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摘要：我国是个能源资源短缺的国家，节能是国家的一项基本国策。建筑节能是全社会节约能源的重要组成部分。本文介绍了我国设计节能建筑的必要性和现状，重点总结了建筑设计的节能措施。
关键词：建筑设计 ， 节能， 措施
Abstract: China is a national shortage of energy resources, energy efficiency is a basic state policy of the country. The energy conservation of the building is the whole society is an important part of managing the sources of energy. This paper introduces the design of the necessity of building energy saving in China and the status quo, emphatically summarized the architectural design of energy saving measures.
Keywords: architectural design, energy saving, measures
中圖分类号：TE08文献标识码：A文章编号：
随着中国经济的高速发展,中国工业进入了工业化中期,即重工业阶段,但是高消耗、高污染、低效率的粗放型扩张和外延为主的经济增长模式没有改变,经济增长对能源需求明显提高。经济的发展又大大促进了中国城市化的进程,居民收入的增加快速,居民消费结构性升级,房屋和汽车消费高速增长,房地产和汽车工业空前繁荣。中国能源的短缺日益严重,能源已成为中国经济可持续发展的命脉。因此,节能减排必将是中国可持续发展的工作重点,建筑节能又是重中之重。建筑是耗能大户,全球有近30%的能源消耗在建筑物上。我国建筑能耗已超过全国能源消费总量的25%,且不断增长的趋势不可逆转。从可持续发展战略和能源发展战略出发,如何在满足使用者舒适度的基础上,提高建筑对能源的利用效率,更合理地利用自然能源,同时降低外界热环境的影响,即建筑节能的问题,是当前建筑业发展面临的一个重大挑战和机遇。
一、设计节能建筑的必要性和现状
1、我国建筑节能设计的必要性
建筑已经占据了人类生活的绝大部分空间，而其建设和使用所产生的能耗也是相当巨大的。建筑能耗包括了建造的能耗，即施工中使用的材料、运输、施工等能耗；使用能耗，即供暖能耗、电能能耗、调节能耗等。其中建筑的使用时间较长，所以使用能耗要远远高于建造能耗。目前我国的建筑能耗已经达到了终端总能耗的30%，占总能耗的首位。而且我正处在城市化的上升阶段，全国民用建筑的总面积达到了400亿㎡，而且既有和新建的建筑中高能耗建筑的比例极高。按照目前的发展趋势，我国每年都会有20亿㎡的新增建筑，而且与发达国家相比，我国的建筑能耗比发达国家的能耗高出2-3倍，加之再生资源利用上的落后，如果不控制新建建筑的能耗，那么将进一步扩大我国能耗的基数，造成潜在的能源危机。因此，为了缓解能源危机，建筑节能已经成为了降低能耗的最大阵地，也成为了最具潜力、最具实效的节能方式。而且对我国的能源紧张和供应不足有着重要的现实意义。所以建筑节能是目前所有建筑行业都需要认真面对的问题。
2、我国建筑节能设计现状
从实际中看，我国的建筑节能设计起步落后于西方国家，且能源浪费情况严重。如：我国的建筑采暖、外墙的耗热量为气候条件向接近的发达国家的4-5倍，外窗能耗为1.5-2.5倍，门窗透气能耗为3.-6倍，屋顶能耗为2.5-5.5倍，综合能耗为3-4倍。形成这种现状的原因为：
（1）设计结构的过程中没有节能的意识，导致房屋结构的不合理，提高了能耗；
（2）投资过程中过于注重利润，而忽视了后期使用的能源消耗和费用支出；
（3）某些设备在运行中效率偏低，运行管理不到位；
（4）外围结构保温的技术应用不够广泛，传统的保温材料导致了建筑设计的保温标准很难实现。所以，在我国的建筑的能耗一直居高不下，严重阻碍了节能减排的进程，而高能耗的建筑也越来越不适应城市的发展和居民生活水平的提升。
二、建筑节能设计措施
