摘要：建筑节能设计属于一项极为复杂的、系统性的工程，需要对各方面因素进行仔细的综合的考量，因此，有关单位需要对影响居住建筑节能设计的因素给予充分重视，采取有效的措施进行预防和维护。本文中详细分析影响建筑节能设计的因素，并给出具体节能设计措施。
关键词：居住建筑；节能设计；措施方法
作为建筑领域，更应该多种措施综合利用，以实现最大限度地节约能源，避免不必要的能源损耗，特别是耗能较大的行业，更应给予重视。以建筑行业为例，更应该从建筑设计这一源头抓起，并抓好后期施工环节的节能，促进我国实现可持续发展。
1、节能设计的重要性
在建筑设计这个源头环节，合理采用建筑节能设计，其重要性及意义体现在以下3个方面：①我国能源形势的严峻性必须得到重视，从建筑项目上进行节能是十分重要的。有数据表明，我国虽然被称作是能源大国，但由于人口基数较多，人均占有率这一指标数字很低，只能算作能源小国。因此，我们必须重视节能，从多领域、多行业内开展节能工作。作为建筑领域，从设计这一初始阶段开展节能工作，意义重大；②建筑行业是能源消耗比例最大的行业，在设计阶段采用节能措施，效果明显。且在后期的施工过程中，如果节能措施落实得好，建筑物将取得显著的节能效果。可以这样来说，建筑设计环节是整个节能工作中的关键和基础；③对于建筑领域来说，在设计中引入合理先进的节能措施，已经被诸多建筑企业所公认，达成了广泛共识，对于促进建筑行业繁荣发展，其作用不言而喻。
2、建筑节能设计原则
2.1 整体设计原则
建筑节能设计应遵循的首要原则——整体设计原则，设计师要将气候条件、建筑风格、经济等各方面因素进行综合考虑，只重视局部而忽略了整体的设计将会影响建筑物后期的实际节能效果。例如，为了应付建筑节能设计的设计理念，只在建筑中设置极少数量的太阳能光伏玻璃等行为，这种过于形式化的建筑节能设计，无法充分体现节能设计的优势。因此只有注重整体的建筑建筑节能设计，才能促进节能设计更加完善，为人们提供真正的绿色生活环境。
2.2 因地制宜原则
因地制宜原则，就是根据工程项目所处的生态环境，进行综合分析，以提出同时具备经济、社会以及环境效益的设计方案。具体来说，就是结合工程所处的气候变化情况以及地域条件，将自然光照与风能资源充分利用起来，从而达到降低生态建筑的能源消耗量。例如，在进行生态建筑的景观绿化设计时，要尽量采用当地的植被物种，以提高生物对环境的适应能力，从而避免外来物种对本地乡土物种可能带来的入侵问题。
2.3 生态原则
设计师要遵循的生态原则，便是要将建筑节能设计的人文设计理念与生态科学互相融合。在生态原则中主要包含对自然条件的适应和对自然环境提供保护两方面。具体来说，设计人员应尽可能采用可降解的清洁建筑材料，已实现对建筑材料的无害化处理目标。此外，还可将太阳能、风能等可再生能源充分利用起来，以减少建筑工程对电能以及不可再生能源的依赖，从而实现生态建筑建设使用的低能耗目标。
2.4 以人为本原则
人作为社会与建筑使用主体，建筑节能设计的设计核心理念便是要为人们提供健康、舒适、绿色的生活环境。因此，设计师在进行建筑节能设计的过程中，要严格遵循以人为本的原则。设计师要在建筑节能设计中强调环保节能、人的主观居住舒适程度。在设计时，应尽量采用新型的建筑节能施工材料，利用维护结构的保温性能、隔热性能不断提升，增加室内的温度舒适程度。另外，还可以利用地热能等各种新能源取代取暖、降温。
3、居住建筑节能设计因素
3.1建筑物布局、朝向因素
3.1.1结合场地自然条件，对建筑的体形、朝向、楼距等进行优化设计。居住建筑的总平面规划布置应根据当地夏季风导风向合理规划，设计应有利于过渡季及夏季的自然通风，并宜减少居住区硬化地面，增加绿地和水域面积，减轻热岛效应。
3.1.2建筑物体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著，在其它条件相同时，其体形系数越大，那么单位面积散热量就越大，建筑能耗也就越高。而当建筑物的外表面越小，其承担的冷热负荷也就越小。所以建筑物的外形越简单，其外表面积越小，热交换量也越少。因此，建筑物的造型宜简洁、完整，尽量避免复杂的轮廓线。设计时建筑物的体形系数应参照国家或地区的节能设计标准里面的体形系数限值来进行设计。例如夏热冬冷地区按照《广西壮族自治区居住建筑节能设计标准》DBJ45/029-2016的表5.1.3取值。如图一
图一
3.1.3建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向，尽量避免主要房间受东、西向的日晒。良好的朝向，既满足通风采光的需要，又降低了夏季遭受阳光直射和冬季冷风影响所产生的能耗。
3.1.4由于建筑布局对室内气流组织有着较大的影响，设计中应组织自然通风，每户至少应有一个居住房间通风开口且通风路径的设计应满足自然通风要求。这就要求我们在进行建筑节能设计时，总平面上建筑在满足间距和天际线要求的前提下疏密相间、高低错落进行布置，形成风压通风，有利于加强风速，提高通风效果，既起到节能作用又能减少因过多使用空调造成室内空间空气品质差的后果。
