陳朝霞

（中鐵工程設(shè)計(jì)院有限公司民用分院，北京 100038）

目前，我國正積極倡導(dǎo)節(jié)約能源，可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)節(jié)能型建筑將成為今后城市建設(shè)的重點(diǎn)發(fā)展方向，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)也越來越引起建筑設(shè)計(jì)人員的重視。如何在建筑設(shè)計(jì)中更好地合理利用自然能源并不斷提高能源利用效率，是建筑師需要探討的課題。

1 規(guī)劃與節(jié)能設(shè)計(jì)

在以往的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人考慮的往往是日照間距、容積率及建筑與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)等問題，而很少從節(jié)能的角度來指導(dǎo)設(shè)計(jì)，節(jié)能設(shè)計(jì)只有在建筑單體設(shè)計(jì)階段才有所重視，從而產(chǎn)生了許多單體設(shè)計(jì)難以解決的問題。所以，提倡建筑節(jié)能首先應(yīng)該重視規(guī)劃節(jié)能。

規(guī)劃節(jié)能是指在規(guī)劃設(shè)計(jì)中充分考慮建筑與外部環(huán)境的關(guān)系，充分利用自然資源，實(shí)現(xiàn)從總體上為建筑節(jié)能創(chuàng)造先決條件的設(shè)計(jì)方法；其中，規(guī)劃節(jié)能對(duì)于居住建筑尤為重要。

影響居住區(qū)氣候環(huán)境及建筑舒適性最主要的兩個(gè)因素是太陽輻射和空氣流動(dòng)（即風(fēng)流）。因此，通過降低太陽輻射、增強(qiáng)建筑的自然通風(fēng)是規(guī)劃節(jié)能的主要方向。建筑朝向、建筑間距、建筑群體規(guī)劃布局和建筑體型系數(shù)將是規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

（1）建筑的日照和主要朝向選擇的原則是夏季能利用主導(dǎo)風(fēng)向自然通風(fēng)并防止太陽輻射（我國大部分地區(qū)以南北向或接近南北向布局為宜），冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向，綜合考慮采光、通風(fēng)、保溫和防曬等因素，合理安排群體布局和建筑朝向。

（2）建筑的間距應(yīng)在滿足當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門的日照間距要求上適當(dāng)加大。增加建筑物之間的間距有利于居住區(qū)內(nèi)的空氣流動(dòng)，從而使建筑物與空氣的熱交換增加，有效降低建筑物的溫度，從而降低建筑能耗。

（3）建筑群體的規(guī)劃布局應(yīng)充分考慮建筑群整體的節(jié)能效果，以有利于居住區(qū)內(nèi)的自然通風(fēng)。建筑群規(guī)劃應(yīng)確保“風(fēng)道”的通暢；建筑物的排布應(yīng)遵循南小北大、南低北高的原則，可以最大限度地滿足夏季自然風(fēng)的穿越和冬季北面高大建筑物阻擋寒冷的西北風(fēng)的侵襲，較好的適應(yīng)氣候的變化。

（4）合理控制體型系數(shù)。體形系數(shù)指建筑物與室外大氣接觸的外表面積和其所包圍的體積之比值。單位建筑空間的外表面積越大，體形系數(shù)越大，能耗就越高，反之亦然。因此，在考慮節(jié)能設(shè)計(jì)中，建筑平面外形設(shè)計(jì)不宜凹凸太多，力求完整，避免因凹凸太多而提高體形系數(shù)，增加能耗。

2 建筑單體細(xì)部構(gòu)造與節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑物的能耗中，外墻占50%，門窗占30%～40%，屋面占10%～20%，因此，建筑物單體的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)，主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外，通過對(duì)各部位（如墻體、門窗、屋面）的造型、結(jié)構(gòu)、材料等加以進(jìn)一步設(shè)計(jì)研究如何降低能耗，以達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。

2.1 外墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)

墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。多年來，我國建筑墻體一般采用單一材料，如空心砌塊墻體、加氣混凝土墻體等。單一材料導(dǎo)熱系數(shù)大，已不能滿足建筑節(jié)能的需求，新型復(fù)合墻體應(yīng)運(yùn)而生。復(fù)合墻體主要通過在墻體主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加一層或幾層復(fù)合的絕熱保溫材料來改善整個(gè)墻體的熱工性能。復(fù)合墻體很好地發(fā)揮了兩種材料的長處，既不會(huì)使墻體過厚，又能承重，保溫效果又好，我國要達(dá)到節(jié)能50%的要求，除部分采用加厚的加氣混凝土單一墻體外，使用復(fù)合墻體將是大勢(shì)所趨。墻體保溫包括內(nèi)保溫復(fù)合墻體、外保溫復(fù)合墻體、夾芯復(fù)合墻體等；內(nèi)保溫復(fù)合墻體由于熱橋?qū)Ρ氐挠绊戄^大，國內(nèi)已開始限制使用，外保溫復(fù)合墻體由于受室外溫度波動(dòng)影響小，有利于主體結(jié)構(gòu)保護(hù)和避免冷（熱）橋的產(chǎn)生，因而外墻外保溫的效果明顯高于內(nèi)保溫。因此，在節(jié)能的前提下，應(yīng)進(jìn)一步推廣空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)。

2.2 門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

外墻玻璃門窗是阻擋夏季太陽輻射熱進(jìn)入室內(nèi)和冬季室內(nèi)熱量散失的最薄弱環(huán)節(jié)，其能耗是同面積墻體的4倍、屋頂?shù)?倍，對(duì)建筑能耗影響較大。所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，采用適當(dāng)?shù)拇皦γ娣e比；提高外門窗的氣密性，減少冷風(fēng)滲透量；增加外門窗遮陽設(shè)計(jì)，減少太陽能輻射熱；提高外門窗整體傳熱系數(shù)，減少傳熱量。

門窗的節(jié)能措施有：①控制建筑不同朝向的窗墻面積比，盡量減小住宅外門窗洞口的面積。②提高門窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設(shè)置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料。③改善門窗的保溫性能，增加熱工性能。如選用多層中空或低輻射玻璃和經(jīng)斷橋處理的門窗型材，同時(shí)加強(qiáng)窗間墻、框扇間的接縫氣密性設(shè)計(jì)。④嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)建筑的外門宜設(shè)門斗或采取其他減少冷風(fēng)滲透的措施，其他地區(qū)建筑外門也應(yīng)采取保溫隔熱節(jié)能措施。⑤增加外門窗的遮陽設(shè)計(jì)（采用百葉窗簾、遮陽板），防止夏季太陽輻射熱透過玻璃門窗直接進(jìn)入室內(nèi)而耗能。⑥根據(jù)需要合理地組織門窗的通風(fēng)換氣（加大可開啟窗扇的面積），盡量采用自然通風(fēng)。

2.3 屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)

屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個(gè)重要部分，夏季屋面日照時(shí)間長，太陽輻射強(qiáng)度大，屋頂外表面溫度最高達(dá)到60～80 ℃，頂層室內(nèi)溫度受其影響會(huì)提高2～4 ℃；在冬季，屋頂對(duì)外散失熱量，又增加了室內(nèi)的空調(diào)熱負(fù)荷，因此屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)必不可少。屋面的節(jié)能措施有：①采用坡屋頂或架空隔熱屋面來提高屋面保溫隔熱性能；②采用高效保溫材料作為屋面的保溫層來提高屋面的保溫隔熱性能；③除采用倒置式屋頂面設(shè)計(jì)外，還可采用保溫隔熱屋面（如蓄水屋面、種植屋面）；④采用屋面遮陽措施（如遮陽構(gòu)架、遮陽百頁、膜結(jié)構(gòu)、飄板等），有效遮擋太陽直接輻射屋頂，同時(shí)也能結(jié)合立面造型，創(chuàng)造出有個(gè)性的建筑形象。

屋面節(jié)能措施應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大；②屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果，如選用吸水率較高的保溫材料，屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分。

3 結(jié)束語

建筑節(jié)能關(guān)系到國家資源戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)，是建筑業(yè)一項(xiàng)重要、緊迫而又艱苦的任務(wù)，應(yīng)引起廣大建筑設(shè)計(jì)人員的重視，尤其是北方地區(qū)能耗較大，推廣和使用節(jié)能建筑必將產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

建筑節(jié)能是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，實(shí)施過程中涉及規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行、維修等諸多環(huán)節(jié)。作為建筑設(shè)計(jì)人員，在對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)我們應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件，因地制宜，就地取材，合理利用；應(yīng)將建筑功能與藝術(shù)和技術(shù)更好地結(jié)合，使建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)方面都能體現(xiàn)節(jié)能的原則，努力創(chuàng)造低成本、高效率的節(jié)能建筑。