摘要：伴随我国城市建设的不断扩增，建筑工程规模不断扩大，由此而带来的建筑领域相关建设及运营期的资源及能源消耗也日益增多。同时，伴随可持续发展理念的深入人心及建筑技术的不断发展，降低建筑耗能的设计策略及绿色建筑的发展也逐渐影响当代建筑的设计、建造及运营。建筑采用节能设计的策略，不但有利于降低对环境的破坏，并且能够通过新型节能材料及节能措施提升人居环境品质，降低建筑运营期的资源消耗。本文通过建筑节能含义简述、节能设计原则、节能设计措施等，结合作者参与的西藏当雄服务区公共建筑的节能设计案例对建筑节能设计进行了初步探讨。
关键词：建筑工程；节能设计；节能措施
1.引言
当前，中国建筑业蓬勃发展，建筑能耗也急剧上升，不管在建设期还是在运营期，建筑行业能源消耗严重。伴随绿色、环保、低碳等概念在各行各业的不断深入，绿色节能建筑的声音也越来越强烈。与此同时，国家发改委、住建部、规划与自然资源等部门及时在建筑行业发布绿色建筑及建筑节能相关标准、规范和指引，并建立了相对完善的评价体系、管理办法及鼓励措施。节能建筑设计走上了有章可循，有法可依的道路。建筑节能设计与建设的经济性评价也因政策扶持与财政补贴的作用而呈现出积极的意义。
从设计角度而言，一味追求短期经济效益、压缩建设成本的设计思路已逐渐势微，而从建筑全寿命周期考量建筑成本与效益的设计思路逐渐被大家所接受。建筑节能设计短期来看带来的是建设成本的增加，而从后期经营来看，带来的是能源消耗的减少和建筑舒适度品质的提升，也带来运营期成本的降低。有关建筑节能的理论研究与应用研究，有助于建筑设计水平的提升，有助于人居环境品质的提升。
2.建筑节能的含义
我国当前，普遍被大家所接受的节能建筑含义是降低能源消耗，合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用效率。在建筑规划、设计以及使用过程中，通过采用节能型的技术、工艺、设备、材料，提高建筑外围护结构的保温隔热性能，提高公用设施系统效率，并通过利用可再生能源，在节能标准的指导下，保证室内热环境前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能源消耗。
在实际建筑项目中，不难发现，建筑节能并非完全杜绝能源消耗，也不是涵盖产品加工在内的全面节能，当前的节能设计更加侧重于合理使用和有效用能，提高能源利用率。
3.建筑节能设计的原则
首先，建筑节能设计应与可持续发展的要求相适应。建筑节能是可持续发展策略的一种手段，其核心要义与可持续发展高度统一。建筑节能设计，不仅节省存在于建筑施工中的资源消耗，节约存在于生产、运营期的能源消耗，同时更在于提升各资源的使用能效。节能的目标是在不牺牲当前人居环境品质的情况下尽可能的为将来的发展留有可能。这就要求我们在节能设计中注意对传统能源的高效利用，通过技术措施保证使用能源的永续。同时更加积极的引入新型、高效、可再生能源。建筑节能可与绿色建筑设计相互联动，从而同时达到对环境友好的效果，并正向影响人居环境的品质，进而带动能源的进一步节约，实现良性循环，最终助力实现可持续发展的目标。
其次，节能设计应与环境保护相适应。节能建筑设计倡导能耗的减少与非可再生资源的节约开发与环境保护倡导的理念相统一。建筑节能设计所采用的技术手段、材料等的适用性应以环境保护为前提。通过节能设计，减少了废气、废水、废热的排放，直接减少了对环境的破环。通过节能设计，减少空调制热或制冷的能耗，减少污染气体的排放，进而减少对环境的威胁。在实际项目中，可能存在某些材料的生产是以环境污染为代价的，这种情况下可在材料生产领域内通过节能评估，取消其节能材料的适用性，禁止应有于建筑实体。烧结粘土砖的强制禁止适用即是这种类型的典型案例。
再次，注重建筑全寿命周期的节能措施。建筑设计只是建筑工程的基础环节，采用节能的建筑设计，不仅使建筑中资源的利用率提高，更应为建筑后续节能使用留有可能。要求我们，注重前期策划阶段的节能措施，应充分考虑建筑节能的要求，确定节能目标，选择节能标准，配备建筑节能的各项材料、工器具，并将节能投资纳入工程的总投资之中。在建筑的使用过程中，通过系列评估手段，进一步验证既有的节能目标是否达成，并通过节能型设备设施的配备，动态调整建筑节能的措施，达成建筑节能的总目标。
最后，节能设计应以提升人居环境品质为目标。节能设计应做到以人为本，以营造舒适、无害、安全的人居环境品质为目标。将环境品质进行物理意义上的细分，如温湿度、照度、噪声等。通过节能设计的方法，通过建筑材料与构造措施，实现极少人工能源消耗下各项环境品质指标的可达性，实现自然能源与环境品质的直接对话，提升人居环境品质。
4.建筑节能设计措施-以当雄服务区公共建筑节能设计为例
4.1气候分区与体形系数