建筑节能是指在建筑工程设计和建造中采用节能型的建筑材料、产品和设备提高建筑物维护结构的保温隔热性能和采暖空调设备的能耗比，减少能耗，合理有效的利用能源。节能建筑通常采取保温、隔热、密封等措施，让建筑在使用过程中减少对煤、电等能源的消耗。 针对我国建筑节能现状以及近年来全球气候的变暖，建筑节能设计可以从以下几方面考虑。
1、建筑规划节能设计
（1）建筑选址。
节能建筑对基地有选址性，不是任何位置、任何微气候条件下均可诞生合理的节能建筑。 建筑基地条件主要是从满足建筑冬季采暖和夏季致凉两个工况要求来进行研究和讨论的。 建筑选址时应满足以下三个原则即向阳原则—采暖目的；通风原则—致凉目的；减少能量需求原则—综合目的。尊重气候条件，使未来建筑避免一些外来因素干扰而增加冷（热）负荷，尽量少受自然的“不良”干扰，并通过设计、改造，以降低建筑对能量的需求。
（2）建筑形态设计。
应控制建筑物的体形系数不超过节能设计标准的规定，一般宜控制在0.30 以下，寒冷地区，应尽量把体型系数控制在不大于0.4 的范围内。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% ，一般讲，6层左右的建筑物节能较为有利，其体形系数控制在0.3以下是不难做到的。 当体形系数超过标准的规定时，应加强围护结构的热工性能，计算建筑物的采暖空调能耗并不得超过标准的规定。
（3）建筑朝向设计。
在建筑的平面布局方面，朝向的选择特别重要。合理的建筑朝向应该尽可能地冬季利用日照，以避免冷风造成的大量能耗；夏季限制日照，并具备良好的通风。 因此从节能和热环境两方面考虑，建筑物应避免东西向，以南北向或接近南北向为宜，这样能够避免太阳的东照西晒，降低日射影响，也能获得充足的日照。除此之外还应注意充分利用地形和节约用地，照顾居住建筑群体组合的需要。
（4）建筑间距设计。
一定的日照间距是建筑充分得热的先决条件。但因城市用地非常紧张，太大的间距会造成用地浪费。 因此建筑总平面设计时应结合建筑日照标准，建筑节能、节地原则，综合考虑各种因素来确定建筑间距。在建筑单体设计中，可以采用退层处理、降低层高等方法。
（5）室外风环境设计。
完善意义上的节能建筑在满足冬季采暖要求同时必须兼顾夏季致凉问题，即尽量不用常规能源消耗而利用自然提供的条件达到室内创造凉爽目的的方法。 建筑致凉最合理的方法是争取良好通风，即利用夜间凉爽的通风使室内热惰性材料降温，致使白天时散失“凉气”而降温，因此建筑规划设计时选择基地环境条件应不影响夏季主导风吹响未来建筑，并考虑冬季主导风尽量少地影响建筑；运用植被、构筑物等永久地貌对导风的作用；对一些基地内的物质因素加以组织、利用，以最简洁、最廉价的方式改造室外环境，以创造良好的风环境，为建筑内部通风提供条件。
（6）绿化环境设计。
绿化对建筑的节能起着十分重要的作用，它可以调节改善气温、调节碳氧平衡，减少温室效应，减轻城市的大气污染，降低噪音，遮阳隔热，可以有效地改善居住区的外部微气候以及建筑室内热环境，降低建筑能耗。小区绿化要综合考虑绿化率、人均公共绿化率、植被的生态效应等诸多因素。
2、单体建筑节能设计
（1）墙体节能设计
墙体是建筑外围护结构的主体，主要功能是承重、防水、防潮、隔热和保温，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。 长期以来，我国一直以实心粘土砖做为墙体材料，这种做法严重浪费了建筑能源和土地资源。单一的墙体材料，往往较难满足日益提高的保温隔热要求，因此在节能的前提下，复合墙体逐渐成为市场的主流。
（2）建筑门窗的节能设计
在建筑的外围护结构中，门窗的保温隔热效果较差，门窗缝隙也是冷风渗入的一个重要通道。据统计资料，在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的，因此改善门窗的绝热性能，是节能工作的重点。门窗节能设计主要方法有：控制窗墙比（窗户面积与窗户面积加外墙面积之比值）；提高门窗制作质量，加密封条，减少冷风渗透等；注意隔热条的选用（隔热条对隔热门窗的整体稳定性起到关键作用）。门窗节能中，改善窗户保温效果是比较有效的手段之一。 市场上中高档的住宅产品多采用中空玻璃、隔热玻璃、反热玻璃等，随着节能技术的发展，象低辐射镀膜玻璃（Low—E玻璃）等节能玻璃，在成熟产品中的应用也逐步在得到加强。
（3）屋顶节能设计