3.2围护构造的节能设计
通常情况下，工民建围护结构保温设计侧重于提升墙体与窗户的保温性能。据有关数据调查显示，不同材料的窗户其保温性能也不同，其中相对于于铝制、钢制的窗框而言，木制窗框的保温性能相对较高，高出大约4～7 个K 系数；在空气热传递系数为0.04 时，窗户玻璃为单层设计时，其传热系数最大已经超过了7.1 个K 系数，在冬天其室内热量流失较大；采用相变材料设计墙体相对混凝土而言，保温性能提高了5～8 倍；在墙体中加入保温层，进行复合墙施工可有效提升保温性。
因此，在进行围护结构设计时为提升其保温性能，需科学选择墙体与窗户施工材料与施工工艺。例如，在条件允许下，依据建筑工程项目需求，尽可能选择应用新型材料生产的双层真空玻璃，用以提升结构的保温性能与隔音性能；依据实际情况，在遵循上述设计原则的基础上，科学选择墙体材料，从根本上提升墙体整体性能与功能。同时，处于温暖地区的工民建建筑在进行墙体设计时，可采用“夹心复合保温墙”施工法进行处理，其热传导系数可达到0.31W/m·K。对于严寒地区的工民建墙体，可选用“外保温复合墙”施工法进行实践操作，用以提升墙体使用寿命和节能效果。在夏热冬暖地区，外围护结构的自保温隔热体系逐渐成为一大趋势。如加气混凝土、页岩多孔砖、陶粒混凝土空心砌块、自隔热砌块等材料的应用越来越广泛。这类砌块本身就能满足节能要求，同时也符合国家墙改政策。在实际工程应用中，要根据实际情况进行节能设计。夏热冬暖地区和夏热冬冷地区的工民建墙体可采用“页岩多孔砖加内保温”的施工法进行实践操作，亦能够满足节能要求。
比如在做柳州当地某住宅项目时，多层住宅墙体使用了240mm厚的页岩多孔砖，节能计算中墙体的K值和D值满足节能标准要求，其他的相关条件也满足，但是进行综合评价时，设计建筑的空调采暖年耗电指数超过了参照建筑的，节能不满足。最后在墙体加上了内保温后，设计建筑空调采暖年耗电指数没有超过参照建筑的，节能设计达标了。
3.3楼顶的隔热节能设计
建筑设计的过程中，屋面设计属于一个十分重要的部分，对现今的建筑来讲，屋面保温的隔热功能变得越来越重要，因为屋面保温隔热耗能较多，因此，在屋面设计的过程中使用有效的节能措施，其节能的效果十分明显，特别是在夏季与冬季的时候，能够通过内外温度差异，有效降低能耗。一般来讲，在建筑屋面设计过程中使用节能减耗措施，最主要的是对建筑屋面保温层进行节能设计，屋面保温层材质需要具有良好的使用密度和吸水性。此外，在进行屋面施工材料选择方面，也应该尽量选择节能的材料，材料应该符合无污染的标准。在实际工程应用中，广西区的居住建筑屋面的保温层材料一般选用的是绝热挤塑聚苯乙烯板，其导热系数为0.030 W/（m.K），蓄热系数为0.360 W/（㎡.K），根据节能计算值设置相应的厚度就能满足节能要求。最后，在建筑屋面的设计过程中，可以使用绿色的植被进行相关的设计和屋面覆盖，不仅在一定程度上确保了建筑的观赏性，还可以有效保证屋面温度，起到良好的隔热效果。
3.4安装门窗方面的节能设计及注意事项
窗墙比是指窗户面积与房间单元面积的比例，窗墙比越大，则建筑的外围护保温效果也越差。因此，窗墙比也是评价建筑节能设计的重要指标之一。我国相关节能设计规范对建筑窗墙比设计具有严格要求，严格控制窗墙比可有效保证建筑的节能效果。
玻璃扇以及门窗框上的密闭性以及传热系数属于外墙节能中一个重要环节。塑料以及木质门窗传热系数和铝以及钢门窗相比较大约低百分之三十，双层的玻璃与单层的玻璃比较大约低百分之四十，所以，对于价格而言塑料材质的单框双玻璃门窗要更好。为确保门窗可以符合预期节能的标准要求，设计时必须重视下面几个问题：①依照设计标准要求对门窗选用之时，要重复检验它的抗风压能力、空气的渗透能力以及雨水渗漏能力之类的性能指标；②门窗框安装之时要对框角垂直度反复检验，严重变形，间隙不达标，密封条密闭程度不够的门窗扇不可以上墙；③在框和扇间，扇彼此间需要设置密封条，避免透气以及渗水现象，部分间隙很大的部位能用密封膏对其进行挤注；④在门窗框附近和墙或者窗台、梁以及柱等的交接位置，需要用水泥砂浆对其严密处理，在接近室外的一侧需要与外装修结合处理，避免透水以及渗水现象。
4、结语
总而言之，在进行居住建筑设计时，必须使节能理念贯穿整个过程当中，采取环保节能的材料，提升环保思维意识，宣传节能观念于建筑设计。依靠节能理念的应用来完成节能观念在建筑施工中的应用。进而完成低碳节能型建筑的建造，完成真正意义上的可持续发展，使得城市耗能使用可以减少。
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论文作者:苏王桢
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/18
标签：节能论文; 建筑论文; 建筑节能论文; 屋面论文; 墙体论文; 系数论文; 原则论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;