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摘要:本文从公共建筑节能设计的必要性、建筑与建筑热工设计，以及这公共建筑空调系统存在的问题与节能潜力三个方面对公共建筑节能设计的必要性进行阐述。
关键词:公共建筑；节能；设计；必要性
中图分类号：TU2文献标识码： A
一、前言
随着社会的不断向前发展，人们对于建筑的节能设计越来越关注，为了提高人们对于建筑节能设计的关注和认知，本文对建筑节能设计的必要性以及相关的设计问题进行分析。
二、公共建筑节能设计的必要性
通过相关数据查询了解到，公共建筑虽然在整体建筑中所占的面积比例并不大，但从能耗结构上来讲，其耗能是相当大的，另一方面，由于公共建筑有区别一般单户建筑的整体规模优势，如果采用合适的节能设计措施，公共建筑的节能潜力是非常大的。从公共设施的能源结构上来看，空调和热水系统所消耗的能源量占整体能源消耗量的比重非常大，而当今关于空调与热水系统的节能技术已取得了较大的成就，因此，进行公共建筑的节能设计时，从空调和热水系统的节能入手是非常有效且必要的。此外，从我国整体的能源消耗结构上来看，建筑行业一直是一个耗能大户，所以，如果可以采取合适的节能设计来减少建筑行业的能源消耗，不仅可以节约能源，促进我国经济社会的可持续发展，而且可以优化能源配置结构，提高我国经济的运行效率，推动经济的发展。
三、建筑与建筑热工设计
1.体形系数
体形系数指的就是建筑物与室外大气接触的外表面积和与其所包围的体积之比值。建筑物的体形变化对其采暖空调的能耗大小有着直接的影响。通常情况下。建筑物的单位面积多对应的室外面积越大，其外围护结构所产生的热损也就越大，因此，需要对建筑物的体形进行合理的确定，需要根据当地的气候条件、冬季和夏季的太阳辐射强度以及当地的季风情况等因素来确定，同时，应当对不同使用功能的建筑物进行分别对待，尽量减少建筑物房屋的外围面积，以此能够使一些体形不规则的建筑物也能够减少各种凹凸面所带来的热损。
2.围护结构热工设计
(1)屋面的保温隔热设计性能的实现，需要在设计时遵循以下几点：a．在保温隔热材料的选择上，应当尽量选择热导系数小的保温材料，同时应当尽量选择密度小的材料，以此防止建筑物屋面的荷载过大．b．由于目前市面上所销售的保温隔热材料种类繁多，因此在进行选择时，应当根据建筑物的使用功能以及建筑物的屋面结构、建筑物所处的气候环境以及施工条件等因素进行全方面的综合考虑；c．根据建筑物的热工要求对建筑物的保温层厚度进行确定，同时根据保温隔热材料层的差别，对其排列次序进行合理的配置；d．建筑屋面内的保温隔热材料，一般不选择吸水率较高的材料，以此防止材料吸潮而影响热工性能。
(2)外墙的保温隔热。设计应注意以下几点：a．对围护结构中窗过梁、圈梁、钢筋混凝土抗震柱、剪力墙、梁、柱等热桥部位，应采用外保温措施。b．应注意墙体和屋面及地面相接处阴角部位的结露，由于阴角部位形成二维或三维热流，热量损失大，造成表面温度低而产生结露的情况，应加强这些部位的保温层厚度。c．防止室外冷风渗透，如窗过梁、门洞口等热桥部位造成表面温度低而产生结露。d．夏热冬冷地区冬季气候阴冷潮湿，室内空气相对湿度大，适当控制室内空气相对湿度也是防止围护结构热桥表面结露的措施之一。
(3)外窗及透明幕墙的保温遮阳。一是窗的热工性能影响到冬季采暖、夏季空调室内外温差传热；二是窗和幕墙的透明材料受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。与非透明的外墙相比，在可接受的造价范围内，透明幕墙的热工性能相差得较多，因此，不宜在建筑立面上大面积应用玻璃幕墙，如果希望建筑的立面有玻璃的质感。提倡使用非透明的玻璃幕墙，即玻璃的后面仍然是保温隔热材料和普通墙体。
