低能耗建筑设计分析

李文渊

李文渊

深圳市华阳国际工程设计股份有限公司518045

摘要：随着城市化进程的加快，推动了建筑业的高速发展，各类建筑工程随之增多，与此同时，建筑的能耗问题也随之凸显。建筑设计节能、低能耗理念已经成为建筑设计师们最为重视的问题。文章主要针对低能耗建筑设计展开研究，全面了解低能耗建筑设计，奠定建筑企业生态可持续发展的基础。

关键词：低能耗建筑设计、节能、应用

1．前言

经济迅速发展与能源开发技术的创新，为低能耗建筑提供了更多帮助。即便如此，能量消耗依然是我国环境资源发展关注的焦点，能源消耗严重问题并没有得到很好的改善。民生建设基础上，人们对能源问题越来越重视，特别是建筑行业，作为能源消耗最大的行业之一，必须积极采取低能耗建筑设计方式，转变能源消耗模式，降低能源消耗指标，实现低能耗、系统化、通用性的设计模式，为生态循环建设发展提供动力。

2.低能耗建筑设计特点

低能耗的建筑设计，其主要优势在于能源消耗的降低与控制，同时还具有如下显著特点：

首先，设定科学的能耗指标，依次为建筑设计导向，调动建筑设计人员对能耗降低的主观能动性。

其次，建筑设计的初级阶段，建筑形体控制以及参数调整等比较便利，将建筑设计的能源需求降到最低，结合周围环境变化等被动因素，挖掘建筑场地潜在能源，融合能源回收与利用技术，实现环境与资源的完美契合。

最后，低能耗建筑设计手段，将建筑设计中一些不确定能源进行节约，并且优化终极目标，升级建筑企业的设计与节能技术。

低能耗建筑设计方式主要包含设计流程、节能技术。第一设计流程的确定，首先设定建筑设计流程框架，确定设计方案之后，研究人员需要亲自到建筑地调查，并且综合考虑应用地域、环境变化以及技术等，这样才能确保低能耗建筑设计流程的完整，同时绘制出大体建筑设计框架。其次是对优秀建筑设计方案的借鉴，结合天气、地理位置等条件。建筑设计流程的确定需要做到经济适用，同时还要实现资源的最大化利用。第二节能技术方面，根据建筑设计流程为基础，计算建筑环境周围的数值，同时还要从中确定最优值。

3．低能耗设计理念在外部围护结构中的应用

建筑材料的选取中应该尽量使用素混凝土,减少一次性瓷砖的使用量,降低天然石材的耗用量,减轻自然资源的负担,避免建筑行业过度消费自然资源。水泥原材料的选材上,应遵守就地取材的原则,降低运输过程的材料消耗。当前,绿色建筑逐渐重视植物建筑技术的应用,建筑设计过程中,在建筑屋面种植不同类型的植物,不仅能够改善建筑的居住环境,还能够净化城市空气,起到减少碳排放的目标。此外,应该进一步的优化建筑的整体结构,在建筑质量得到保证的前提下,减少不可再生资源的使用量,用环保、耐用、高质量的新型建筑材料取代混凝土、钢筋等传统建筑材料。

现阶段国家已经颁布了相关的建筑设计标准,，为了提高新建筑的保温隔热效果，减少建筑热损失降低能耗，应该在外部围护结构的设计中采取合理可行的节能技术;(1)外墙是建筑外部围护结构的主体部分，对它的节能主要是提升墙体自身的保温隔热性能。较为常用的外墙节能技术有墙体外保温、墙体内保温和夹心保温墙等。在以上三种节能技术中，外保温技术较为广泛应用，具体是指在墙体的外侧施工保温材料，以此来提升墙体的保温隔热性能。在具体建筑设计中，保温隔热层的选择可以结合建筑的使用功能和年限，选取高效的保温材料，此类材料的特点是导热系数小，比较适用于寒冷地区。在对保温材料进行选用中，应当确保所选的材料不会与周边的构件产生化学作用，同时，还应该保证材料的施工性能良好，建议设计中采用XPS板。对建筑外墙采取外保温节能措施后，除了能够有效防止冷热桥的产生之外，墙体结露和发霉的现象可得以消除。外保温墙体的设计，可使墙内侧的热量积聚，有助于解决室内的热量损失问题，从而使建筑达到冬暖夏凉的效果。