我国幅员辽阔，南北气候差异巨大，对建筑节能设计的要求自然不同。北方地区注重建筑采暖与日照等，而南方地区则更加注重隔热与通风。节能设计首先做到因地制宜。依据节能设计标准，重点以地方颁布的节能设计实施细则为指导，引用热工设计相关数据进行节能设计。西藏地区根据地形及地理纬度的不同，划分三个气候分区。西藏当雄县处于严寒地区（B）区。对于严寒地区，节能设计的要义便是尽可能的减少建筑的外围护面积以减少热损失，尽可能的获得南向的太阳热。这就要求在建筑布置应争取最大南向面宽，体形设计中要避免过多的凹凸，降低体形系数。
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4.2外维护结构设计
4.2.1外墙
墙体是建筑最重要的散热部位，加强外墙的保温设计，是建筑节能设计的关键。当下我国外墙节能设计的措施主要有两个方面，一是加强墙体材料的保温隔热性能，采用轻质多孔砖等导热系数小的新型节能材料。二是通过复合其他保温材料等形成保温系统，实现外墙节能的效果。外墙保温材料构造层次处于室内室外划分为外保温及内保温两种，外保温因具有天然完整性而杜绝了热桥部位的结露问题，且直接面对冷热波动从而减少了冷热交替对墙体的不良影响，为大家所普遍接受。再当雄服务区设计中，我们采用了蒸压加气混凝土砌块这一新型保温墙体砌块，同时采用岩棉板外保温系统构造，共同实现墙体节能的效果。设计采用的70mm厚的岩棉板与200mm厚的蒸压加气混凝土砌块共同组成的保温系统，其传热系数为0.38 W/（㎡•K），低于节能标准要求的0.4 W/（㎡•K）的要求。
4.2.2屋顶
屋顶是建筑的第五散热面。在夏热冬暖地区对于屋顶的节能考量还应考虑通风与隔热的影响，甚至于部分地区采用热反射的措施以降低太阳辐射热的渗透。而对于严寒地区，建筑内部采暖，屋顶节能的主要作用在于保温，减少热损耗。采用外墙类似的理论及构造做法，屋顶采用挤塑聚苯板保温材料覆盖的节能措施，以达到建筑节能的目标。设计采用80厚挤塑聚苯板，综合结构层、找坡、找平、防水、等构造层次，其传热系数为0.33 W/（㎡•K），低于节能标准要求的0.35W/（㎡•K）的要求。
4.2.3 门窗
据统计，建筑外门窗的热损耗约占维护结构热损失的40％。建筑外门窗的设计尤为重要。设计应从两个方面控制。其一，控制开窗面积，应根据建筑的不同朝向选择不同的窗墙面积比。其二，选择适宜的窗框及玻璃材料。对于西藏这一特殊地区，南向太阳得热是重要的建筑能源，而其北向或其他阴影遮挡处，则是主要的能源消耗面。我们知道，窗户的传热系数大，所以在设计中就要做到尽量扩大南向窗户面积，减少其他朝向窗户面积。在设计实践中，我们以窗墙面积比作为这一控制指标，南向窗墙面积比均大于0.45。对于窗框与玻璃的选择，当地普遍采用双层窗或中控玻璃的做法。通过研究，双层窗的气密性不良，其保温节能措施有限。在实际设计中，我们采用三层中控玻璃+多腔塑料型材框料的窗户，同时中空玻璃采用LOW-E玻璃，极大的降低了窗户的传热系数。经验证，这一窗户的传热系数仅为1.6 W/（㎡•K）。可以预见的是，随着装配工艺的提升，更低能耗的窗户类型将进一步出现，更好的服务与建筑节能。
4.3节能型建筑材料
随着材料相关学科的发展，以轻质、多孔、封闭为主要特征的建筑材料在节能设计选择中越来越受到重视，而与之相关的构造做法也在实践中充分运用。目前较为常见的新型建筑材料有加气混凝土砌块，陶粒砌块，小型混凝土空心砌块，纤维石膏板和新型隔墙板等，这些建筑材料这些新型主要通过煤灰，煤矸石，石粉等废料制成。也有挤塑聚苯板、岩棉板、聚氨酯等保温材料等。有关建筑节能材料的选择，应遵循因地制宜的原则，重点结合当地实际情况，采用技术成熟的、使用率高的建筑节能材料应用于建筑节能设计之中。在建筑材料的选择中，建筑防火设计也是重要的一个环节。常用的防火措施包括，根据建筑的使用性质，采用A级不燃型或B1级难燃型保温材料；结合建筑的层数及高度，采用防火隔离带的构造措施等。
4.4其他节能
注重建筑规划布局与建筑平面布置的合理性，注重采光系数及日照标准对建筑总图布置的要求。主要功能房间均设有外窗，且自然通风并利用冬季日照。
建筑出入口通过设置门斗以降低对流，减少热损耗，提高舒适度。
凸窗是严寒地区建筑节能的薄弱环节，不应提倡。阳台设为封闭式，同时阳台和直接连通的房间之间设隔墙、门、窗，隔墙、门、窗均作保温措施可有效的降低能耗。
最后，还应注意热桥部分的保温节能设计。
结语
目前我国建筑领域内能耗约占全国社会终端总能耗的 27.6%，随着人们生活质量的改善，居住舒适度要求的提高，建筑能耗所占比例还在不断上升。而建筑节能是缓解我国能源紧张矛盾、促进可持续发展最直接、最经济的措施。本文通过对建筑节能设计的初步探讨，以期起到抛砖引玉的作用，对后续建筑工程节能设计提供借鉴。
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论文作者:王超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/1
标签：节能论文; 建筑论文; 建筑节能论文; 措施论文; 建筑设计论文; 系数论文; 材料论文; 《基层建设》2019年第11期论文;