摘要：由于我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)強(qiáng)調(diào)降低一次性建設(shè)投資，建筑的設(shè)計(jì)對(duì)保溫隔熱問(wèn)題不夠重視，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能普遍很差，而采暖、空調(diào)能源利用效率又十分低下，造成了建筑能耗急劇上升，成為全社會(huì)能源緊缺的重要原因之一。因此，應(yīng)該通過(guò)建筑總體布局以及提高建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，最終達(dá)到節(jié)能的目的。
　　關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能,節(jié)能設(shè)計(jì),研究
　　一、應(yīng)用背景
　　建筑節(jié)能是國(guó)家節(jié)能工作的重要組成部分。我國(guó)傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)理論強(qiáng)調(diào)自然通風(fēng)來(lái)排除白天建筑物吸收的熱量和人體揮發(fā)的熱量，采用自然通風(fēng)的建筑物在特殊季節(jié)、時(shí)間段無(wú)法滿足人體基本熱舒適度要求，因此就要考慮采用暖氣、空調(diào)等人工措施。由于我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)強(qiáng)調(diào)降低一次性建設(shè)投資，建筑的設(shè)計(jì)對(duì)保溫隔熱問(wèn)題不夠重視，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能普遍很差，而采暖、空調(diào)能源利用效率又十分低下，造成了建筑能耗急劇上升，成為全社會(huì)能源緊缺的重要原因之一。因此，應(yīng)該通過(guò)建筑總體布局以及提高建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，最終達(dá)到節(jié)能的目的。
　　國(guó)家發(fā)改委在《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》中指出：目前我國(guó)單位建筑面積采暖能耗相當(dāng)于氣候條件相近發(fā)達(dá)國(guó)家的2-3倍，由于我國(guó)以煤炭作為主要能源，而作為耗能大戶的建筑，其節(jié)能也就成為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重大問(wèn)題。因此，節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)業(yè)尋求可持續(xù)良性發(fā)展的主題之—。
　　環(huán)保要求節(jié)能，節(jié)能促進(jìn)環(huán)保。為使我國(guó)建筑節(jié)能工作在“十五”期間取得跨越式發(fā)展，根據(jù)建設(shè)部的要求及國(guó)務(wù)院有關(guān)文件精神，國(guó)家有關(guān)部門制定了《建設(shè)部建筑節(jié)能“十五”計(jì)劃綱要》，主要內(nèi)容包括建筑節(jié)能，太陽(yáng)能、河水、湖水、海水、地下水與地下能源等新能源和可再生能源在建筑中的利用，以及新型建筑墻體材料的推廣應(yīng)用工作。
　　二、建筑能耗的組成
　　建筑能耗有諸多因素影響，除室外熱環(huán)境質(zhì)量、室內(nèi)空氣質(zhì)量和氣候環(huán)境、建筑功能、規(guī)劃布局等外部因素以外，主要是建筑本身的因素。一是結(jié)構(gòu)能耗，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、建筑體形系數(shù)、窗墻比等限值。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占70％-80％，門窗縫隙空氣滲透的熱損失約占20％-30％。在傳熱熱損失中，外墻約占25％，窗戶約占24％，樓梯間隔墻約占11％，屋面約占9％，陽(yáng)臺(tái)門下部約占3％，戶門約占3％，地面約占2％。窗戶的傳熱熱損失與空氣滲透熱的損失相加，約占全部熱損失的47％。因此，加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫，特別是加強(qiáng)窗戶包括陽(yáng)臺(tái)門的保溫性和氣密性，是減少結(jié)構(gòu)能耗的重要環(huán)節(jié)。二是使用能耗，主要是冬季供熱和夏季空調(diào)制冷，占整個(gè)建筑能耗的55％以上，說(shuō)明采用高效率的供熱、空調(diào)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的另一重要環(huán)節(jié)。
　　三、建筑節(jié)能的手段
　　（一）建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中的節(jié)能：主要是指在節(jié)能建筑的選址、體形、體量、布局朝向以及日照、間距、密度上考慮節(jié)能方法與措施。
