现代建筑节能设计的策略分析摘要：伴随着我国经济近些年的迅猛发展和城市化进程的加快，城市中大量的建筑拔地而起，包括居住建筑，办公建筑以及商业建筑等。

建筑业的发展是城市化进程的主要表现。

当然，建筑的发展不仅仅是数量上的增多，高度的增加，更重要的是建筑本身对于能耗的节约及控制。

从目前对于建筑节能所采用的普遍方法而言，当前建筑节能设计主要集中在建筑外维护结构热工性能的创新及城市供热管网热效率方面，但就建筑体型系数，建筑高度以及建筑朝向对于建筑能耗影响的分析研究相对较少，本文对于建筑节能设计的研究将从建筑外围护结构，建筑体型系数及建筑的朝向等几方面分析考虑。

关键词：建筑节能；节能设计；策略；分析1国外居住建筑节能设计概况欧美等发达国家在经历了第一次全球能源危机后，特别是作为石油进口国，在这次能源危机中经济蒙受了巨大的打击，这次事件后发达国家纷纷对节能能耗作出反应，特别是对于能源消耗比重较大的建筑更是尤为重视。

一方面从经济政策上加以限制及引导，另一方面从法律法规上对建筑节能设计进行规范。

1.1美国居住建筑节能概况美国对于建筑节能设计主要是从两方面着手，一是即通过提高建筑围护结构的热工性能、门窗的气密性等。

对于自然能源的利用包括风能、太阳能、自然采光热能等措施来降低采暖和空调的能耗；二是提高建筑物内设备的能源效率，采用智能化电气设备减少不必要的能源浪费。

主要措施有：将自然光的能量通过先进设备转化成电能，储存并利用。

美国还颁布“太阳能供暖降温房屋的建筑条例”和“节约能源房屋建筑法规”，在利用太阳能方面，由国会通过一项对太阳能系统研发减税的优惠方案。

上世纪90年代处，太阳能在美国的发展极为迅速，无论是对太阳能建筑的研究、材料和房屋部件结构的产品应用，都已形成完整的建筑产业化体系。

1.2日本居住建筑节能概况日本在建筑业中实施的节能途径有以下方面：一是提高建筑外围护结构的保温性能及建筑内电器设备的使用效率；二是积极开发新能源。

进入二十一世纪，日本又提出了“建筑的节能与环境共存设计”概念，即倡导延长建筑寿命使用高科技环保建筑材料，使用清洁能源以及能源再循环设备等。

2国内建筑节能设计的一般规定目前国内的居住建筑设计对于建筑热工设计的一般规定是在建筑总平面设计及单体建筑设计上应考虑利用冬季日照，夏季自然通风及太阳能等可再生能源。

十二层及以下的住宅建筑必须采用太阳能光热系统，并与建筑进行一体化设计。

其次建筑物的朝向以为南北或接近南北向，其应避开冬季主导风向。

同时建筑物不宜设有三面外墙的房间，同一房间不宜有两个及两个以上不同朝向的外窗。

3目前常见的建筑节能设计计算方法3.1按照规定性指标进行设计按照规定性指标进行设计是指在建筑设计的初期方案设计阶段根据建筑的层高来控制建筑相应层高建筑体型系数（S）的限值。

例如一栋建筑是9~13层，其建筑的体型系数（S）限值是0.30。

同时在设计阶段应考虑建筑物不同朝向的窗墙面积比限值。

例如建筑的南立面，其窗墙面积比的基本限值是0.50最大限制是0.60同样在围护结构的热工设计上也应满足相应的设计规范标准。

3.2按照性能性指标进行设计按照性能性指标进行设计是指在满足建筑热环境性能指标和能耗指标的前提下，设计人员可根据甲方要求自行确定建筑的形体特征和建筑围护结构热工性能的具体参数设置。