在严寒地区，阳光充分进入室内，有利于降低冬季采暖能耗。这一地区采暖能耗在全年建筑总能耗中占主导地位，如果遮阳设施阻挡了冬季阳光进入室内，对自然能源的利用和节能是不利的。因此，应着重于提高外窗的热工性能，遮阳措施一般不适用于北方严寒地区。夏季，在南方水平面太阳辐射强度可高达1000W／m2以上，太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。应采取适当遮阳措施，防止直射阳光的不利影响。在设计遮阳时可以把遮阳做成永久性或临时性的遮阳装置。永久性的即是在窗口设置各种形式的遮阳板；临时性的即是在窗口设置轻便的窗帘、各种金属或塑料百叶等。要控制窗的热损失，选择适宜的窗型也很重要。平开窗虽然价格比推拉窗稍高，但其通风面积大，且气密性较好，故应尽可能选用这种窗型。
玻璃等透明材料本身的热工性能虽然很差，但近年来这些行业的技术发展很快，镀膜玻璃、中空玻璃等产品丰富多彩，用这些高性能玻璃组成幕墙的技术也已经很成熟，如采用Low—E中空玻璃、填充惰性气体、暖边间隔技术和“断热桥”型材龙骨或双层皮通风式幕墙完全可以把玻璃幕墙的传热系数由普通单层玻璃的6.Ow／(m2·K)以上降到1.5 W／(m2·K)。遮阳措施也可以采用各种热反射玻璃和镀膜玻璃、阳光控制膜、低发射率膜玻璃等。
3.围护结构热工性能的权衡判断
公共建筑的设计往往非常注重建筑造型和突出使用功能，要求公共建筑的节能设计一定要符合规范全部条款的要求是不现实的。例如，当前大量玻璃幕墙建筑的“窗墙比”和对应的玻璃热工性能就很可能突破规范的限制。为了尊重建筑师的创造性工作，保持建筑外观和造型的多样性，同时又能使所设计的建筑能够符合节能设计标准的要求，引入了权衡判断。权衡判断不拘泥于建筑围护结构各个局部的熱工性能，而是着眼于总体热工性能是否满足节能标准的要求。通俗地说，如果某部分围护结构的热工性能不达标，就需要提高另一部分围护结构的热工性能来弥补，使围护结构的总体性能保持良好。由于权衡判断整个过程即复杂又繁琐，所以我们在设计过程中应对节能问题有足够的重视，尽量避免做权衡判断。
四、公共建筑空调系统存在的问题与节能潜力
1.风系统方面
一般采用全空气空调系统或风机盘管加新风系统。采用全空气系统可以在室外空气比焓低于室内空气比焓时充分利用室外新风供冷，从而节省冷水机组的制冷量。但是在实际工程中，有些设计未充分考虑空调系统的全年节能运行，新风系统往往按最小新风量设计，新风接人口面积，新风管道尺寸及风机容量偏小，过渡季不能大量利用新风。有些商场建筑即使在室外温度低至12℃时，室内还需要空调冷源设备供冷，造成极大的能源浪费。
3.水系统方面
目前采用的全是定水量系统，设计时水流量按最大冷负荷和5℃的供回水温差确定，但在全年运行中最大负荷出现的时间很少，绝大部分时间在部分负荷下运行，因此普遍存在大流量小温差的问题。近年来许多研究结果表明，加大冷水供回水温差使输送系统减少的能耗大于由此导致的设备传热效率下降所增加的能耗，因此对整个空调系统而言具有一定的节能效益。目前有的工程已采用了8℃的温差，从其运行情况来看节能效果良好。
4.运行管理方面
有自控系统的空调系统在实际运行中很多都没有使用其自控系统，大多数采用手动操作，而手动常常就变成了不动。很多公共建筑空调系统的过滤器等设备长期不清洗或更换，使得系统效率下降，运行能耗增加；有些空调系统，一年四季只有开机关机和季节转换操作，显然达不到相应的节能效果。
五、结语
总的来说，现如今的建筑设计依旧具有巨大的节能设计空间，设计人员应当充分开拓这些空间，进而提高公共建筑的整体节能设计水平，促进社会的可持续发展。
参考文献
[1]张爱萍. 浅谈公共建筑节能设计的必要性. [J]. 《科技情报开发与经济》. 2011年1月，第3期，223-225页
[2]张力，师新民. 对公共建筑节能设计的思考. [J]. 《黑龙江科技信息》. 2011年1月，第8期，223-225页
[3]许哲峰. 浅谈公共建筑节能设计的意义. [J]. 《中国新技术新产品》. 2011年5月，第9期，112-114页
