节能设计在建筑设计中的有效应用_张岳文.pdf

67建筑设计当前我国面临着资源紧张的社会问题，其中建筑运行产生的能源消耗，在总消耗中的占比较大，所以通过对建筑的节能设计，降低建筑运行能耗，能够有效缓解我国能源紧张问题。节能设计是一项专业性工作，对于节能技术水平要求较高，需要按照建筑的布局、结构以及能耗基本情况，对节能技术的应用进行优化，确保技术实效性能够发挥，降低建筑能耗水平。为此，需要将当前先进的节能技术全面应用在建筑设计中，以此方式降低建筑能耗，推动我国建筑行业创新发展。1 节能设计在建筑设计中的应用意义分析在我国社会经济快速发展的背景下，社会生产对于能源的总量需求在不断增加，电力能源作为当前能源结构的重要组成部分，对于社会节能化发展具有深远影响，通过采用节能技术，能够推动我国能源消耗结构全面创新。在建筑设计过程中，多线电气设备的应用，使得建筑功能更加丰富，鞥能够更好地满足人们的各项需求，使得建筑便利性与舒适性提升，但是随之也增加了各项能源的消耗。当前部分建筑工程的开发商节能意识尚未全面发展，直到最近几年才开始关注建筑节能设计，对电气设备系统的电力能源消耗进行控制，利用对电气设备、系统的节能管理，使得建筑整体运行消耗有所降低1。现阶段，在建筑整体节能设计中，应用最为广泛的方法为对电气设备进行节能化设计，比如变电节能技术、排水节能技术、暖通空调节能技术等，通过自动化系统对电气设备的运行进行实时监控和控制，从而建设能提高资源利用率、节能减排的方案。但是受到建筑电气设备以及电气系统的影响，部分建筑所采用的电气设备节能技术方案尚未达到预期效果，比如暖通空调电气设备的运行控制效果较差，无法按照建筑内部空间设计需求改变运行状态等问题。为了使建筑电气设备的能源消耗降到最低，在不影响电气设备实际效果的基础上，通过安装传感器、创新控制技术等方式，具有较好的可行性，从而将建筑设计向节能化节能方向发展，在保证建筑正常、稳定以及安全运行的基础上，通过节能设计满足国家对建筑节能环保所提出的要求。节能设计在建筑设计中的有效应用张岳文白佳令西安万科企业有限公司陕西西安710000摘 要：在我国现代建筑工程行业发展过程中，绿色节能是其主要发展方向，通过采用节能设计，能够有效降低建筑运行消耗，符合建筑行业发展的基本要求。在建筑设计过程中，节能设计具有重要的作用，所以需要掌握节能技术的应用要点，结合建筑设计的基本要求，采用多样化的节能技术，为工程建设提供更多的节能设计方案。因此，本文将对节能设计在建筑设计中的有效应用方面进行深入地研究与分析，总结节能技术的应用优势，希望可以对相关工程有所帮助。关键词：节能设计；节能技术；建筑设计；有效应用；技术优势DOI:10.19569/119313/tu.2023210232 节能设计在建筑设计中的应用基本原则在建筑设计中，节能设计必须遵循一定的原则，才能够提升节能设计效果，确保节能技术的优势充分发挥，按照建筑所处环境等基本情况，确保达到节能设计的要求，需要遵循的原则包括如下几项：（1）与环境相适应的基本原则。在建筑设计的过程中，环境因素是需要考虑的一个重要因素，环境因素直接影响着建筑物的能源消耗、使用寿命、建筑施工成本和使用过程中的舒适性等方面，所以节能设计需要尽可能与周围环境相适应。首先，建筑物的朝向需要根据当地气候和地形条件进行选择，对于寒冷气候而言，建筑一般需要朝向南方以增加日照；对于炎热气候而言，建筑需要选择朝向北方以尽可能避免太阳直射。