按规定性指标进行设计时设计人员可以根据现有的设计规范。

例如建筑的体型系数，窗墙面积比，围护结构的传热系数以及供暖，通风和空气调节节能设计等进行设计。

两种设计方式既有利也有弊。

按性能性指标设计需要对建筑进行能耗分析,进而评价是否节能,能耗计算方法和节能评价方法成为选择这种设计方法的关键。

目前建筑节能评价通常采用比较建筑节能设计标准和相关节能标准指标值的方法,建筑节能计算报告书则通过相应的能耗分析软件得出。

例如目前常用的建筑节能软件，天正节能以及PKPM等。

若建筑节能报告书中出现所设计的建筑在哪一方面并不符合相应的节能规范要求,则需要设计人员通过在节能软件里建筑的一些参数进行调整以及对设计方案进行反复修改,直到最终相关数值符合相关规范。

由此可见,按性能性指标进行节能设计存在一下弊端:a、对于节能软件的依赖性，而目前得到权威机构确认的能耗分析软件数量不多且推广程度不大。

b、设计人员通过调整软件中的参数设置,为的是通过硬性的节能规范指标,盲目增加例如外挤塑聚苯板的厚度或是增加中空LOW-E玻璃使得建筑能够通过节能计算书要求。

而不是通过改变建筑平面和立面设计。

表面上看建筑通过了节能计算计算要求符合当地对建筑节能要求的指标。

但是因此付出的代价就是额外增加的建筑材料消耗，所以具有一定的被动性，同时也是因人而异,有悖于节能设计的科学性。

所以在建筑节能设计过程中应结合以上两种节能设计方法进行设计计算。

同时应充分根据建筑所在的地理位置及环境优势充分的利用自然光照。

4目前建筑节能设计特别是建筑围护结构设计的现状4.1 国内建筑外墙保温的应用上世纪九十年代初，我国建筑处于刚刚起步阶段。

其外墙保温主要采用粘贴易燃发泡材料薄抹灰保温层技术。

那时，外墙就好比披上了一件“保温被”，虽然具有一定的保温性能，但是存在相应的隐患，如防火性，耐久性差，以及材料厚度不宜施工和无法适应复杂的建筑结构等。

随着时间的推移，出现了新型的外墙保温材料如利用长江淤泥，粉煤灰，木屑和煤饼渣等可利用的固体资源，研发了轻骨料砼复合保温板，淤泥烧结保温砖，轻质保温砂浆等保温材料。

这些新型保温材料第一具有防火性能好其本身为不燃体，混凝土复合保温墙体经国家消防装备质量监督检验中心监测，其耐火极限为3小时。

第二耐候性，和耐久性好能与建筑具有同样的使用寿命，在建筑设计使用年限（50-100）年内，由于没有建筑墙体保温层的维修，更换的后顾之忧，可以减少大量的人力物力财力的。

由于可以避免保温层的维修，更换同时也减少对于环境的污染以及对墙体的二次破坏。

第三易施工，易监控可采用传统的施工方法，同时可以缩短工期。

4.2 国外建筑外墙保温的应用目前，国内外大部分建筑的外墙都已采用各种形式的外墙保温。

上世纪五十年代至六十年代期间，欧洲有关的建筑节能保温技术被引进了美国，引进之初，美国根据当地的温带大陆性气候特点和当地建筑体系特点适当的对建筑保温体系进行了改进和发展。

由于美国在 70 年代初遇到了的能源危机，这次前所未有的能源危机让美国政府认识到能源对国家的重要性。

与此同时，对于建筑的能耗标准也提出了更高的规范要求。

外墙外保温对于建筑节能的优势便体现出来，保温材料的创新以及施工工艺的提高，不断催生美国建筑业的发展，据有关材料表明，美国对于建筑保温体系的应用以每年平均20～25％的速度增长。

以这样的速度一直延续到九十年代末期。

截止到目前，节能保温体系技术在美国的应用已于四十多年之久，并且广泛应用在城市中的各类建筑以及超高层建筑中。

特别是应用在地处于北回归线附近的热带气候区和位于北纬 60°和 70°之间的寒冷气候区的效果最为显著。

由于先前美国以及欧洲等国家对外墙外保温系统进行过大量的研究分析，包括不同形式的保温材料，采用的保温形式等，再加上长达四十多年的实际应用，对于采用墙体薄抹灰外保温形式对保温材料以及墙体本身的耐久性问题；同种形式的保温结构在受到外界不同应力冲击下的反应；保温形式及材料在寒冷地区中存在的露点问题；模拟测试得出的结论与实际应用中产生的问题进行相关性分析等。

