展觀的反映。目前我國嚴峻的資源消耗形式，使得建筑節能刻不容緩，推行節能型建筑不僅有利于資源合理使用而且節約經濟。作為建筑設計師，更應該在建筑設計時更應該樹立節能的意識，從不同方面，參照建筑設計規范，對節能進行優化設計，充分利用建筑實體所處的環境條件，充分挖掘節能的潛力，確保資源節約，降低耗能，實現節能目標，為長遠的發展創造良好的條件。

　　參考文獻：

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