其次，需要选择与周围环境相协调的色彩和风格，确保达到与环境的完美融合。最后，建筑物的形状和尺寸需要考虑太阳能、风能等可再生能源的收集和利用。（2）保证建筑物的密闭性和隔热性。建筑物的隔热性和密闭性是保证建筑物内部室温和空气质量的关键，在传统的建筑节能设计中，建筑物通常不具有良好的隔热性和密闭性，因此室内外温差过大，通风也不够充分，导致室内温度不稳定，需要大量消耗能源来进行空调、加热、通风等相关操作，所以保证建筑物的密闭性和隔热性是建筑设计中的重要原则。在建筑设计的过程中，需要注重选材、施工工艺和施工质量的控制，从而增强建筑物的隔热性和密闭性，在保证室内外温差不大的同时，还能够减少室内外空气的流通，从而进一步提高能源利用率。3 当前建筑节能设计存在的主要问题分析3.1 新能源利用不足，能源消耗总量较大在建筑设计中，为了提升建筑功能丰富性，满足人们的需求，在设计中对于节能设计的关注不足，缺乏节能设计理念的融合，从而导致建筑能源消耗总量较高。根据国家相关规定文件来看，要求新建居住建筑与公共建筑平均设计能耗全面降低，加强对新能源的利用，但是当前许多建筑设计中，缺乏新能源应用意识，在设计过程中没有为新能源的应用提供支持，导致建筑运行依然以传统能源消耗为主，整体能耗与浪费水平较高，尚未达到节能技术运用68的目标要求，没有注重建筑内部与环境的协调性，设计方案与行业节能发展不符，不利于建筑节能化建设，需要依据建筑的能源消耗实际情况，对消耗结构进行调整，实现对新能源技术的充分融合，从而提升节能设计实效性。3.2 节能设计理念缺乏创新，节能意识有待提升在现代建筑设计中，节能设计是一项重要的理念，但是部分工程设计过程中，缺乏对节能设计理念的创新，依然采用传统的节能设计理念，整体节能意识水平不足，没有将节能设计理念融合在建筑的各个细节中，使得建筑运行依然处于较高的能耗水平。节能设计并不是简单的降低能源消耗，而是需要对建筑能耗系统进行整体性优化，提升能源利用率，确保各项能源能够得到充分利用，在满足建筑运行基础上，减少能源浪费，是现代节能理念的基本内涵，然而部分工程不具有节能意识，在设计过程中缺乏对节能技术的融合，需要进一步加强设计理念创新，从而提升建筑节能效果。3.3 节能技术较为滞后，节能方式没有更新在现代科学技术发展的推动下，节能技术水平得以全面提升，为建筑节能设计提供了多样化的可选择技术，但是部分建筑的节能设计中，依然采用较为传统的节能技术，没有注重对新型节能技术的应用，滞后的节能技术难以满足建筑运行节能的需要，能够取得的结果效果十分有限，不符合建筑节能设计的基本要求。同时，虽然近些年来我国节能技术得以全面发展，但是一些节能技术的创新性依然存在问题，节能技术发展还有很大的进步空间，比如在建筑供暖方面，当前采用以煤炭作为集中供暖的主要资源，燃烧期间没有实现对煤炭的充分利用，导致煤炭资源被严重浪费，且供暖方面缺乏对新技术的应用，使得建筑供暖系统的整体消耗依然处于较高水平。4 节能设计在建筑设计中的应用优化措施基于上文的分析可以明确，在现代建筑设计中，节能设计是一项重要理念，能够有效降低建筑运行产生的能耗，具有良好的节能环保作用，符合建筑行业发展的基本方向，但是在多种因素的影响下，当前节能设计尚未得以全面落实，所以需要加强对建筑节能设计的优化，确保节能设计能够与建筑设计充分融合，采用更加科学的节能技术，不断降低建筑能耗，推动建筑行业可持续发展。