浅谈建筑节能设计方法
关键词：建筑,节能设计,方法
建筑节能是一项综合性工作，涉及建筑设计、建筑技术科学、材料、构造、施工、暖通空调、物业管理、政策法规等多方面。因此，做好建筑节能工作，各专业部门应加强合作，共同努力，在建设项目进行的不同时期，从不同角度，对节能进行研究。节能环保是世界经济发展的主旋律，建筑节能也成了建筑行业新的发展方向。
1 建筑空间、体型在节能建筑的考虑
近年来在节能、低碳之风劲吹的大背景下，建筑节能也成为社会各界普遍关注的热点。相关资料显示，目前我国建筑能耗占总能耗的30%，单位建筑面积采暖能耗为发达国家的3倍。每年新建建筑中约95%是高能耗建筑。因此，建筑行业节能减排水平的提高，对提高整个国民经济的低碳水平意义重大。众所周知，建筑的体形会直接影响建筑采暖空调的能耗大小。因此，在建筑设计的过程中，设计人员应该从节能的角度出发，尽量使建筑的体形能够实现在夏季白天防止太阳辐射，在夜间利于自然通风、散热的目标。
考虑夏季中午到傍晚这段时间内，室外气温往往高于室内，以及冬季窒外冷空气的不利影响，因此，在夏季空调及冬季采暖期间，空间应尽可能封闭，减少室外不利气候因素的影响，以降低空调及采暖能耗。
我国南方炎热地区的传统民居，通常采用天井来加强通风，改善室内热环境。但对于夏热冬冷地区而言，这一开敞空间又成为冬季冷空气侵入的所在，导致冬季室内环境恶劣的重要原因之一。若天井的开敞程度得以控制，如冬季，天井的顶部利用透光材料加以覆盖，而在夏季开启，则可极大地改善居住环境，节能亦会取得显著效果。
2 现代建筑构件以及材料对节能建筑的发展与影响
围护结构对室内环境及建筑能耗会产生很大影响，围护结构应具有高效的隔热保温性能，满足节能建筑热工设计的要求。蓄热性能好的围护结构在白天吸收大量热量，可以延缓室外综合温度等对室内气温的影响，使得室温不至于过高，但当夜间室外温度降低时，蓄热材料会逐渐释放出热量，使得室内温厦居高不下，从而增加空调能耗。传统的建筑外墙田于是固定不变的，对冷热气候无法予以调控。围护结构的可控性在于对太阳辐、室外空气等温度波综合作用而产生的热过程是可控的。因此，外围护结构应该是多面或多层的，可以关闭或开启某个层以适应不同的气候，其目的还是要降低能耗，减少空凋和采暖的使用。 如
马来西亚建筑师杨经文设计的上海Armoury大厦，外墙为双层，夏季的内层开启，可允许自然通风;春秋季由在两层之间的百叶墙面调节;到了冬季，百叶墙关闭，阻挡寒风的侵袭。
利用物体相变时吸放热原理，通过自然力调控围护结构表面材料的含湿量，可有效降低空调负荷。一种方法是利用太阳能被动蒸发多孔材料所含水分达到冷却建筑外表面。通过实测表明，在这一地区夏季层面受太阳辐射，表面温度达到55℃以上的，采用被动蒸发屋面外表面温度可降低25℃，其效果极为明显。另一方法就是采用含盐多孔材料作成的吸湿材料，利用吸湿材料在吸放湿过程中吸湿浓度的变化，达到制冷的目的。白天在阳光作用下，吸湿材料向外界蒸发，建筑起被动冷却降温的作用，夜间吸湿材料由于辐射散热而自动冷却，此时将窒内空气引入已干燥的吸湿材料吸湿后送回室内，从而达到对室内环境进行温度和湿度的调节作用。
我国普遍的福利性供热体系，只要房间太热就开窗散热，造成极大的热能浪费，而可以节能的门、窗、墙体等材料和新技术却不愿选用。而在欧美等国，早已从法律角度规范节能标准。根据芬兰的经验，不改现行房屋结构，只改变热能计量方式，即改成分户计量，就可节能30%以上。如果推行节能技术，那么节能的效果就会更加可观。
3 环境与气候在节能建筑中的地位
进行节能建筑设计，就应先做好准备工作，对建筑所在地的气候条件、地形地貌、地质水文资料进行调查和了解。根据调查的结果决定节能设计的基本方案。因为，我国许多地区都是夏热冬冷，地理环境的复杂多样性，因此，节能建筑的设计首先应该考虑如何充分利用建筑所在地区的自然环境资源和条件，在减少常规能源利用的前提下，按照节能的设计方法和建筑技术措施，创造出有利于人们生活和工作的居住环境。