　　1、總體布局原則：建筑總平面的布置和設(shè)計(jì)，應(yīng)充分利用冬季日照并避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向，利用夏季涼爽時(shí)段的的自然通風(fēng)。建筑朝向應(yīng)選擇當(dāng)?shù)刈罴殉�向，避免主要房間夏季受東、西曬。
　　2、選址：建筑選址應(yīng)綜合考慮整體生態(tài)因素，最大限度利用現(xiàn)有生態(tài)資源，使其成為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的延續(xù)。
　　3、外部環(huán)境設(shè)計(jì)：在建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)建筑自身所處的具體環(huán)境加以利用和改善，以創(chuàng)造滿足人們工作生活需要的室內(nèi)外環(huán)境。在建筑外圍種植樹(shù)木、植被等，可有效凈化空氣，同時(shí)起到遮陽(yáng)、降噪的效果。也可通過(guò)垂直綠化、屋面綠化、滲水地面等，改善環(huán)境濕度，提高建筑物的室內(nèi)熱舒適度。
　　4、規(guī)劃和形體設(shè)計(jì)：在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)建筑形體及建筑群體進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以適應(yīng)不同的氣候環(huán)境。防止因建筑高度、寬度的差異出現(xiàn)的不良風(fēng)環(huán)境。
　　5、日照環(huán)境設(shè)計(jì)：充分利用環(huán)境提供的日照條件，合理確定建筑物的間距、朝向。
　　（二）建筑構(gòu)造：主要在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上采取措施。圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括墻體、屋面以及門窗。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量約占建筑采暖熱耗的1/3以上，對(duì)這一部分采取科學(xué)的保溫設(shè)計(jì)，節(jié)能效果非常顯著。
　　1、建筑單體體型設(shè)計(jì)要求:寒冷地區(qū)的公共建筑體形系數(shù)應(yīng)小于0.40，不滿足規(guī)定時(shí)，必須按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷。
　　2、建筑單體空間設(shè)計(jì):建筑單體空間設(shè)計(jì)，在充分滿足建筑功能要求的前提下，對(duì)建筑空間進(jìn)行合理分割，以改善建筑室內(nèi)通風(fēng)、采光、熱環(huán)境等。
　　3、外門窗:門窗作為節(jié)能的最薄弱環(huán)節(jié)，保溫和隔熱作用在節(jié)能中最重要，因此門窗的設(shè)計(jì)和施工直接影響著建筑物的節(jié)能效果。
　　（1）氣密性：氣密性不佳開(kāi)口部的漏氣量(間隙風(fēng))增大，在空調(diào)或采暖空間中造成能量的損失，氣密性差的窗戶，對(duì)于阻絕外界噪音的功效亦不佳。因此應(yīng)使用密封性能良好的門窗材料，門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封；框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等；扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。
　　（2）隔熱性：金屬制門窗框如果沒(méi)有良好的斷熱處理，會(huì)引起熱橋現(xiàn)象，由于其熱傳導(dǎo)大，此部位之溫度也較其它部位低，易結(jié)露，增加室內(nèi)的熱負(fù)荷。因此應(yīng)改善建筑門窗的保溫性能，在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能；窗戶最好采用鋼塑復(fù)合窗和塑料窗，盡量少用金屬窗，積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，擴(kuò)大單塊玻璃的面積，減少窗芯，合理地減少可開(kāi)啟的窗扇面積，適當(dāng)增加固定玻璃及固定窗扇的面積。
　　（3）緩沖空間：外門設(shè)防風(fēng)門斗，防止冷風(fēng)倒灌，采用封閉式樓梯間。
　　另外建筑每個(gè)朝向的窗墻面積比不應(yīng)大于0.70，當(dāng)窗墻面積比小于0.40時(shí)，玻璃的可見(jiàn)光透射比不應(yīng)小于0.40。
　　4、墻體節(jié)能：我國(guó)以實(shí)心粘土磚為主要墻體材料，外墻應(yīng)采用保溫構(gòu)造，盡量減少混凝土出挑構(gòu)件及附墻部件，當(dāng)外墻有出挑部件及附墻部件時(shí)應(yīng)采取隔斷熱橋或保溫措施。外墻保溫的墻體，窗口外側(cè)四周墻面應(yīng)進(jìn)行保溫處理。在建筑物西墻面種植綠色爬藤植物，纏繞在建筑外墻固定桿件上，可吸收過(guò)多的太陽(yáng)輻射，降低外墻表面溫度，用以創(chuàng)造良好的室內(nèi)環(huán)境。