因此，本文结合相关实践经验，总结如下多项建筑节能设计应用优化措施：4.1 建筑照明节能设计创新在建筑运行过程中，照明系统所产生的能耗较高，占据建筑能耗很大比重，主要消耗为电力能源，所以在节能设计过程中，需要做好对照明系统的优化。首先，在灯具选择方面，可以选择一些能耗水平较低、照明效率较高的灯具，比如LED灯具，相比于传统的灯具而言，能够节省电能约50%以上，使得电能消耗水平大幅度降低，可以将其应用在建筑室内、公共空间等照明中，是照明系统节能设计的关键所在。其次，针对建筑户外的公共照明系统，比如路灯等，需要加强新能源技术的应用，构建太阳能发电系统，在灯具中安装太阳能板，通过吸收太阳能的方式进行照明，从而能够减少对常规电能的消耗，太阳能为可再生清洁能源，通过对其充分利用，能够优化建筑能源消耗结构，将太阳能的节能作用充分发挥。最后，在照明灯具的控制方面，为了避免公共空间、室内的灯具处于常量状态，可以加强声控技术、光控技术以及远程控制技术等，按照实际需求开启与关闭灯具，并根据环境亮度，自动调节照明亮度，避免灯具长期处于最大功率的运行状态，以满足当前实际需求为基础，从而能够有效降低照明系统运行产生的能耗，能够降低建筑照明系统能耗约30%40%，具有良好的节能效果2。4.2 建筑暖通系统节能设计创新随着人们对居住环境舒适度要求的提升，当前大部分建筑同安装了暖通系统，暖通系统运行产生的能耗较高，在加热、制冷以及通风过程中，由于其机组功率较大，所以产生整体电能消耗较多，所以需要做好节能设计。针对暖通系统的节能设计，核心在于变频节能技术的应用，通过变频节能技术，能够实现对暖通空调机组的运行功率调节，防止暖通机组长期处于最大运行功率，是降低暖通系统能耗的有效方式。在采用变频节能技术之后，结合对温度传感器的应用，能够实时获取环境温度，按照当前环境温度对暖通空调的运行功率进行自动化调节，使得环境温度处于人体舒适范围内，除了特殊环境与要求下，变频功率都能够实现自动化调节，通过降低运行功率的方式，可以全面机组运行能耗，是现代节能技术应用的关键所在。4.3 建筑墙体保温节能设计创新在建筑运行过程中，墙体会对其保温性能产生直接影响，如果墙体的保温性较差，会导致建筑出现“冬冷夏热”的问题，从而会增加供暖与制冷能耗，所以从节能设计的角度来看，需要做好建筑墙体的保温设计，提升其保温性能，以此方式能够减少建筑室内与室外的热量交换，提升室内温度稳定性，从而减少供暖与制冷需求，是降低建筑能耗的有效措施。因此，在建筑墙体设计中，需要加强对新型保温材料的应用，比如可以采用混凝土空心加气泡砖材料，这种材料具有的保温性能较好，且制备工艺简单，能够提升建筑墙体保温性；在对装饰系统进行设计时，可以采用粘结砂浆、嵌缝类材料、保温装饰板以及密封性材料等，对墙体基层做好处理，之后安装各项保温材料，做好接缝处理，从而能够提升建筑墙体的保温性能，以此方式能够有效降低建筑能耗，是建筑节能设计的有效建筑设计69应用措施。4.4 建筑屋面节能设计创新在建筑屋面的节能设计中，需要按照不同区域的不同气候条件、地理环境等，采用科学的节能设计方案，重点做好冬季与夏季的节能设计，充分考虑到温度对于能耗的影响。在对室内隔热保温设计中，可以采用密度较大且吸水性较好的材料，发挥出材料的保温性能优势；在对屋面设计中，确保所采用的建筑材料符合绿色环保的标准，同时可以在建筑屋顶安装太阳能集热机组，充分吸收太阳能，将其转化为电能等，提升太阳能利用率，集热机组一般安装在建筑屋面的南向位置，通过对太阳能的利用，能够优化建筑能耗结构，降低电能消耗，具有良好的节能效果，所以需要加强对建筑屋面的节能优化设计，通过材料、太阳能等方面的设计达到节能目标。