地形条件一般来说，建筑所在地区的地形地貌，会直接影响建筑室内外热环境和空调能耗的大小，进而影响建筑的能源消耗情况。因此，对不同地形地貌的建筑环境要区分对待，设计出不同的节能方案。
如在江河湖泊环境下，因为地表水陆分布、地势起伏、表面覆盖材料等不同，受太阳辐射作用下和地表长波辐射的影响，会产生水陆风，进而形成气流的流动，影响到建筑的受能情况。因此，在设计时要充分水陆风的影响，以取得建筑穿堂风的效果为设计的重要环节之一，这可以改善夏季热环境对建筑的影响，节约空调能耗。而如果在山区地带，就要充分考虑该地区的山谷风现象，因为通常情况下建筑周围的种局地热力环流表现得较为明显。因此，在设计时应重点考虑夏季防热、通风，兼顾冬季向阳、避风。在建筑的选址朝向上，要尽量选择通风的位置。合理地利用山谷风这一自然能源以实现建筑节能的最大效果。
4 日照朝向对节能建筑的影响
日照环境设计利用太阳能是建筑节能的重要途径。根据我国太阳能资源的利用的三级区划，即以地区总辐射年总量为分区指标的一级区划;以各月日照时数大于6小时的天数这一要素为指标的二级区划;以太阳能日变化的特征值为指标的三级区划，建筑节能设计应该根据建筑所在地的太阳能资源划分，进行科学的研究分析，采用较为科学的设计方案。日照环境的设计主要是对建筑的日照间距和建筑适宜的朝向来确定的。
建筑的日照间距为保证阳光不受遮挡，并可以直接照射到建筑室内，在建筑的规划设计中，就必须在建筑物之间留出一定的距离，也就是建筑物的日照间距。影响建筑物的日照间距的因素有许多方面，包括当地日照标准、地理纬度、建筑朝向、建筑物的高度、长度以及建筑用地的地形等。
5 使用新能源与绿化设计
可以充分利用地热泵技术，如冰岛等国家，建筑房子时先在地上打两个洞，通过电泵将地下水循环起来，为整座房子供热。惟一耗能的就是电泵。而在丹麦等国，由于地处海边，太阳能和风能的利用条件得天独厚，使用热泵技术时结合风能与太阳能，用风能与太阳能来带动电泵就可以做到“零能耗”。
屋顶绿化，狭义上来说指的是在建筑屋顶上实施绿化;而广义上来讲，泛指在非渗透性的人工构筑物上进行绿化，包括在建筑物屋顶、墙体、露台阳台、裙楼屋顶、建筑物的空中平台、地下大型停车场的屋顶、工厂厂房屋顶，硬质地面铺装的广场，立交桥等，也被称为“建筑种植”或“立体绿化” 。
屋顶绿化是如何保护建筑屋面和达到节能效果的呢?在夏季，绿化种植层对日光照射所产生的热有三种主要作用方式：1)反射作用;2)隔热作用;3)蒸腾作用。屋顶绿化层的反射和隔热作用比较易于理解，蒸腾作用包括两部分：一是指绿色植物自身的蒸腾作用;一是指绿化种植土表层的蒸腾作用。绿化植物本身通过植物叶片上的微孔进行呼吸，叶片内液态的水吸收周围空气的热量(气化潜热)，变成气态的水，散发到空气中去;同样地，绿化种植土表层内的液态的水也会吸收的周围空气的热量(气化潜热)，变成气态的水，散发到空气中去。潜热是物质在气化过程中需要的热量，由于潜热远远大于显热，所以绿化区域蒸腾作用的吸热效果非常大，这就是在炎热的夏天人们愿意在树荫下纳凉的原因。
6 结语
节能建筑设计是建筑节能设计的重要组成部分，它是与建筑所在地区的气候以及建筑微气候、建筑技术和能源相结合，达到有各方面高效利用的建筑设计方法。最主要的特征就是建筑在冬季能最大限度地利用自然能来取暖，而夏季则能最大限度地减少得热，并能够利用自然能来降温冷却。在节能建筑规划设计中，应以适应四季气候变化的可控性设计为原则，在总体环境布局中，根据当地气候条件合理确定建筑朝向、间距、绿化等，既要考虑利于夏季通风.遮阳、减少太阳辐射热，又需考虑冬季利用太阳能、防止寒风侵袭，从而创造舒适的建筑外部空间环境。
参考文献:
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