建筑设计、施工与建筑节能关系探析讲述

1、建筑设计、施工与建筑节能关系探析 作者： 身份证号：摘要：建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。建筑节能现在来看是建筑业发展的全新方向，同时也是我国建筑业取得突破的关键点，综合来看，我国现在建筑节能意识不够，还不能够达到很好的节能标准。同时在建筑节能方面要充分的考虑建筑施工过程中的能源消耗，做好建筑材料的选择和建筑施工的组织。同时还要充分的考虑建筑在使用过程中的能源消耗，主要是做好建筑物的温度调节方面的节能设计。主要是依靠科学的手段对建筑的布局进行合理设计，帮助其进行温度调节和通风设

2、计。其次是在建筑的材料选择方面还要尽可能的选择绝热节能材料，让建筑在运行的过程中能够自身的实现冬暖夏凉。同时还要善于利用可再生能源，将其最大限度的开发和利用，减少城市热岛现象和降低不可再生能源的消耗。建筑节能主要是减少不可再生能源的消耗和减少热量的产生。关键词：建筑、能耗、节能设计。建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源。一、 建筑节能的含义 建筑节能主要包括节能建筑和建筑过程中的节能施工。其中节能建筑就是在使

3、用的过程中产生低能耗的建筑，主要是在使用的过程中建筑的采暖、通风、空调、照明、家用电器、电梯等方面都比较节能的建筑。节能建筑的另一种称呼就是绿色环保建筑。还有的节能建筑采用的是可再生资源来进行驱动或者清洁能源进行驱动，进而使得在使用的过程中从总体上产生节能效果。但是比较容易混淆的是有些建筑在使用的过程中趋势比较节能，但是在之后的环境维护上将耗费更多的能源，这些建筑不属于节能建筑。技 能施工就是在建筑的建造过程中的能效降低，包括建筑材料、建筑构配件、建筑设备的生产和运输以及建筑施工和安装中的低能耗。主要是通过建筑的规划、建造工艺、建造设备的改进、技能材料的应用、执行节能标准等方法来实现的建筑过程

4、。建筑节能的含义要包括以上的两个范畴的才算是建筑节能。在很多国家建筑节能的含义会更加广泛， 也可能包括原有建筑的节能改造和升级。 二、建筑节能的实现方法 建筑节能的首要方法就是进行合理的建筑设计，主要是从材料方面使用节能建筑材料包括节能节材的墙体材料、节能绝热材料、能装修装饰材料等。这些材料既要节能还要绿色环保。其次是在建造的过程中采用节能施工工艺，其中包括外墙节能施工工艺、 屋面节能施工工艺、塑窗节能施工工艺、混凝土浇筑工艺等。然后的方法就是在建筑施工的过程中尽可能的选用节能设备，主要就是进行合理设计各类耗能设备，将建筑设备适当、合理地降低设计参数，建筑设备规模要合理，建筑设备设计应综合考虑

5、建筑和环境，建设能源管理系统自动化。同时在建筑物的空调方式及设备的选择上，应根据当地资源情况，充分考虑节能、环保、合理等因素，通过经济技术性分析后确定。此外在建筑运行的情况下要采用新能源，在节约能源、保护环境方面，新能源的利用起至关重要的作用。新能源通常指非常规的可再生能源，包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等。三、 建筑节能的现实意义 现在人类的发展已经进入了一个崭新的纪元，信息时代的发展和技术进步给人类的生产力带来了巨大的推进。一方面人类实现了生产全自动化，生产效率在现有技术的可能上得到了最大的提升，这样就造成了能源消耗速度的过快。另一方面，人类正在追求着越来越高的生活水平，这样就带来了

