建筑节能设计需要注意的问题初探
关键词：建筑节能设计,建筑布局,建筑体型,围护结构,电气设计
随着社会经济的发展，现代建筑的功能越来越强，建筑设计的重要性也日益明显。而建筑节能设计是建筑设计系统中极为重要的设计理念，本文就此做一分析。
一、建筑布局方面的节能设计
首先，确定良好的建筑朝向。我国地处北半球，由于太阳高度角和方位角变化规律的影响，南朝向的建筑是最有利的建筑朝向，夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，所以使建筑物为南朝向是我国建筑节能的必要条件。同时，根据太阳能在不同时段的分布状况和建筑物的使用性质，调整和确定建筑朝向是充分利用太阳能的有效措施。其次，确定合理的建筑间距。建筑设计规范对建筑物的满窗日照时间已做了明确的规定，这些标准使建筑物的绝大部分墙面在需要太阳能的季节里，可以接收更多的太阳辐射热能。
二、建筑体型方面的节能设计
(1)控制体型系数。体型系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积(不计地面)与其所包转的建筑体积之比。体型系数越大，说明单位建筑所分担的热散失面积越大，能耗就越多。有研究资料表明，体型系数每增加0.01，耗热量指标约增加2.5%，一般宜控制在0.30以下。建筑体型系数还与建筑物的体型是否规整及建筑物体量大小有关。(2)控制表面面积系数。从获取更多的日照辐射，降低耗能的观点来看，表面面积系数越小越好。从节能意义来说，长轴朝向东西方长方形体型最好，正方形次之，而长轴朝向南北方的长方形体型的建筑节能效果最弱。(3)选择适当的长宽比。对正南朝向来说，一般长宽比越大，得热越多。但需注意，随着朝向的变化，其得热量会逐渐减少。当偏角达到67度时，各种长宽比体型建筑的得热基本趋于一致。当偏角为90度时，则长宽比越大，得热越少。(4)低耗能体型的选择。所谓最低耗能体型，是指建筑的各方面尺寸预期有效传热系数相对应的最佳体型。一般来讲，当各面的平均有效传热系数不同时，传热系数相对较少的面具有相应较大面积的体型是最佳体型;当各面的平均系数相同时，最小的体型系数是最佳体型。
三、围护结构的节能设计
建筑物的能耗是由其围护结构的热传导和冷风渗透两方面造成的。试验表明，住宅围护结构的耗热量，占建筑采暖热耗的1/3以上。为了降低能耗，应从单项如墙、顶、门、窗等围护结构着手，重视其热工特性，找出其经济热阻，同时还必须考虑其围护结构的“吸热性”和“热容性”指标。
(1)墙体节能设计。墙体是建筑外围护结构的主体，其功能主要是承重、防水、防潮、隔热、保温。长期以来，我国一直以实心黏土砖为主要墙体材料，用增加砌筑厚度来满足保温要求，事实上，这种做法严重浪费了建筑能源和土地资源。因而在节能的前提下，应进一步推广使用空心砖墙及其复合墙体技术。新型墙体材料主要是用混凝土、水泥、砂等硅酸质材料，有的再掺加部分粉煤灰、煤矸石、炉渣等工业废料或建筑垃圾经过压制或烧结、蒸养、蒸压等制成的非粘土砖、建筑砌块及建筑板材。新型墙体材料一般具有保温、隔热、轻质、高强、节能、保护环境、改善建筑功能和增加加房屋使用面积等一系列优点，其中相当一部分品种属于绿色建材。一些新型墙体材料辅以一定的空气间层，不但降低容重，保温性能也大大改善，烧结空心砖就比实心制品有着更好的保温隔热功能。(2)窗户节能设计。窗户是薄壁的轻质构体，也是耗热的薄弱环节。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物冬季保温或夏季降温能耗的50 %以上，因而改善其绝热性能是节能的重点工作之一。窗户的节能应区别不同朝向控制窗墙比，尽量避免东西向开大窗，以提高窗户的遮阳性能;另一方面，应根据空调设备的价格和制冷、采暖费用的比较去确定合适的玻璃品种，从各种玻璃的太阳能阻隔特性和导热性两个方面去比较其节能效果，选择吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃和中空玻璃等，以提高玻璃的气密水平。(3)屋顶节能设计。屋面的节能措施主要有两点，一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以避免屋面的重量、厚度过大;一是屋面保温层不宜选用吸水率较高的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层吸水量大而降低保温效果。若选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔，以排除保温层内不易排出的水分。
四、电气节能设计
(1)提高供配电系统的功率因数。功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。具体方法有：减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备(如配有电容补偿的荧光灯)等。同时，可用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。(2)电动机的节能。建筑物中使用的电动机一般都是随设备配套提供的，在设备选型及招标时可以选择高效节能的产品，也可以通过控制系统实现节能的目的。(3)照明节能。在建筑中，哪些区域或部位需要设置何种照明，需要根据建筑本身的特点和使用情况来确定。概括起来主要从四方面进行：照明光源的选择：主要考虑以下几个要素：光效、色温、显色指数、光源寿命和价格。这是在照明设计中做到切合实际应用很重要的要素。照明灯具及其附属装置的选择：在实际的应用中，光源必须配备各种灯具，才能真正体现其实用价值。因此在照明设计中，应注意选择控光效果好、效率高的灯具;还应注意灯具的配光曲线，这是我们进行照明设计时的依据之一，以便对确切的照度值等做到心中有数。照明控制：值得注意的是，在照明设计中，照明的控制方式对于照明节能同样起到了重要的作用。现有的照明控制方式很多，例如：单灯控制、多灯控制、双控开关控制、楼宇自控系统控制、智能控制(总线控制)、其他控制方式(采用探测器控制)等。在这众多的控制方式中，如何在照明设计中做到切合实际，是每位设计人员应十分注意的问题，既要做到方便，又要达到节能。
总之，建筑节能是节约能源、改善人民生活水平和工作条件、减轻环境污染、促进经济可持续发展的一项最直接的措施，也是深化经济体制改革的一项重要组成部分。我们应充分认识到建筑节能是当今社会更是长远的一项重要工作，是社会中每个人应尽的责任，是社会发展应遵循的一项原则，更是我们建设领域行业人员所要解决的问题，我们应从不同角度，依据当地的经济、地形、气候等多方面的因素，加强节能设计与管理的实际应用，为节能型建筑做出应有的贡献。
参考文献：
[1]张文.建筑节能及发展趋势[J].山西建筑.2006.32(17)
[2]林海燕.可持续建筑发展中的建筑节能[J].建筑科学.2006.22(44)
