论绿色可持续发展节能设计要点

摘要：随着我国改革开放三十多年来的不断发展，我国城市建设初具规模，建筑规划的理念也在不断的更新，绿色、节能已经成为当下建筑规划设计的一个热门话题。面对人类活动的不断增多，可持续发展已经成为人们在设计建筑时的重要思考内容，本文在此对节能设计的几个要点做了详细的研究。

关键词：节能;单体;外墙

前言：新疆地区夏热冬寒十分突出，冬季寒冷最低温度可达零下30多度，夏季最高温度高达40多度。采用改善建筑围护结构保温和隔热性能，提高采暖、空调、通风设备及系统的能效，充分利用自然通风、余热回收、太阳能资源等措施，在保证相同的室内环境舒适参数的条件下，有效降低供热、通风、空调的消耗量，是节能的有效方法。

一、节能设计包含的几个方面

节能型住宅是指在保证住宅功能和舒适度的前提下，按既定目标减少能源消耗，并且尽可能对资源循环利用，实现资源节约的住宅，节能住宅包含以下几个方面：

1、建筑与环境是一个相互依赖共存的关系，一个合理的选址和适宜的外部环境对建筑的节能具有事半功倍的效果，应根据地方气候特点，因地制宜，建筑群的规划布置和建筑物的平面布置有利于自然通风，增加植被绿化可以有效地解决建筑的通风、防热等问题。建筑物单体设计应控制体形系数，研究资料表明，体形系数每增加0.01，耗热量指标约增加2.5%，一般控制在0.30 以下，控制体形系数的方法有：减少建筑面宽，加大建筑进深;增加建筑物的层数;加大建筑物的长度或增加组合;建筑体型不易变化过多。

2、绿化的利用

在屋顶种植植物，利用植物的光和作用，可以大大降低屋顶的室外综合温度，资料显示，种植屋面的内表面温度比其他普通屋面低2.8℃-7.7℃，但在屋面种植植物也应考虑技术问题，包括荷载、排水、防水等，现在都已有成熟的技术和经验，屋顶绿化分为覆土栽培和无土栽培两种，覆土栽培一覆土层0.5m 厚为宜，相应增加3KN/m2-15KN/m2;无土栽培技术，日本某公司已开发出表面生长植物的混凝土，特别适用于建筑墙壁和屋顶绿化。

3、太阳能的利用

太阳能既环保又方便安全，太阳能的利用有两种方式：被动式太阳能建筑和主动式太阳能建筑，被动式太阳能建筑指在向阳面采用阳光的储备热质来吸收储备热量来进行的一种方式，此系统中需要研究光电系统，造价过高，不适于大批使用。

二、优化建筑规划定位、朝向及环境设计

建筑节能在规划设计前就引起重视，合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑 日照及朝向等方面的确定。

1、建筑的主要朝向应迎合当地夏季的主导风向，利于自然通风;在夏季，南北朝向的建筑物所受到的太阳辐射相对东西朝向建筑要少很多，这样可以节省空调能量的消耗;而在冬季时，建筑受到太阳辐射的情况刚好与夏季相反，从而节约了建筑保温所需的能耗。

2、高层建筑设计时应在节约土地与合理的建筑间距之间找到最佳的平衡点，优化节能设计。适当增加建筑物的间距有利于空气流动，增大风量、提高风速，从而使建筑物与空气的热交换增加，有效降低建筑物的温度，降低建筑能耗。

3、高层建筑及其组合的群体应结合周边环境，充分考虑整体的空间形态，优化节能设计，将现有建筑和拟建高层建筑作为一个建筑群体考虑，实现建筑群内的自然通风。建筑群的入风口和出风口应结合主导风向合理设置，使空气流通;把夏季主导风向作为建筑的主要朝向，按照南小北大、南低北高的原则排列建筑物，这样的建筑群体在夏季能迎合南风、引导空气穿越，冬季又能阻挡寒冷北风的侵袭，较好地适应气候的变化，从而减少了建筑能源消耗。