6、生产的最大化，在巨大的利益驱使之下人们开始越来越多的生产。现在全球温室效应越来越严重，已经严重的威胁了人类的安全。尤其是近些年我国的发展速度很快，现在我国出现了雾霾和城市热岛等现象，正在严重的影响人们的生活。同时现在我国石油、煤炭等能源的价格正在不断的上升，进而带来了节能的需要。现在我国的建筑面积越来越大，在建筑的过程中的能源消耗和在建筑的使用过程中造成的能源消耗越来越大，给城市的居住环境和环境带来了巨大的压力。 四、 建筑节能在我国的现状 我国是世界上最大的发展中国家，同时建筑业正在逐渐的成为我国的支柱性产业之一，是一个建筑大国。现在我国每年新建房屋面积高达十七到十八亿平方米，超过所有发达国

7、家每年建成建筑面积的总和。随着全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长。我国既有的近四百亿平方米建筑，但是节能建筑的比例只占据了不到百分之一。其余的不管事从建筑的运作和建筑的施工方面考虑，建筑的单位平均耗能都要远高于想同纬度的发达国家的建筑能耗的两倍到三倍。此外我国建筑对环境 造成的压力也非常大，我国每年新建建筑使用的实心粘土砖，毁掉十二万亩农田。物资消耗水平与发达国家相比，平均单位建筑钢材消耗高于同纬度发达国家单位建筑钢材消耗的百分之十五，每立方米混凝土多用水泥八十公斤，但是我国建筑的污水回收率仅仅是发达国家的百分之二十。目前，我国建筑用能浪费极其严重，而且建筑能耗增长

8、的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度，如果听任这种高耗能建筑持续发展下去，国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求，从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造，这将要耗费更多的人力物力。五、住宅的总体规划应与单体建筑相协调,充分考虑各种宏观因素(如地区、朝向、方位、建筑布局、地形地势等)对单体布局的影响,充分利用所在地区的天然热源、风源等来实现每一栋住宅建筑单体夏季都有充足的迎风面,冬季都有充足的日照,以满足采暖、通风与采光的要求。建筑节能总体上分为两个部分，主要包括建设阶段的节能和使用阶段的节能。建设阶段的节能主要采用了对建筑进行科学设计、在建造建筑中采用新型的节能建筑材料和先进的节能施

9、工工艺；并且在使用阶段的节能采用各类节能设备、新型能源的采用、良好的节能行为习惯等方式达到节能的效果。综合分析，可以将建筑节能分为以下几个方面： （一）进行合理的建筑设计 在设计过程中要充分的考虑了附近的自然环境特点。在建筑的主要通风面与自然环境结合，进行科学的分析，最大限度利用自然风来调节小区内的微气候。湖泊对与小区内部的水环境和生态驳岸相连通，最大限度的增强水体自我净化能力，基本上杜绝了水体净化的耗能。同时建筑和合理排布能够充分的促进楼房之间的空气流通，结合着湖泊对气温的稳定作用，实现了冬暖夏凉的气温调节，节约了温度调节所需要的能量。同时在小区内部结合着整体环境，种植植物既能够调节小气候又

10、能够调节在一定程度上保护驳岸,同时有的植物还能够驱虫避蚊，进一步的减少建筑使用过程中的能源消耗。在建筑的整体布局方面，针对不同建筑的不同位置，结合了整体地理环境，用科学分析计算软件模拟了不同风向和主要风向的空气流动方向。按照这个模拟在设计之初就对建筑物的高矮、布局进行了科学的优化，进而在设计和规划中将科学的方法与经验方法结合起来进行应用，会取得非常不错的效果，能够在很大程度上增强舒适度和降低能耗。在每一个建筑的设计的过程中，需结合了不同建筑的具体分布位置和特点，对其进行结构优化，力求用最少的材料起到最大限度的坚固、抗震效果，从结构设计方面降低能耗。1、住宅平面的建筑节能设计住宅平面设计中首要问

11、题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材,减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外,建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球,太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向,此朝向夏季可减少太阳辐射得热,冬季可增加太阳辐射得热,而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系,容易形成穿堂风,而又避开了冬季盛行的西北风。2、住宅外墙的节能设计墙体是住宅的主体部分,是建筑室内外热交换的主要介质,建筑节能50%,其中就有约25%是通过建筑围护结构外墙的保温隔热性能来实现的。使用节能外墙与使用普通外墙室内温