[4]刘贵杰. 公共建筑节能设计. [J]. 《山西青年（下半月）》. 2013年2月，第9期,330-332页
关键词:公共建筑；节能；设计；必要性
中图分类号：TU2文献标识码： A
一、前言
随着社会的不断向前发展，人们对于建筑的节能设计越来越关注，为了提高人们对于建筑节能设计的关注和认知，本文对建筑节能设计的必要性以及相关的设计问题进行分析。
二、公共建筑节能设计的必要性
通过相关数据查询了解到，公共建筑虽然在整体建筑中所占的面积比例并不大，但从能耗结构上来讲，其耗能是相当大的，另一方面，由于公共建筑有区别一般单户建筑的整体规模优势，如果采用合适的节能设计措施，公共建筑的节能潜力是非常大的。从公共设施的能源结构上来看，空调和热水系统所消耗的能源量占整体能源消耗量的比重非常大，而当今关于空调与热水系统的节能技术已取得了较大的成就，因此，进行公共建筑的节能设计时，从空调和热水系统的节能入手是非常有效且必要的。此外，从我国整体的能源消耗结构上来看，建筑行业一直是一个耗能大户，所以，如果可以采取合适的节能设计来减少建筑行业的能源消耗，不仅可以节约能源，促进我国经济社会的可持续发展，而且可以优化能源配置结构，提高我国经济的运行效率，推动经济的发展。
三、建筑与建筑热工设计
1.体形系数
体形系数指的就是建筑物与室外大气接触的外表面积和与其所包围的体积之比值。建筑物的体形变化对其采暖空调的能耗大小有着直接的影响。通常情况下。建筑物的单位面积多对应的室外面积越大，其外围护结构所产生的热损也就越大，因此，需要对建筑物的体形进行合理的确定，需要根据当地的气候条件、冬季和夏季的太阳辐射强度以及当地的季风情况等因素来确定，同时，应当对不同使用功能的建筑物进行分别对待，尽量减少建筑物房屋的外围面积，以此能够使一些体形不规则的建筑物也能够减少各种凹凸面所带来的热损。
2.围护结构热工设计
(1)屋面的保温隔热设计性能的实现，需要在设计时遵循以下几点：a．在保温隔热材料的选择上，应当尽量选择热导系数小的保温材料，同时应当尽量选择密度小的材料，以此防止建筑物屋面的荷载过大．b．由于目前市面上所销售的保温隔热材料种类繁多，因此在进行选择时，应当根据建筑物的使用功能以及建筑物的屋面结构、建筑物所处的气候环境以及施工条件等因素进行全方面的综合考虑；c．根据建筑物的热工要求对建筑物的保温层厚度进行确定，同时根据保温隔热材料层的差别，对其排列次序进行合理的配置；d．建筑屋面内的保温隔热材料，一般不选择吸水率较高的材料，以此防止材料吸潮而影响热工性能。
(2)外墙的保温隔热。设计应注意以下几点：a．对围护结构中窗过梁、圈梁、钢筋混凝土抗震柱、剪力墙、梁、柱等热桥部位，应采用外保温措施。b．应注意墙体和屋面及地面相接处阴角部位的结露，由于阴角部位形成二维或三维热流，热量损失大，造成表面温度低而产生结露的情况，应加强这些部位的保温层厚度。c．防止室外冷风渗透，如窗过梁、门洞口等热桥部位造成表面温度低而产生结露。d．夏热冬冷地区冬季气候阴冷潮湿，室内空气相对湿度大，适当控制室内空气相对湿度也是防止围护结构热桥表面结露的措施之一。
(3)外窗及透明幕墙的保温遮阳。一是窗的热工性能影响到冬季采暖、夏季空调室内外温差传热；二是窗和幕墙的透明材料受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。与非透明的外墙相比，在可接受的造价范围内，透明幕墙的热工性能相差得较多，因此，不宜在建筑立面上大面积应用玻璃幕墙，如果希望建筑的立面有玻璃的质感。提倡使用非透明的玻璃幕墙，即玻璃的后面仍然是保温隔热材料和普通墙体。