（2）门窗设计中应遵循低能耗理念,通常选用保温性能良好的中空玻璃,同时,还可以将壁挂太阳能技术应用到门窗设计中,让建筑门窗具有采光和节能的双重效果。此外,充分利用建筑内部的空间结构,形成良好的气流组织,提高自然资源在建筑能源中的比重,降低矿石燃料的使用,促使建筑行业朝着低能耗的方向发展。

(3)屋面节能。在建筑结构中屋面处于围护结构的最顶部，直接承受太阳辐射，同时，它还是顶层房间与室外进行热交换的界面，对建筑的保温隔热性能具有直接影响。在屋面节能设计中，较为常用的形式有正置式、倒置式和种植屋面等。

4.合理利用新型能源及材料

随着低碳环保新材料的不断问世,经过大量实际工程的检验,新型能源和建筑材料能够满足建筑要求。因此,为了实现低能耗建筑设计理念,应该加大新型能源和建筑材料的应用,可以从以下几个方面入手。

第一,提升可再生能源的利用率,比如生物质能、风能、地热能、太阳能等,取代不可再生能源,调整可再生能源与不可再生能源的比例,合理配置建筑的能源结构;第二,拓展新型燃料的应用范围,以现有的新型燃料研发水平来看,烃、氢燃料技术水平基本可以满足应用要求,使用烃、氢燃料取代天然气、煤气等传统燃料,能够有效的降低建筑碳排放量;第三,开发余能利用技术,将工业生产产生的余能、余热回收利用,不仅降低工业生产的能源浪费量,还能够满足建筑能耗需求,具有双重意义。

5.优化建筑空间布局

(1)自然采光。通过太阳光的利用,实现建筑空间照明的技术,按照采光类型划分,包括主动式自然采光技术和被动式自然采光技术。主动式自然采光技术的原理是镜面放射,充分利用棱镜组传光、光纤导光、光管导光、光伏效应间接采光、卫星反射镜采光等技术,实现建筑的自然采光;被动式自然采光技术的原理是调节建筑透光效果,尽量将太阳光传递到建筑内部空间,以满足建筑的采光需求。

(2)自然通风。建筑自然通风设计能够有效降低空调能耗,已经在一定程度上应用于低碳建筑中,然而,并没有取得预期的效果,现有的建筑自然通风设计方法种类很多,比如非烟囱效应、烟囱效应、穿堂风、单侧送风等,在这些方法的基础上,应该充分考虑建筑的空间布局,分析建筑热的综合效果,以便进行集中配置。研究表明,建筑的自然通风类型主要有三种:第一,热压通风;第二,风压通风;第三,热压和风压综合通风。不同的自然通风类型的原理也存在差异,其中,热压通风是在气压和湿度的作用下,产生的气压差,而风压通风是在自然风力的作用下,产生的气压差。因此,应该根据建筑的空间布局,选择合适的自然通风类型,真正降低建筑能耗。

(3)日照得热和温度梯度的设计。太阳能资源属于可再生能源，不管是采集还是利用阶段,都不会对环境造成污染;其次，日照得热和温度梯度的设计,能够优化结构性能，通过科学的建筑走向、适宜的形体设计以及合理的空间布局,实现减少建筑热损失的目标。此外,还应该构建标准建筑技术体系,满足经济可行性和技术可操作性等要求,比如新型轻质钢筋混凝土结构等,通过楼面系统、遮阳系统、门窗结构以及建筑外墙的设计,改善建筑的保温性能,避免建筑能源的过度浪费。

6结语

综上所述，建筑能耗过高是制约我国建筑业发展的重要问题之一，在建筑设计过程中，如何运用低能耗设计理念，通过各种合理有效的节能技术，实现建筑节能的目标是建筑设计师的重点研究课题。