12、度相差可达410度,所以墙体的设计是不容忽略的一个方面。外墙除了应具有基本的承重、安全围护等功能外,还应考虑选用保温隔热性能好的墙体材料,对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位应加设保温隔热层。目前,常用的几种外墙材料中,保温隔热性能较好的是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙稀、加气混凝土等。复合墙体保温隔热宜选用外墙外保温。外保温是连续外包的,有效隔断具有热桥作用的混凝土梁、柱等,而产生“断桥”作用,达到预期的节能降耗效果。3、住宅屋面的节能设计在建筑物受太阳辐射的各个外表面中,屋面是接受太阳直射时间最长的部位,因此受辐射得

13、热也是最多的,相当于东西向墙体的23倍,所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料(如膨胀型泡沫聚苯板)。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上,可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易,可广泛采用。另外,利用屋顶种植花卉、灌木(如彩叶草、三色堇、麦冬草等)形成生态型屋面,既可阻挡热源,减少温室气体的排放,达到保温隔热,又可美化环境,改善城市气候,做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜,可起到滞阻水的作用,有利于屋面的防水,而且土壤导热系数小,有很好的热惰性,不随大气气温骤然升高

14、或下降而大幅波动,有利于屋面的保温隔热。同时,在屋面蓄水,形成蓄水型屋面,也是节能屋面的有效措施。利用水蒸发可带走大量的热,从而有效减弱屋面的传热量和降低屋面温度。据测试,蓄水、种植屋面土壤表面温度与一般屋面表面温度比较,温度可低27。此外,采用平坡屋顶结合的构造形式,在屋面保温隔热层上做架空层,通过空气流通来散热也是个不错的办法。4、住宅门窗的节能设计外门窗是耗热的重要渠道,它既是太阳辐射的得热部件,又是主要的失热部件,传热系数约为墙体的34倍,是节能的重点部位,所以合理确定窗墙面积比是节能的重要措施之一。对于住宅设计应避免少做落地窗、飘窗等。外墙门窗设计除满足自然通风外,设计中应该强调东西

15、南北开窗有别,不同功能房间开窗有别。面对冬季主导风向的立面,应尽量减少开窗面积。设置外窗部位,应提高外窗的密封性能(如选用胶条密封而不是毛条),选用好的窗型(如平开窗气密性相对较好),门窗配件,提高窗框的隔热性能(如采用塑料型材、铝合金断热型材、玻璃钢型材、铝木复合材料等),减少窗框的外露面积,采用保温隔热性能好的玻璃(如中空玻璃、镀膜玻璃等)。根据国内外大量应用经验证实,采用双层玻璃塑料钢窗是较好的选择。外门窗除了采光,通常也是建筑自然通风的渠道。所以,外门窗的开启也是夏季通风节能的必要条件。夏季迎风面可作为主要的开窗部位,引进自然风,增加夏季的渗透通风。但同时,外门窗的设计应减少冬季寒风的

16、渗透,有利于室内保温,改善生活环境的舒适度。对于向阳的地方,可采用凹式开窗设计,外加遮阳板及镀有特种金属的热反射窗帘,这种设计既美观又兼有较好的遮阳效果。 （二）优先使用节能建筑材料 建筑材料方面需采用一些降低建筑物能耗的材料进行建造，同时还能帮助建筑物在使用的过程中减少能源的消耗和不必要使用。首先应用大范围的节能墙体建筑材料，这些材料都是环境友好型的生态材料，有些虽然初期成本较高，但是无论是材料性能还是环保性能都很好。首先就是建筑在主要墙体优先选用再生砖材料。再生砖就是原有的建筑废砖等材料经过烧制重新利用。这种材料在生产方面能够减少废水和废气的排放，同时减少生产耗能，从长远的角度是一种废物利

