２０１１年第１１期（总第７４期） 钰ｉｊ【与 钍 ＥＮＥＲＧＹ ＡＮＤ ＥＮＥＲＧＹ ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ ２０１１年１１月
委 麟 纂蓦
浅谈实现建筑节能的设计途径
杜建勋， 陈菲
（湖北谷城县建筑设计院， 湖北 襄阳４４１７００）
摘要：叙述了建筑节能的新技术，实现建筑节能的设计途径以及新能源的节能应用。 关键词：建筑节能；新技术；设计；途径 中图分类号：ＴＵ７７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—０８０２一（２０１１）１１－００１８—０２
Ｏｎ ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆ Ａｃｈｉｅｖｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
ＤＵ Ｊｉａｎ—Ｘｕｎ．ＣＨＥＮ Ｆｅｉ
（Ｈｕｂｅｉ Ｇｕｃｈｅｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ，Ｘｉａｎｇｙａｎｇ ４４１ ７００，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｏｐｉｃ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｉｔ ｉｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｒａｔｅｇｉｃ ｎａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ，ａｒｄｕｏｕｓ ａｎｄ ｕｒｇｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｗｏｎｈ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｔｏ ｐａｙ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｅｓｉｇｎ；ｗａｙ
１建筑节能新技术
１．１减少能源消耗。提高能源的使用效率
为了维持居住空间的环境质量，在寒冷的季节需
要取暖以提高室内的温度，在炎热的季节需要制冷以
降低室内的温度，干燥时需要加湿，潮湿时需要抽湿， 而这些往往都需要消耗能源才能实现。从节能的角度
讲，应提高供暖（制冷）系统的效率，它包括设备本身的
效率、管网传送的效率、用户端的计量以及室内环境的 控制装置的效率等。这些都要求相应的行业在设计、安
装、运行质量、节能系统调节、设备材料以及经营管理
模式等方面采用高新技术。
１．２降低建筑设施运行的能耗
建筑内的能耗设备与系统主要包括建筑的空调系
统、照明系统、热水供应系统、电梯设备等。其中空调系 统和照明系统在大多数的民用建筑能耗中占主导地
位，空调系统的能耗更接近建筑能耗的４０％￣ＩＪ ６０％，成
为主要的控制对象。 而降低能耗又成为建筑设施节能的关键，当前主
要技术措施有３。 １．２．１ 建筑能源的梯级应用
根据建筑不同用能设备和系统等级的划分，优先
收稿日期：２０１１－１０—１６ 第一作者简介：杜建勋，１９６９年生，男，湖北谷城人，２００８年毕业 于湖北襄樊学院土木工程专业，工程师。
・ｌ８・ 满足用能品位高的设备和系统，利用这些设备和系统
的排出能量满足用能品位低的下游设备和系统。
１．２．２能源回收技术
通过能源回收设备，将排出建筑物的一些能量进
行回收再利用，是降低建筑能耗的一个重要措施。
１．２．３通过控制调节系统来降低能耗
由于建筑内部设备与系统的设计往往是在满负荷
的条件下进行的，而这些设备和系统往往运行在非满
负荷条件下，这就要求这些设备和系统配备有优良的
控制和调节系统，并要求物业管理人员有敬业精神和
专业技能，可以根据不用负荷特点对有关设备和系统
进行自动或人工调节。
ｌ－３减少建筑围护结构的能量损失
建筑围护结构的节能技术集中体现在对通过建筑
围护结构的能量控制上。在建筑实体墙部分，通过建筑
的内、外保温技术，在冬季的采暖季节，降低通过围护
结构向外的热损失，在夏季的空调季节，降低通过围护
结构向低通季节，充分利用自然通风作用，调节室内环
境。在建筑物透明结构部分，主要是控制窗户的太阳能
热流，采光性能，通风性能等。如通过设计控制合适的
窗墙面积比，选择合适的窗户结构，通过采用遮阳技术
和镀膜技术等，来达到冬季采暖季节时，可以阻止室内
热辐射通过透明结构的损失，增加太阳能对室内的渗
透，在夏季空调季节时，可以阻止室外热量向室内渗
透，减少室内冷气的损失。
２０１１年第１１期 杜建勋，等：浅谈实现建筑节能的设计途径 ２０１１年１１月
２实现建筑节能的设计途径
经粗略估算，采取周密、有效的建筑技术措施可以
降低２１３～３／４的建筑能耗。因此，在建筑规划设计、建 造和使用过程中，在满足室内环境舒适、卫生、健康的
条件下，采取合理有效的建筑节能技术，有利于实现建 筑节能和环保共进的目标。日本最近提出“建筑的节能
与环境共存设计”的概念便是这一思想的体现。一般来
说，实现建筑节能的技术途径为：尽量减少建筑内能源 总需求量的同时，大力开发利用可再生的新能源，从而
减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。
２．１建筑规划与设计 面对全球能源环境问题，不少全新的设计理念应
运而生，如低能耗建筑、零能耗建筑和绿色建筑等，它
们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发，坚 持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配 合。在建筑规划和设计时，根据大范围的气候条件影
响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用
