绿色建筑节能设计现状及影响因素研究邸捷--中国期刊网

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绿色建筑节能设计现状及影响因素研究邸捷

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：邸捷

[导读] 摘要：随着人类社会的发展，能源危机的问题将会变得更为严重，设计建造节能建筑已被认为是全世界的一个主要优先事项。

        保定市城乡建筑设计研究院河北保定 071000
        摘要：随着人类社会的发展，能源危机的问题将会变得更为严重，设计建造节能建筑已被认为是全世界的一个主要优先事项。为响应国家建设资源节约型社会的发展战略以及满足人们日益增强的环保要求，建筑企业在施工过程中通过技术手段来提高能源的利用率，不仅有利于建筑行业的健康发展，同时也是我国保持可持续发展的硬性要求。
        关键词：建筑；节能；设计；通风
        引言
        如今，设计建造节能建筑已被认为是全世界的一个主要优先事项。新的建筑法规明确倾向于低排放和节能设计。通过分析文献可知，在夏热冬冷地区建筑节能设计中，运用统一性原则，构造了一个指标-成本-效益比，从经济性和能效的角度来确定哪些节能措施是最优的。然而，建筑的优化设计应考虑多个通常具有竞争力的目标，如能耗优化、降低财务成本和减少环境影响。这使得它成为一个具有挑战性的多目标优化问题，旨在将建筑物的生命周期成本和二氧化碳当量排放降至最低。
        一、住宅建筑的节能设计思路
        在我国以往常规的建筑设计中，设计师通常都会更加注重对建筑功能进行综合衡量。虽然满足了人们的居住需求，但是较少考虑节能因素的结果就是造成了能源的大量浪费。这既没有体现出建筑设计的优势特点，同可持续发展的战略思路也难以契合。因此在国家大力发展绿色建筑的背景下，设计师更应当改变设计思路，站在节约能源的角度对住宅建筑的内外环境进行节能改造。建筑节能设计一般来说不是独立立项的，基本上都是建筑系统性工程项目中的一环。在建筑工程的各个项目之间，大多都有着紧密的联系。从规划、设计、建筑施工、建筑管理，包括建材的选择和生产，建筑工程设备的选型、设计等，包括建筑工程中使用灯光照明、采暖系统、空调设备以及太阳能、地热等自然能源的开发利用都是一致的。因此设计师只要拓宽设计思路，就能发现住宅建筑的节能设计仍具有很高的可实施性和发展空间。
        二、如何处理影响住宅建筑节能设计的因素
        （一）合理确定建筑朝向
        （二）控制建筑物的体形系数是重要的节能措施
        建筑物与室外空气接触的外表面积（不包括地面和公共楼梯间隔墙以及外门的面积）与其所包围的体积的比值被称为体形系数。建筑物的体形系数与建筑能耗有直接关系，系数每增加1%，其能耗指标就要增加2.5%，因此建筑体形系数越小就越能够有效减少建筑物同室外空'（的热交换，也就是住宅建筑的室外表面积越小、建筑外形越简单，损失的热量就越小。按照这一规律，在住宅建筑的节能设计中，高纬度地区住宅建筑的造型应当尽量简洁，尽量避免大规模采用错位拼接及点式住宅拼接等建筑形式，不要出现过于复杂的轮廓线。因为这样的设计会形成较长的外墙临空长度，不利于节能。根据2008年开始施行的《民用建筑节能条例》相关规定，建筑物体形系数在实际建设中应当控制在0.3及以下。
        三、建筑节能设计基本思路
        （一）合理利用自然通风
        自然通风-已有研究旨在将节能办公室和非翻新建筑材料中受控自然通风的总体能效和舒适性与相关的机械通风参考进行比较。目标是确定与供热负荷占主导地位的现有建筑相比，供热需求低、夏季冷负荷高的现代办公楼的节能量。为了确保模拟假设与现实相符，通过与示踪气体测量结果进行比较，验证了单侧通风策略的气流模型。

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模拟结果表明，适当设计和控制的自然通风在最先进的建筑和库存中都显示出良好的功能。对于最先进的建筑，供暖季节的通风能量损失很容易通过一年中温暖时期较低的冷却需求来补偿。
        （二）合理利用太阳能
        太阳能利用-已有研究提出了太阳能利用与热回收相结合的住宅建筑换气通风方案设计，这样可以降低新风能耗，设备简单，操作方便。这是一个针对建筑换气的节能通风系统方案，根据我国的特殊情况，采用了详细的方法。建筑节能新风系统的设计方案能满足新风要求，不仅能改善室内空气质量，还能为绿色住宅设计提供技术支持。
        （三）合理设计建筑布局以及空间布局
        提高建筑保温能力是节能设计的根本措施。已有研究结合天津市现有的居住建筑，通过对平面布局和空间布局对能耗方面影响的全面分析，提出了节能设计策略，从而通过合理使用天然材料和施工工艺，改善平面布局，降低居住建筑的造型因素，提高外保温能力。大力推进可持续发展、舒适、经济、节能和环保。
        （四）合理利用建筑门窗的节能
        建筑合理的窗地比的优化设计可以大大降低照明能耗，提高室内环境质量，改善居民身心健康。已有研究以西安为例分析了门窗设计合理化因素在西安住宅区的重要性，并对纬度、日期、窗位、建筑高宽比、建筑高度和窗面积等因素进行了分析。研究发现冬至（12月22日）是西安最不利于住宅照明的一天。考虑到建筑美观、建筑节能和自然采光，冬至是计算西安地区居住建筑窗户面积的有效时间。纬度越高，房子所需的窗户面积越大。从4月到8月，纬度对窗面积的影响较小;从1月到4月和从8月到12月，纬度对窗面积的影响较大。同时，研究还建立了西安地区住宅窗面积回归方程，为建筑师设计住宅窗提供了计算工具，为同纬度（北纬33度）住宅窗的设计提供了参考。针对工薪阶层家庭，提出了住宅建筑自然采光的智能控制策略。开发了智能手机应用程序，实现窗帘的智能控制。根据家庭日常习惯，窗帘的开启宽度根据房间功能和外部照度自动控制，从而调节室内照度，改善室内环境质量，降低暖通空调系统能耗。另有研究从能源、经济和环境的角度，对地中海地区典型住宅建筑的最佳朝向、窗户尺寸、隔热厚度进行了评估。结果表明，通过选择最佳的朝向、最佳的窗户和遮阳装置尺寸以及最佳的保温厚度，可以节约27.59%的年能耗。生命周期成本降低了11.94%。
        （五）合理利用建筑材料
        已有研究讨论了一种翻新项目的设计方法，作为一种节能升级建筑存量的方法。通过对德国战后多住宅建筑的案例研究，研究评估了改造后的建筑构件对建筑环境性能的影响。不同的选项被系统地组织成不同的类别，形成一个“工具箱”。不同“工具”的汇编构成了翻新战略。这样，翻修的影响在早期设计阶段就得到评估。工具箱支持设计的决策过程，从而产生提高建筑性能的综合策略。
        结束语
        建筑节能是当今世界建筑行业的发展潮流，我国在建筑节能这方面起步相对较晚，但只要将节能这个概念贯穿整个建筑开发过程，必将创造出健康的建筑。我国才能节约更多的资源，走上生态意义上的可持续发展道路。
        参考文献
        [1]董文雅.建筑节能设计的探讨及注意事项[J].江西建材.2016（21）
        [2]李吉.建筑规划设计中建筑节能的设计[J].四川水泥.2015（12）
        [3]蒋官杰.浅谈如何在建筑规划设计中实现建筑节能[J].现代物业（上旬刊）.2017（08）