17、用的节能材料。同时还利用了粘土空心砖和建筑砌块，帮助建筑进行温度调节实现冬暖夏凉。此外轻质高强度板材和复合板材方面也应广泛的使用，进一步节约建材耗能。其次优先采用大量的节能绝热材料，这些材料能够在辐射供暖系统中起着极其重要的作用。主要是在墙体和楼板等地使用了岩棉、聚苯乙烯泡沫塑料保温板、水泥聚苯板、玻璃棉、硅酸盐复合绝热砂浆等能够减少能耗的建筑绝热材料。帮助建筑在使用的过程中进行温度调控减少建筑耗能。同时在装修材料方面也采用了很多在使用中减少能耗和生产中耗能较少的材料。 （三）采用节能施工组织和工艺 在建筑的施工过程，施工工艺也是能源消耗的一个重要的方面。一方面不科学的施工工艺会影响建筑的质量

18、和施工速度，另一方面还会增多能源的消耗，多出许多不必要的能耗。首先在施工的过程中，须采用最新的混凝土浇筑工艺，科学的振捣和进行钢筋绑扎，减少了能源消耗。其次是对施工组织应用了科学的规划方法，并且借助计算机的手段，应用关键路径法和网络图法进行各个施工活动的规划，减少了不必要的施工步骤和能源消耗，缩短工期减少能耗。关键路径法是一种将项目分解成多个可同时进行的关键点的方法，再将各个关键点按照其属性和施工性质结合现有的施工能力进行规划，最终获得最科学的施工组织的方法。网络图法是一种关键路径法的升级方法，就是将整个项目进行分解，然后形成施工网络，按照网络连接的方法进行施工的组织。这两种方法在项目的施工中

19、都将得到很好的应用，进而会增加施工效率、减少了能源消耗。 （四）选用节能设备，合理设计各类耗能设备。建筑设备包括建筑电气、供暖、通风、空调、消防、给排水、楼宇自动化等。在项目的使用过程中，运行设备在选择上要充分考虑节能的要求，尽可能的选择低能耗的设备。 同时结合整体的地理环境和各建筑的特点充分的提高采暖、通风、空调等方面的能源利用效率。 首先要对运行设备进行合适、合理地降低设计参数，同时合理的规划设备的规模，达到了物尽其用有能够充分的满足人们的日常使用需要。同时建筑设备设计需综合考虑并且实现建设能源管理系统自动化，时刻的进行能源利用的监视，并且在监视结果上智能系统对其进行调节。 （五）采用新能

20、源 在建造的过程中要考虑到太阳能的利用。从建筑的朝向到高矮分布上，都充分的考虑了太阳能的接受效率上，并且几乎每一个建筑要有自己的太阳能利用和储存系统，能够较好的利用这种可再生能源，减少能源的消耗。1、建筑物本身节能 首先,建筑物的朝向和形状是影响建筑物节能的重要方面。同样平面形状的建筑物，南北向比东西向负荷少，特别是在相同面积的情况下，主朝向面积越大，这种倾向越明显，故建筑物首先应采取南北朝向。在建筑物体积相同的情况下，建筑物外表面越小，冷( 热)负荷越小，故应尽可能采用外表面小的圆形或方形建筑。其次，建筑物围护结构的保温性能也是影响建筑物节能的重要方面。围护结构采用浅色外表面，可反射夏季太阳

21、辐射热，减少壁面得热。其中对围护结构外墙采取了中保温(空心墙空气层中填充保温材料)和外保温( 外墙铺设保温材料及饰面层)两大保温方法：注意控制体形系数，不宜有过多凸凹面；适当增加外墙保温隔热效能，提高热阻；增加空调建筑热惰性有利于建筑热稳定性：高效保温隔热材料设于主体结构外侧，可减缓热量进入墙体；墙内设置空气阃层或通风间层也有良好的保温隔热效果。应采用坡屋顶、顶层天花板铺设保温材料以及沿坡屋面铺设保温材料的方法；外窗采用低辐射玻璃双玻塑窗。加强隔热层并有架空通风层，还可在空气问层内贴热反射材料，而且设倒置式屋面并有利于保护防水层使之耐久；采用坡屋顶，利用阁楼通风散热。2、系统节能建筑设备的节能