三、做好单体节能设计

1、居住建筑外墙的节能设计

墙体是住宅的主体部分，是建筑室内外热交换的主要介质，建筑节能50%，其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温度相差可达4～10度，所以墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外，还应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料，对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。

目前，常用的几种外墙材料中，保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温是连续外包的，有效隔断具有热桥作用的混凝土梁（圈梁）、柱（构造柱）等，而产生“断桥”作用，达到预期的节能降耗效果。此外，减少建筑物体型系数，也就是减少建筑物外表面积，减少外围护结构面积，减少建筑形体的凹凸，也是节能的有效措施之一。体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。因此，体形系数越小对建筑节能越有利。为得到合理的有利节能的建筑体形，体形系数一般应控制在0.3及0.3以下，住宅进深应扩大到10m以上，而长度则以55m为宜。从热传递方面分析，通常建筑物实墙的阳角内侧气流较通风口处差且散热面相对比较大，所以交角处内表面的温度远比主体内表面温度低。同时由于具有热桥作用的框架柱或构造柱常设在此处，所以一般交角处是建筑物耗能量较大的部位。如果建筑物设计成圆柱形，则外墙棱角少，外表面积也小，有利于减少能量的消耗。所以外表面整齐的建筑比外表面凸凹变化的建筑要节能。从接收太阳辐射热能考虑，应使建筑物南向墙面的面积尽量的大，其他墙面的外表面积尽可能的小，也就是说南向墙面与其他各方位墙面的面积比应是越大越好。另外，也可以利用植物来调节气温，在日照强烈的墙面，种植植物来吸收太阳热量，减少传入室内的热源。

2、居住建筑屋面的节能设计

在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是接受太阳直射时间最长的部位，因此受辐射得热也是最多的，相当于东西向墙体的2～3倍，所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料（如膨胀型泡沫聚苯板）。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上，可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。

另外，利用屋顶种植花卉、灌木（如彩叶草、麦冬草等）形成生态型屋面，既可阻挡热源，减少温室气体的排放，达到保温隔热，又可美化环境，改善城市气候，做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜，可起到滞阻水的作用，有利于屋面的防水，而且土壤导热系数小，有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动，有利于屋面的保温隔热。同时，在屋面蓄水，形成蓄水型屋面，也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热，从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。此外，采用平坡屋顶结合的构造形式，在屋面保温隔热层上做架空层，通过空气流通来散热也是个不错的办法。

3、居住建筑门窗的节能设计

外门窗是耗热的重要渠道，它既是太阳辐射的得热部件，又是主要的失热部件，传热系数约为墙体的3～4倍，是节能的重点部位，所以合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。外墙门窗设计除满足自然通风外，设计中应该强调东西南北开窗有别，不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面，应尽量减少开窗面积。设计选用的外门窗（包括阳台门）应有良好的气密性，外门窗框与门窗洞口之间的缝隙，应采用聚氨酯等高效保温材料填实，并用密封膏嵌缝。选用好的窗型（如平开窗气密性相对较好），门窗配件，提高窗框的隔热性能（如采用塑料型材、铝合金断热型材等），减少窗框的外露面积，采用保温隔热性能好的玻璃（如中空玻璃、镀膜玻璃等）。根据国内外大量应用经验证实，采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光，通常也是建筑自然通风的渠道。所以，外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位，引进自然风，增加夏季的渗透通风。但同时，外门窗的设计应减少冬季寒风的渗透，有利于室内保温，改善生活环境的舒适度。

四、结语

总之，抓好房屋建筑的节能设计是建筑工程的重中之重，合理有效地利用建筑能源，提高建筑能源的利用效率，对于经济的可持续发展具有重大的意义，因而，对于房屋建筑的节能规划和设计工作要做到位，切实做好墙体节能设计、门窗节能设计和屋面节能设计，以期促进房屋建筑节能技术的改进，从而提高经济和社会效益。

参考文献：

[1]师龙辉，张军伟.住宅建筑节能设计，2011年第1期

[2]张钦楠;我国建筑能源的消耗与节约[J];中国能源;1981年04期