节能设计在建筑设计中的有效应用

张胜兵

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摘要：在当前全球应对气候变化的背景下，建筑业因其高排放的特性成为被重点关注的领域，而建筑节能设计也随之成为行业发展的重要方向。“双碳”目标提出之后，建筑节能设计更加受到关注。目前，建筑节能技术已经不断地发展和完善，形成了一整套成熟的体系。一方面，在建造过程中使用的材料会越来越环保、节能；另一方面，智能控制系统也在不断地完善和推广，可以通过数据分析和智能调控来实现建筑节能。同时，相关政策的出台也为建筑节能设计提供了有力保障。可见，建筑节能设计已经成为建筑业发展的必要方向，也是实现双碳目标的有效途径。

关键词：建筑；节能；设计

引言
现阶段，环保问题备受关注与重视，而建筑工程节能设计则更好地响应了我国当代环境保护工作提出的各项要求与政策。节能设计的发展与进步，可以通过有效的措施降低资源消耗和环境污染等各类问题，遵循我国现代化可持续发展的设计理念，并保护生态自然环境，同时能够更好地服务于人民。

1低碳节能建筑设计的现实意义

低碳节能建筑设计有利于降低碳排放。建筑行业是温室气体排放的主要来源之一，其对全球气候变化造成了重要影响。通过采用清洁能源和低碳技术，低碳节能建筑设计能够显著减少建筑的碳排放，降低温室气体的释放，为全球应对气候变化贡献力量。低碳节能建筑设计还能改善室内环境质量。传统建筑常存在空气污染、热舒适度不佳等问题，对人们的身心健康和居住环境的舒适度产生负面影响。而低碳节能建筑设计注重室内环境的改善，通过合理的通风系统、室内照明和温控设备等措施，能够提供更加健康、舒适的室内环境，提高人们的生活质量和工作效率。

2节能设计在建筑设计中的有效应用

2.1节能材料的应用

1）绝缘材料的应用：绝缘材料具有优异的隔热性能，可以有效阻断热量传输，减少建筑的热损失或热入侵。常见的绝缘材料包括岩棉、玻璃棉、聚苯板等，这些材料具有低导热系数和良好的保温性能，在墙体、屋顶和地板等部位的隔热层中得到广泛应用。例如，位于德国的一座低碳公寓楼项目采用了岩棉绝缘材料，有效提高了建筑的保温性能，减少了能源消耗。2）智能玻璃的应用：智能玻璃也称为可调光玻璃或变色玻璃，具有可调节光透过率的特性，可以根据环境光线强度自动调节透光程度，有效控制室内的日照和热量输入，从而减少对空调和照明系统的需求。智能玻璃通常通过电流、热敏或光敏等技术实现可调节功能。例如，位于美国加州的一座低碳写字楼，采用了智能玻璃幕墙，根据太阳辐射和室内光照自动调节玻璃的透光度，实现了室内的自然采光和节能效果。3）再生建材的应用：再生建材是指利用废弃物或回收材料进行加工和制造的建筑材料，具有资源再利用和环境减排的优势。常见的再生建材包括再生混凝土、再生钢材、再生木材等，这些材料可以替代传统的原材料，减少能源消耗以及废弃物的产生。例如，位于荷兰鹿特丹的一座低碳办公楼，采用了再生混凝土结构，将回收再利用的建筑废弃物作为原材料，减少了废弃物的处理和填埋，实现了资源的循环利用。

2.2节水技术

房屋建筑工程施工对于水的消耗量也是非常大的，对于利用节水技术，可以对水资源进行合理利用，强化水资源的利用效率。同时，对于施工现场的各种管线，需要做好调整工作，根据相关标准，对管线之间的距离进行严格控制，避免出现浪费。在实际施工期间，还应当对施工废水进行收集，并且采用净化技术对废水进行净化处理，从而实现水循环的再利用。另外，可以在施工现场设置雨水收集设备，这样可以对雨水进行回收，加强对雨水的使用，减少对自来水的使用，从而避免水资源的消耗。

2.3光伏新能源的利用

建筑节能设计中，光伏新能源的利用需要依靠太阳能电池组件进行太阳能资源的采集，再经过一定的技术手段将太阳能转为电能，经过光伏发电系统逆变器将电能转为交流电，依靠控制器完成电能的有效调节，光伏新能源技术有充电和蓄电功能，白天通过收集太阳能发电，晚上依靠蓄能电池进行发电。1）结合建筑结构与光伏系统。比如，在屋顶或外墙处安装光伏发电设备，再联合其他组件实现供电与蓄电，这样的光伏新能源应用形式相对独立，可以达到自给自足的供电状态，是建筑节能设计中最常用的形式。2）电气节能设计期间，综合运用施工材料与光伏系统，实现双方组件的共同使用，再采用较为特殊的方法或材料制作光伏发电设备，将设备用于屋顶或窗户等结构，使其代替传统的建筑材料，可以在白天采集更多的太阳能。屋面保温可用到金属龙骨隔墙保温模式。

2.4合理的节能规划设计

节能规划设计主要是分析所构成气候的主要决定因素，例如辐射因素和地理因素，以及大气环流等因素的有利和不利因素，在通过建筑规划布局对于上述因素进行改造与应用，从而形成更好的居住环境与利于节能控制的微气候条件。在进行节能项目建设过程中，依照国家现行规定的节能规范和绿色设计规范，以及地方性的规范制定合理且科学的，并符合区域气候环境的节能设计方案。同时通过对现场已经建设的用房与场地四周环境状况的勘测，将该地段整体的工作外貌、建筑形态和环保规划等有关设计方案进行整合，并落到实处，特别是部分水质环境情况较为恶劣的区域，提前做好前期准备工作与保障措施，大大提高建筑后期对周围环境的适应及应用能力，并给人们创造更为优质的生活及工作环境。节能规划设计应从选址和分区，以及道路布局的基本走向和建筑朝向等诸多方面进行更深入的分析和研究。优化建筑项目周围的微气候条件，有利于节能措施，充分重视与运用太阳能和地形形貌等自然因素，使得建筑节能设计工作可以围绕节能设计角度展开。

2.5建筑外墙节能设计

1）外墙保温设计：外墙保温系统通过在建筑外墙表面设置保温层，可以形成保温层和外墙之间的空气层，有效减少热桥效应和热传导，提高建筑的隔热性能。例如，位于中国上海的一座绿色住宅项目采用了外墙外保温系统，将建筑外墙表面覆盖了保温层，形成了一个连续的保温层，大大提高了建筑的保温性能，降低了能源消耗。2）建筑外墙的遮阳设计。合理的遮阳措施，如百叶窗、遮阳板和遮阳帘等可以有效控制建筑内部的日照和热量输入，降低空调系统的负荷，减少能源消耗。例如，位于新加坡的一座绿色商业办公楼采用了外墙遮阳板，根据太阳的位置和角度调整遮阳板的倾斜角度，实现了对室内日照的控制，减少了室内的热量输入，降低了能耗。

结语

现阶段城市化发展过程中，土地资源日益紧张，建筑建设规模不断扩大，在能源日渐紧缺的今天，绿色节能技术的应用可有效促进环保建筑的转型与升级，最大程度上提高建筑品质，促进建筑节能与环保两方面目标的实现。根据新能源在建筑节能设计中的应用价值，分析太阳能资源、风能、地热能在建筑设计中的应用途径，结合地域实际情况，优化设计太阳能制冷系统和热水供暖集热系统，最终达到节能减排的目的，通过对光伏新能源技术的应用，降低电能消耗，促进整个建筑行业的健康发展，延长建筑使用寿命。

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