4.5 建筑供热节能设计创新在建筑供热系统设计中，除了传统的集中式供热体系之外，还可以采用地源热泵的方式，地源热泵以建筑区域内的岩土体、地层土壤和地下水为低温热源，地源热泵内部系统主要包括地源热泵机组、地热能交换模块、建筑物内系统构成的供热中央空调系统，能够全面降低暖通空调运行电力能源消耗。相比于传统的供热方式而言，能够实现对地热能的充分利用，地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的电力能源，实现从低品位热能向高品位热能转移的装置，一般情况下地源热泵消耗1kWh的能量能够向用户提供4kWh的热量和冷量，由此可见将地源热泵技术应用在建筑供暖节能设计中，能够优化建筑供暖系统运行效率，以更少的电能能源提供更好的温度调节效果3。4.6 建筑门窗节能设计创新门窗在建筑中具有保温、采光的功能，所以通过对建筑门窗的节能设计，能够降低建筑暖通系统与照明系统能耗。例如，通过增加建筑门窗透光率，能够提升建筑室内亮度，从而减少照明系统的使用，降低电力能源消耗；通过采用多功能反射玻璃，能够将太阳辐射进行阻挡，可以降低夏季室内温度，同时在冬季吸收更多的太阳能热量，从而能够减少暖通系统运行，有效降低电力能源消耗，具有良好的应用效果。在门窗节能设计中，为了进一步提升节能效果，可以采用的节能设计技术包括如下几项：（1）窗框节能技术的应用。传统的窗框大多采用金属制造，质量虽然稳定，但难以达到保温要求，导致能源浪费，而复合材料窗框可以耐用、稳定、抵抗老化、抗冲击，保温隔热性能较好，不会轻易产生冷气桥，这使得其在建筑门窗节能中比传统材料节能效果；窗框断热处理是利用断热条、断热材料将窗框与玻璃隔开，以防止冷气桥的形成，维持室内温度的稳定。断热材料一般采用硅酸盐、硅酸铝、玻璃纤维等，而断热条采用高分子材料；在进行窗框断热处理后，能够减少室内外气氛交流，达到保温降耗的效果。（2）玻璃节能技术的应用。双层玻璃是由两层玻璃之间夹异气体并严密密封而成，可以降低光照度和紫外线辐射，降低室内温度变化，同时具有良好的隔热、保温、隔音效果，节能效果良好；低放射性玻璃，是在玻璃表面加上一层微薄的金属或金属氧化层，可以有效反射红外线辐射，达到降温的作用，且低放射性玻璃还可以防止紫外线辐射，保护室内家具和皮肤；智能玻璃是一种可以控制太阳能透过率的特殊玻璃，使用电压调节玻璃表面的涂层厚度，可以随时控制玻璃的透明度和反射率，智能玻璃不仅可以调节室内光线和温度，还可以保证个人隐私。5 结束语综上所述，本文简要阐述了建筑节能设计的基本内涵，并对当前建筑节能设计中存在的主要问题进行分析，最后提出多项科学有效的建筑节能设计创新措施，希望可以对建筑工程设计领域起到一定的借鉴与帮助作用，不断提升建筑节能设计水平。参考文献：1马年.浅谈节能设计在民用建筑设计中的有效应用J.四川水泥,2022,1:2.2蔚娜.探析节能设计在民用建筑设计中的有效应用J.建筑建材装饰,2022,1:2.3马哲帆.节能设计在民用建筑设计中的有效应用探讨J.中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2022,8:4.作者简介：张岳文，本科，西安万科企业有限公司，建筑设计师，研究方向：建筑设计。白佳令，硕士，西安万科企业有限公司，建筑与土木工程师，研究方向：建筑技术，建筑碳排放，绿色建筑。建筑设计