屋面是建筑物与室外大气接触的一个重要部分屋面节能的原理与墙体节能一样，通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。 屋面节能措施主要有：采用坡屋顶；加强屋面保温措施；根据需要，设置保温隔热屋面（如架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等）。屋顶格栅的遮阳也是有效的屋顶节能设施。
（4）楼板层的节能设计
主要是利用其结构中空空间，以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中，夏季可以利用冷水循环降低室内温度，冬季利用热水循环取暖。
（5）自然通风节能设计
在夏季，为了满足室内舒适条件常采取空调方式，但是高能耗、高污染，未来城市环境要求“免空调”的制凉方式，也就是建筑要回归自然。良好的建筑通风对于建筑、人和环境都有较大的作用：热舒适作用，空气对流可以有效的带走室内的热量，并且是降低室内空气湿度的自然方式；空气品质的提高，由于建筑围护结构材料、室内装修材料其成分或溶剂中含有相当的有害物，而且人体及日常生活也会影响室内的空气品质，所以良好的建筑通风可以更新室内空气、带走有害物；通过提高自然光的利用效率，降低不适阳光的照射并减少由此带来的空调耗能。现在的通风节能技术主要有以下三种，地下风凉应用、烟囱效应应用和风洞效应应用。
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容, 是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分, 是世界建筑发展的大趋势,是改善人类居住环境的需要, 也是今后建筑技术发展产业升级的重点。建筑节能工作不仅政策性、技术性、经济性强, 而且涉及面广、推行难度较大。在推行之初, 要避免“节能建筑不节能”和消除“节能建筑质量隐患多”的现象, 就需要依靠各相关部门, 特别是质量监督部门的通力合作才能做到。如何有效开展好此项工作, 是摆在我们面的一项艰巨任务。我作为建筑工程质量检测机构的一员, 应认清自己的使命, 积极配合好建设主管部门的工作, 为节能工作的开展贡献出自己的一份力量。
建筑节能就是在建筑材料的生产及选择、房屋的设计、建筑施工及使用过程中, 合理地使用和有效地利用能源, 以便在满足建筑舒适性的条件下, 尽可能降低能耗。我国大多数建筑门窗、墙体、屋顶等传热量大, 采用冬季采暖升温、夏季空调降温。这种高能耗的建筑物浪费大量的能源, 搞好建筑节能是利国利民、造福子孙的大事。我国能源结构是以煤炭为主, 煤炭的燃烧带来的大气污染使我国正面临能源供应安全、生态和环境保护的双重压力。一些主要能源的自给率已有滑坡的趋势。而随着经济的发展, 人均能源消费在逐年增加, 能源不足已成为我国经济、社会可持续发展的制约因素。因此, 节约能源已成为我国的基本国策。各行各业也把节能工作作为重点来抓。
参考文献：
[1] 李琪. 浅谈建筑设计中的节能措施[J]. 四川建材, 2007,(05)
[2] 陶杰仪. 从建筑外壳谈节能设计[J]. 大众科技, 2008,(10)
[3] 马敏崇. 刍议做好建筑节能设计中的相关设计工作[J]. 中国新技术新产品, 2011,(01)
[4] 齐芳燕. 居住建筑设计中的节能措施探讨[J]. 经济研究導刊, 2009,(12)
[5] 李敏. 浅谈住宅节能设计[J]. 山西师范大学学报(自然科学版), 2009,(S2)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：建筑设计 ， 节能， 措施
Abstract: China is a national shortage of energy resources, energy efficiency is a basic state policy of the country. The energy conservation of the building is the whole society is an important part of managing the sources of energy. This paper introduces the design of the necessity of building energy saving in China and the status quo, emphatically summarized the architectural design of energy saving measures.