以上大量的实验研究分析为基础，使得墙体保温系统在美国以及欧洲等发达国家的运用已经相当成熟，并且对于保温材料的选择及施工要求也有严格的法律规范要求，其中包括要求对外墙外保温系统进行施工安全强制性标准认证，以及该系统中各类保温材料的环保节能标准认证等。

通过以上美国以及欧洲发达国家对于建筑保温，建筑节能的重视情况分析。

我们应该看到外墙保温体系对于建筑节能设计的重要性。

所以我国应该对于建筑的节能，特别是就建筑采用的保温体系来说给与足够的重视和支持。

4.3 保温技术在国内实际应用过程中的变化发展现代建筑的设计标准要求很高，不仅要外观有独特的艺术性，还要有良好的舒适性，节能性。

目前，我国对于建筑保温技术的应用主要分为以下两种形式，即：墙体外保温（保温材料安装在户外）和墙体内保温（保温材料安装在室内）两种技术形式。

我国在建筑的发展初期，对于建筑能耗的概念还不是很重视，通过对国外建筑采用保温结构的了解，慢慢的在国内兴起了以墙体内保温技术为主的建筑保温形式。

墙体内保温形式的出现对我国建筑要采取保温节能技术起到了重要的推动作用。

建筑节能的理念也随之被推广普及。

由于当时我国建筑墙体的保温技术还不成熟，无论是保温材料的生产以及施工都很落后。

外保温技术还远远不能应用与建筑中;加上发展初期我国对于建筑节能没有相应规范，其标准的要求也不是很严格，加上当时建筑保温形式主要采用墙体内保温为主，墙体内保温在当时也具有一下优点，例如单位面积的材料价格低、室内安装保温材料，施工安全、方便等。

但是，随着我国经济的发展，城市化进程不断加快，能源特别是不可再生能源越来越紧缺。

对于高耗能建筑明显不能符合当代建筑行业的发展，国家对此提高了建筑节能标准（由原来的30％提高到50%），某些地方甚至为65％。

这时的内保温已经不能满足其规范要求。

并且建筑的内墙保温形式本身具有一定弊端（以下列举）。

会给建筑后期带来某些不利的影响。

因此，现在建筑的保温特别是在寒冷地区以及严寒地区主要以外墙外保温的形式存在。

（1）墙体内保温的形式外墙内保温的原理是在建筑内部的墙体（与外界接触的墙体）结构上通过粘合剂粘贴上一层保温材料。

然后在保温材料外面涂抹作保护层。

在保护层的外面粉刷涂料或是其他装饰。

此前的内保温形式主要通过粉刷石膏作为粘合剂和抹面材料，采用苯板或聚苯颗粒砂浆等保温材料达到保温效果。

（2）外墙内保温主要存在如下缺点a.保温形式及隔热效果远不及外墙保温，采用内保温形式建筑外墙平均传热系数较高。

b.此保温形式不利于建筑热桥部位的保温，其热桥部分易出现结露现象。

外墙对于外界气候变化产生的应力过大。

易导致外墙开裂脱落。

c.相对于外墙保温来说内墙保温占用室内使用面积。

d.由于使用的是内墙保温，在用户进行室内装修时容易出现墙体不宜挂重物（空调）、墙体不宜开槽改造等。

e.保温层易出现开裂。

由于外墙受到的温差大，直接影响到墙体内表面应力变化，特别是北方的冬季，外界气温低，室内温度高。

冷暖相接时易产生水汽凝结。

这便是是建筑的热桥效应。

从而易引起内表面保温的开裂，特别是保温板与保温板之间的裂缝尤为明显。

严重的情况会出现整块的保温板脱落。

通过实践得出，外墙内保温形势容易在以下地方即保温板的板缝部位、女儿墙沿与屋顶面板的连接处、空调隔板等悬挑部件，圈梁部位等出现热桥效应。