在严寒地区，阳光充分进入室内，有利于降低冬季采暖能耗。这一地区采暖能耗在全年建筑总能耗中占主导地位，如果遮阳设施阻挡了冬季阳光进入室内，对自然能源的利用和节能是不利的。因此，应着重于提高外窗的热工性能，遮阳措施一般不适用于北方严寒地区。夏季，在南方水平面太阳辐射强度可高达1000W／m2以上，太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。应采取适当遮阳措施，防止直射阳光的不利影响。在设计遮阳时可以把遮阳做成永久性或临时性的遮阳装置。永久性的即是在窗口设置各种形式的遮阳板；临时性的即是在窗口设置轻便的窗帘、各种金属或塑料百叶等。要控制窗的热损失，选择适宜的窗型也很重要。平开窗虽然价格比推拉窗稍高，但其通风面积大，且气密性较好，故应尽可能选用这种窗型。
玻璃等透明材料本身的热工性能虽然很差，但近年来这些行业的技术发展很快，镀膜玻璃、中空玻璃等产品丰富多彩，用这些高性能玻璃组成幕墙的技术也已经很成熟，如采用Low—E中空玻璃、填充惰性气体、暖边间隔技术和“断热桥”型材龙骨或双层皮通风式幕墙完全可以把玻璃幕墙的传热系数由普通单层玻璃的6.Ow／(m2·K)以上降到1.5 W／(m2·K)。遮阳措施也可以采用各种热反射玻璃和镀膜玻璃、阳光控制膜、低发射率膜玻璃等。
3.围护结构热工性能的权衡判断
公共建筑的设计往往非常注重建筑造型和突出使用功能，要求公共建筑的节能设计一定要符合规范全部条款的要求是不现实的。例如，当前大量玻璃幕墙建筑的“窗墙比”和对应的玻璃热工性能就很可能突破规范的限制。为了尊重建筑师的创造性工作，保持建筑外观和造型的多样性，同时又能使所设计的建筑能够符合节能设计标准的要求，引入了权衡判断。权衡判断不拘泥于建筑围护结构各个局部的熱工性能，而是着眼于总体热工性能是否满足节能标准的要求。通俗地说，如果某部分围护结构的热工性能不达标，就需要提高另一部分围护结构的热工性能来弥补，使围护结构的总体性能保持良好。由于权衡判断整个过程即复杂又繁琐，所以我们在设计过程中应对节能问题有足够的重视，尽量避免做权衡判断。
四、公共建筑空调系统存在的问题与节能潜力
1.风系统方面
一般采用全空气空调系统或风机盘管加新风系统。采用全空气系统可以在室外空气比焓低于室内空气比焓时充分利用室外新风供冷，从而节省冷水机组的制冷量。但是在实际工程中，有些设计未充分考虑空调系统的全年节能运行，新风系统往往按最小新风量设计，新风接人口面积，新风管道尺寸及风机容量偏小，过渡季不能大量利用新风。有些商场建筑即使在室外温度低至12℃时，室内还需要空调冷源设备供冷，造成极大的能源浪费。
3.水系统方面
目前采用的全是定水量系统，设计时水流量按最大冷负荷和5℃的供回水温差确定，但在全年运行中最大负荷出现的时间很少，绝大部分时间在部分负荷下运行，因此普遍存在大流量小温差的问题。近年来许多研究结果表明，加大冷水供回水温差使输送系统减少的能耗大于由此导致的设备传热效率下降所增加的能耗，因此对整个空调系统而言具有一定的节能效益。目前有的工程已采用了8℃的温差，从其运行情况来看节能效果良好。
4.运行管理方面
有自控系统的空调系统在实际运行中很多都没有使用其自控系统，大多数采用手动操作，而手动常常就变成了不动。很多公共建筑空调系统的过滤器等设备长期不清洗或更换，使得系统效率下降，运行能耗增加；有些空调系统，一年四季只有开机关机和季节转换操作，显然达不到相应的节能效果。
五、结语
总的来说，现如今的建筑设计依旧具有巨大的节能设计空间，设计人员应当充分开拓这些空间，进而提高公共建筑的整体节能设计水平，促进社会的可持续发展。
参考文献
[1]张爱萍. 浅谈公共建筑节能设计的必要性. [J]. 《科技情报开发与经济》. 2011年1月，第3期，223-225页
[2]张力，师新民. 对公共建筑节能设计的思考. [J]. 《黑龙江科技信息》. 2011年1月，第8期，223-225页
[3]许哲峰. 浅谈公共建筑节能设计的意义. [J]. 《中国新技术新产品》. 2011年5月，第9期，112-114页
[4]刘贵杰. 公共建筑节能设计. [J]. 《山西青年（下半月）》. 2013年2月，第9期,330-332页