　　玻璃幕墻節(jié)能追求設(shè)計(jì)功能的主動(dòng)性和積極性，變被動(dòng)設(shè)防為主動(dòng)利用能源：對(duì)于以采暖供熱為主的幕墻追求達(dá)到溫室效應(yīng)，對(duì)于以空調(diào)制冷為主的幕墻追求達(dá)到冷房效果。但是由于這些節(jié)能幕墻造價(jià)較高，應(yīng)用較少。
　　5、建筑遮陽(yáng)：外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)在亞熱帶地區(qū)是節(jié)能最有效的方法之一，有助于減輕日照負(fù)荷，外遮陽(yáng)比室內(nèi)遮陽(yáng)百葉簾效果高3倍左右，它影響整體空調(diào)耗能約兩成左右。夏季太陽(yáng)輻射照度隨朝向不同有較大差別，一般以水平面最高，東西向次之，南北向最低。建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)依次考慮屋頂天窗、西向、東向、西南向、南向窗。外部遮陽(yáng)的設(shè)置除能夠有效遮擋太陽(yáng)輻射外，還應(yīng)避免對(duì)窗口通風(fēng)產(chǎn)生不良影響。重要建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)采用智能化外遮陽(yáng)設(shè)施，夏季外遮陽(yáng)百葉可以根據(jù)不同時(shí)間陽(yáng)光的輻射調(diào)整角度，達(dá)到遮擋強(qiáng)烈的陽(yáng)光降低空調(diào)制冷能耗的作用。外遮陽(yáng)百葉與建筑立面之間有一定寬度，形成空氣流動(dòng)的空間，也有“可呼吸”幕墻的效果。
　　6、屋面：保溫隔熱屋面采用板材、塊材或整體現(xiàn)噴聚氨酯保溫層，屋面的天溝、檐溝應(yīng)鋪設(shè)保溫層。“漂浮屋頂”可以在建筑上運(yùn)用，達(dá)到遮陽(yáng)效果，它可以保護(hù)建筑的核心部分免受熱輻射，并使涼爽的微風(fēng)從底下吹過(guò)。另外，在屋面種植適合當(dāng)?shù)貧夂虻牡桶�植物，這種植物耐旱、抗寒，不必人工專門伺弄，種植在建筑物屋面，既保溫隔熱，又經(jīng)濟(jì)實(shí)用，也能提高環(huán)境的綠化率，有利于調(diào)節(jié)環(huán)境氣候，減輕城市環(huán)境污染和改善城市生態(tài)環(huán)境，節(jié)約土地資源和擴(kuò)大綠化面積，增加綠色空間結(jié)構(gòu)和保護(hù)城市生物多樣性。
　　（三）在建筑的使用中節(jié)能。這主要是指建筑的采暖、空調(diào)、照明、電器、電梯、通風(fēng)等方面均應(yīng)采用低能高效設(shè)備，節(jié)約能源。
　　（四）太陽(yáng)能的合理利用
　　太陽(yáng)能是各種可再生能源中最重要的基本能源，廣義地說(shuō)，太陽(yáng)能包含生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能、水能等各種可再生能源。通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，再利用熱能進(jìn)行發(fā)電的稱為太陽(yáng)能熱發(fā)電；通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成電能利用，屬于太陽(yáng)能光發(fā)電技術(shù)，光電轉(zhuǎn)換裝置通常是利用半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
　　集中式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可常年保證日常生活用熱水，太陽(yáng)墻系統(tǒng)則通過(guò)頂部傳感器、風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。利用建筑所在地氣候特征，確定太陽(yáng)能供熱、采暖等利用方式，是有效節(jié)約能源的重要內(nèi)容。
　　（五）其他相關(guān)節(jié)能技術(shù)
　　水環(huán)境系統(tǒng)需要進(jìn)行全面規(guī)劃。給排水系統(tǒng)、污水處理及回用系統(tǒng)、雨水收集及利用系統(tǒng)、景觀以及綠化用水補(bǔ)水系統(tǒng)、雨水收集與人工濕地一體化等都要在規(guī)劃階段予以綜合考慮，雨水利用的方式主要有三種：
　　一是屋面雨水集蓄系統(tǒng)，將屋面雨水通過(guò)集雨槽聚集起來(lái)并輸送到儲(chǔ)存構(gòu)筑物內(nèi)，收集下來(lái)的雨水主要用于公共場(chǎng)所的非飲用水。
　　二是雨水截污與滲透系統(tǒng)，在收集過(guò)程中，雨水通過(guò)活動(dòng)式截污裝置截留徑流污染物，從源頭上避免對(duì)水質(zhì)的影響，然后再采用人工與自然結(jié)合的凈化方式，使水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。
　　三是人工生態(tài)濕地雨水利用系統(tǒng)。