Keywords: architectural design, energy saving, measures
中圖分类号：TE08文献标识码：A文章编号：
随着中国经济的高速发展,中国工业进入了工业化中期,即重工业阶段,但是高消耗、高污染、低效率的粗放型扩张和外延为主的经济增长模式没有改变,经济增长对能源需求明显提高。经济的发展又大大促进了中国城市化的进程,居民收入的增加快速,居民消费结构性升级,房屋和汽车消费高速增长,房地产和汽车工业空前繁荣。中国能源的短缺日益严重,能源已成为中国经济可持续发展的命脉。因此,节能减排必将是中国可持续发展的工作重点,建筑节能又是重中之重。建筑是耗能大户,全球有近30%的能源消耗在建筑物上。我国建筑能耗已超过全国能源消费总量的25%,且不断增长的趋势不可逆转。从可持续发展战略和能源发展战略出发,如何在满足使用者舒适度的基础上,提高建筑对能源的利用效率,更合理地利用自然能源,同时降低外界热环境的影响,即建筑节能的问题,是当前建筑业发展面临的一个重大挑战和机遇。
一、设计节能建筑的必要性和现状
1、我国建筑节能设计的必要性
建筑已经占据了人类生活的绝大部分空间，而其建设和使用所产生的能耗也是相当巨大的。建筑能耗包括了建造的能耗，即施工中使用的材料、运输、施工等能耗；使用能耗，即供暖能耗、电能能耗、调节能耗等。其中建筑的使用时间较长，所以使用能耗要远远高于建造能耗。目前我国的建筑能耗已经达到了终端总能耗的30%，占总能耗的首位。而且我正处在城市化的上升阶段，全国民用建筑的总面积达到了400亿㎡，而且既有和新建的建筑中高能耗建筑的比例极高。按照目前的发展趋势，我国每年都会有20亿㎡的新增建筑，而且与发达国家相比，我国的建筑能耗比发达国家的能耗高出2-3倍，加之再生资源利用上的落后，如果不控制新建建筑的能耗，那么将进一步扩大我国能耗的基数，造成潜在的能源危机。因此，为了缓解能源危机，建筑节能已经成为了降低能耗的最大阵地，也成为了最具潜力、最具实效的节能方式。而且对我国的能源紧张和供应不足有着重要的现实意义。所以建筑节能是目前所有建筑行业都需要认真面对的问题。
2、我国建筑节能设计现状
从实际中看，我国的建筑节能设计起步落后于西方国家，且能源浪费情况严重。如：我国的建筑采暖、外墙的耗热量为气候条件向接近的发达国家的4-5倍，外窗能耗为1.5-2.5倍，门窗透气能耗为3.-6倍，屋顶能耗为2.5-5.5倍，综合能耗为3-4倍。形成这种现状的原因为：
（1）设计结构的过程中没有节能的意识，导致房屋结构的不合理，提高了能耗；
（2）投资过程中过于注重利润，而忽视了后期使用的能源消耗和费用支出；
（3）某些设备在运行中效率偏低，运行管理不到位；
（4）外围结构保温的技术应用不够广泛，传统的保温材料导致了建筑设计的保温标准很难实现。所以，在我国的建筑的能耗一直居高不下，严重阻碍了节能减排的进程，而高能耗的建筑也越来越不适应城市的发展和居民生活水平的提升。
二、建筑节能设计措施
建筑节能是指在建筑工程设计和建造中采用节能型的建筑材料、产品和设备提高建筑物维护结构的保温隔热性能和采暖空调设备的能耗比，减少能耗，合理有效的利用能源。节能建筑通常采取保温、隔热、密封等措施，让建筑在使用过程中减少对煤、电等能源的消耗。 针对我国建筑节能现状以及近年来全球气候的变暖，建筑节能设计可以从以下几方面考虑。
1、建筑规划节能设计
（1）建筑选址。
节能建筑对基地有选址性，不是任何位置、任何微气候条件下均可诞生合理的节能建筑。 建筑基地条件主要是从满足建筑冬季采暖和夏季致凉两个工况要求来进行研究和讨论的。 建筑选址时应满足以下三个原则即向阳原则—采暖目的；通风原则—致凉目的；减少能量需求原则—综合目的。尊重气候条件，使未来建筑避免一些外来因素干扰而增加冷（热）负荷，尽量少受自然的“不良”干扰，并通过设计、改造，以降低建筑对能量的需求。