22、很大程度上依赖于空调设备系统的节能。首先，我们要注意空调系统能源的有效利用。由于空调系统具有所需能源品位低，且用能有季节性的特点，因此现在大力鼓励使用太阳能、地热能和热回收等能源方式进行供热制冷。其次，要合理降低室内温湿度标准。为了节约能源，在满足生产要求和人体健康的情况下，空调房问室内温湿度基数夏季应尽可能提高，冬季应尽可能降低。再次，在空调设计中要考虑空调系统的节能。一般设计部门按设计负荷选择较大容量的设备，而设备经常在低于设计负荷下运行，设备经常在低效率下工作。因此应该选择多台不同容量的设备，运行时进行合理控制和匹配，使设备多在高效区运行，且节省能耗。最后，要注意设备的选型和安装。譬如家

23、用空调器选用节能型(高效制冷压缩机、换热器和风扇，采用变频调速，并匹配良好) ；空调器的安装位置宜不受太阳直射；不设定过低室温，经常清洗。采用热泵技术，同时满足夏季制冷与冬季采暖的需要。对于中央空调，要确定适当的室内温湿度参，优选冷热源机组和末端设备，注意设备匹配；加强运行管理与维修，重视室温设定与调控；推行空调蓄冷技术。3、发展建筑节能的途径与措施 (1)建筑节能发展的重点领域建筑节能发展的重点领域为研究新型低能耗的围护结构( 包括墙体、门窗、屋面) 体系成套节能技术及产品；新型能源的开发和能源的综合利用，包括太阳能、地下能源开发利用和能源综合利用，室内环境控制成套节能技术的研究和设备开发；

24、利用计算机模拟仿真技术分析制冷空调系统，对制冷空调系统进行智能控制，最大限度减低运行能源现有建筑的节能改造成套技术，特别是围护结构和采暖空调系统改造；建筑物室内温度和湿度控制技术和冷热量计量收费技术及产品。(2)建筑节能的发展趋势各国都在大力加强建筑节能和科学研究，发展新的建筑节能技术，采用新的节能材料和设备，除继续改进多层密封窗，开发各种高效保温材料，用于复合培体、屋面和地面以外，还在研究开发红外热反射技术、硅气凝胶材料、高效节能玻璃、太阳能利用技术、热回收技术、新的建筑节能测试和计算技术等等。与此同时，还十分注意选择经济合理的建筑节能技术，重视节能试点建筑以及肯能园区的示范和推广作用，并在

25、继续修订完善建筑节能技术标准，颁布配套的行政法规，不断提高节能要求，挖掘节能潜力。(3)建筑节能的技术途径采暖建筑的节能主要依靠减少围护结构的散热以及提高供热系统的热效率两个面。前者要求适当控制建筑体形系，即建筑物外表面积与其所包围的体积的比值，建筑外形尽可能规整，避免不必要的凸凹变化：加强门窗、外墙、屋顶和地面的保温，采用高效保温材料复合。使用多层门窗，用空心砖、加气混凝土等新型墙体材料代替实心粘土砖；提高建筑物的气密性，选用密封性能好的门窗并加密封条，用密封材料填实穿墙管线连接处裂隙；在夜问加强保温的条件下，适当开大南窗，以增加太阳热能的获得。后者由耍合理提高锅炉的负荷力，改善锅炉运行状况。采用管网水平衡技术，以及加强供热管道保温等等。对于住宅节能，我国目前实施的途径主要有：积极发展能满足建筑所需要的材料和设备的生产；大力发展生产和运输能耗低的轻质、高强材料及建筑用塑料制品：努力改进生产技术，提高管理水平，大幅度降低材料和设备生产的单位能耗；改进建筑设计和旄工技术、方法，制订推动节能的建筑法规，建立健全促进节能材料、设备生产和应用的法规体系，为建筑节能工作的推进提供良好的法律环境。加大投入，加强建材设备生产、建筑、施工技术及产品应用技术的研究开发。4、建筑节能的措施 （1）迸一步加强政策法规的制定，使其不断完善，特别是要对每一政策法规制定