（2）建筑形态设计。
应控制建筑物的体形系数不超过节能设计标准的规定，一般宜控制在0.30 以下，寒冷地区，应尽量把体型系数控制在不大于0.4 的范围内。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% ，一般讲，6层左右的建筑物节能较为有利，其体形系数控制在0.3以下是不难做到的。 当体形系数超过标准的规定时，应加强围护结构的热工性能，计算建筑物的采暖空调能耗并不得超过标准的规定。
（3）建筑朝向设计。
在建筑的平面布局方面，朝向的选择特别重要。合理的建筑朝向应该尽可能地冬季利用日照，以避免冷风造成的大量能耗；夏季限制日照，并具备良好的通风。 因此从节能和热环境两方面考虑，建筑物应避免东西向，以南北向或接近南北向为宜，这样能够避免太阳的东照西晒，降低日射影响，也能获得充足的日照。除此之外还应注意充分利用地形和节约用地，照顾居住建筑群体组合的需要。
（4）建筑间距设计。
一定的日照间距是建筑充分得热的先决条件。但因城市用地非常紧张，太大的间距会造成用地浪费。 因此建筑总平面设计时应结合建筑日照标准，建筑节能、节地原则，综合考虑各种因素来确定建筑间距。在建筑单体设计中，可以采用退层处理、降低层高等方法。
（5）室外风环境设计。
完善意义上的节能建筑在满足冬季采暖要求同时必须兼顾夏季致凉问题，即尽量不用常规能源消耗而利用自然提供的条件达到室内创造凉爽目的的方法。 建筑致凉最合理的方法是争取良好通风，即利用夜间凉爽的通风使室内热惰性材料降温，致使白天时散失“凉气”而降温，因此建筑规划设计时选择基地环境条件应不影响夏季主导风吹响未来建筑，并考虑冬季主导风尽量少地影响建筑；运用植被、构筑物等永久地貌对导风的作用；对一些基地内的物质因素加以组织、利用，以最简洁、最廉价的方式改造室外环境，以创造良好的风环境，为建筑内部通风提供条件。
（6）绿化环境设计。
绿化对建筑的节能起着十分重要的作用，它可以调节改善气温、调节碳氧平衡，减少温室效应，减轻城市的大气污染，降低噪音，遮阳隔热，可以有效地改善居住区的外部微气候以及建筑室内热环境，降低建筑能耗。小区绿化要综合考虑绿化率、人均公共绿化率、植被的生态效应等诸多因素。
2、单体建筑节能设计
（1）墙体节能设计
墙体是建筑外围护结构的主体，主要功能是承重、防水、防潮、隔热和保温，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。 长期以来，我国一直以实心粘土砖做为墙体材料，这种做法严重浪费了建筑能源和土地资源。单一的墙体材料，往往较难满足日益提高的保温隔热要求，因此在节能的前提下，复合墙体逐渐成为市场的主流。
（2）建筑门窗的节能设计
在建筑的外围护结构中，门窗的保温隔热效果较差，门窗缝隙也是冷风渗入的一个重要通道。据统计资料，在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的，因此改善门窗的绝热性能，是节能工作的重点。门窗节能设计主要方法有：控制窗墙比（窗户面积与窗户面积加外墙面积之比值）；提高门窗制作质量，加密封条，减少冷风渗透等；注意隔热条的选用（隔热条对隔热门窗的整体稳定性起到关键作用）。门窗节能中，改善窗户保温效果是比较有效的手段之一。 市场上中高档的住宅产品多采用中空玻璃、隔热玻璃、反热玻璃等，随着节能技术的发展，象低辐射镀膜玻璃（Low—E玻璃）等节能玻璃，在成熟产品中的应用也逐步在得到加强。
（3）屋顶节能设计
屋面是建筑物与室外大气接触的一个重要部分屋面节能的原理与墙体节能一样，通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。 屋面节能措施主要有：采用坡屋顶；加强屋面保温措施；根据需要，设置保温隔热屋面（如架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等）。屋顶格栅的遮阳也是有效的屋顶节能设施。
（4）楼板层的节能设计
主要是利用其结构中空空间，以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中，夏季可以利用冷水循环降低室内温度，冬季利用热水循环取暖。
（5）自然通风节能设计
在夏季，为了满足室内舒适条件常采取空调方式，但是高能耗、高污染，未来城市环境要求“免空调”的制凉方式，也就是建筑要回归自然。良好的建筑通风对于建筑、人和环境都有较大的作用：热舒适作用，空气对流可以有效的带走室内的热量，并且是降低室内空气湿度的自然方式；空气品质的提高，由于建筑围护结构材料、室内装修材料其成分或溶剂中含有相当的有害物，而且人体及日常生活也会影响室内的空气品质，所以良好的建筑通风可以更新室内空气、带走有害物；通过提高自然光的利用效率，降低不适阳光的照射并减少由此带来的空调耗能。现在的通风节能技术主要有以下三种，地下风凉应用、烟囱效应应用和风洞效应应用。
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容, 是贯彻国民经济可持续发展的重要组成部分, 是世界建筑发展的大趋势,是改善人类居住环境的需要, 也是今后建筑技术发展产业升级的重点。建筑节能工作不仅政策性、技术性、经济性强, 而且涉及面广、推行难度较大。在推行之初, 要避免“节能建筑不节能”和消除“节能建筑质量隐患多”的现象, 就需要依靠各相关部门, 特别是质量监督部门的通力合作才能做到。如何有效开展好此项工作, 是摆在我们面的一项艰巨任务。我作为建筑工程质量检测机构的一员, 应认清自己的使命, 积极配合好建设主管部门的工作, 为节能工作的开展贡献出自己的一份力量。
建筑节能就是在建筑材料的生产及选择、房屋的设计、建筑施工及使用过程中, 合理地使用和有效地利用能源, 以便在满足建筑舒适性的条件下, 尽可能降低能耗。我国大多数建筑门窗、墙体、屋顶等传热量大, 采用冬季采暖升温、夏季空调降温。这种高能耗的建筑物浪费大量的能源, 搞好建筑节能是利国利民、造福子孙的大事。我国能源结构是以煤炭为主, 煤炭的燃烧带来的大气污染使我国正面临能源供应安全、生态和环境保护的双重压力。一些主要能源的自给率已有滑坡的趋势。而随着经济的发展, 人均能源消费在逐年增加, 能源不足已成为我国经济、社会可持续发展的制约因素。因此, 节约能源已成为我国的基本国策。各行各业也把节能工作作为重点来抓。
参考文献：
[1] 李琪. 浅谈建筑设计中的节能措施[J]. 四川建材, 2007,(05)
[2] 陶杰仪. 从建筑外壳谈节能设计[J]. 大众科技, 2008,(10)
[3] 马敏崇. 刍议做好建筑节能设计中的相关设计工作[J]. 中国新技术新产品, 2011,(01)
[4] 齐芳燕. 居住建筑设计中的节能措施探讨[J]. 经济研究導刊, 2009,(12)
[5] 李敏. 浅谈住宅节能设计[J]. 山西师范大学学报(自然科学版), 2009,(S2)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。