自然环境（如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等）创造 良好的建筑室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依 赖。具体措施可归纳为以下３个方面：ａ）合理选择建筑
的地址、采取合理的外部环境设计（主要方法为：在建筑
周围布置树木、植被、水面、假山、围墙）；ｂ）合理设计建 筑形体（包括建筑整体体量和建筑朝向的确定），以改善
既有的微气候；ｃ）合理的建筑形体设计是充分利用建 筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分，主
要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的
合理分隔设计得以实现。同时，可借助相关软件进行优 化设计，如运用天正建筑（Ⅱ）中建筑阴影模拟，辅助设
计建筑朝向和居住小区的道路、绿化、室外消闲空间及 利用ＣＦＤ软件，如：ＰＨＯＥＮＩＣＳ，Ｆｌｕｅｎｔ等，分析室内外
空气流动是否通畅。 ２．２围护结构
建筑围护结构组成部件（屋顶、墙、地基、隔热材料、 密封材料、门和窗、遮阳设施）的设计对建筑能耗、环境
性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境
有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资
的３％一６％，而节能却可达２０％～４０％。通过改善建 筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传 人室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境
得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。首先，提高围护结 构各组成部件的热工性能，一般通过改变其组成材料
的热工性能实行，如欧盟新研制的热二极管墙体ｆ低费
用的薄片热二极管只允许单方向的传热，可以产生隔
热效果）和热工性能随季节动态变化的玻璃。然后，根据 当地的气候、建筑的地理位置和朝向，以建筑能耗软件
ＤＯＥ一２．０的计算结果为指导，选择围护结构组合优化 设计方法。最后，评估围护结构各部件与组合的技术经 济可行性，以确定技术可行、经济合理的围护结构。
２＿３提高终端用户用能效率 高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负
荷的措施并行，才能真正地减少采暖、空调能耗。首先， 根据建筑的特点和功能，设计高能效的暖通空调设备
系统，例如：热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统
等。然后，在使用中采用能源管理和监控系统监督和调 控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。如欧洲国
家通过传感器测量周边环境的温、湿度和日照强度，然
后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷，控制暖通
空调系统的运行。在其他的家电产品和办公设备方面， 应尽量使用节能认证的产品。如美国一般鼓励采用“能
源之星”的产品，而澳大利亚对耗能大的家电产品实施
最低能效标准（ＭＥＰＳ）。
３新能源的节能利用
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。
３．１太阳能的利用
人们对各种太阳能利用方式进行了广泛的探索， 逐步明确了发展方向，使太阳能初步得到一些利用。
ａ）作为太阳能利用中的重要项目，太阳能热发电
技术较为成熟，美国、以色列、澳大利亚等国投资兴建 了一批试验性太阳能热发电站，以后可望实现太阳能
热发电商业化； ｂ）随着太阳能光伏发电的发展，国外己建成不少
光伏电站和“太阳屋顶”示范工程，将促进并网发电系 统快速发展；
ｃ）目前，全世界已有数万台光伏水泵在各地运行； ｄ）太阳热水器技术比较成熟，已具备相应的技术 标准和规范，但仍需进一步地完善太阳热水器的功能，
并加强太阳能建筑一体化建设： ｅ）被动式太阳能建筑因构造简单、造价低，已经得
到较广泛应用，其设计技术已相对较为成熟，已有可供 参考的设计手册；
Ｉ）太阳能吸收式制冷技术出现较早，目前已应用 在大型空调领域；太阳能吸附式制冷目前处于样机研 制和实验研究阶段；
太阳能干燥和太阳灶已得到一定的推广应用。
３．２地热能
在利用地热能时，一方面可利用高温地热能发电 或直接用于采暖供热和热水供应；另一方面可借助地
源热泵和地道风系统利用低温地热能。
（下转２３页）
・１９・
２０１１年第１１期 王予亮，等：浅议既有建筑的节能改造 ２０１１年１１月
仅要在原有建筑做保温处理，也要更新防水层的材料，
有效改善建筑的使用性能，在一定的程度上延长建筑的 寿命。可以将屋面平改坡面，既起到了保温隔热的效果，
也增加了立面的造型美观，起到焕然一新的效果。可以
加装斜屋顶天窗，采光效果比一般窗户高，斜屋顶天窗 采用的中空玻璃传热系数比一般玻璃小２．５倍～４ 。
屋面设架空通风层，并采用挤压型聚苯板的倒置屋面，
以取得长期良好的绝热性能。 ２．４通风和采暖工程改造
ａ１使用带有变频装置的电气设备。安装改善电力 品质的设备可以提高建筑用电质量和节能效率，变频装
置在节能、提高既有建筑的节能改造质量、提高自动控
制、增加设备使用寿命、增加环境舒适性等方面发挥着 巨大的作用；
ｂ）空调节能。选用高能效即能效比高或能效系数 都高的节能空调器，合理布置，避免设在阳光直射的地
方进择合理的安装方位。出风口附近不应有障碍物。如
果已建建筑的围护结构得到改善，空调负荷会大大降 低，不仅节约了能源，还会提高建筑物的舒适性∞ ； ｃ）利用太阳能。太阳能是可永续利用和无污染的
能源，中国冬季日照时间相对较长，有利用太阳能的有
利条件。节能改造时，有条件的低层建筑物的南面，如有 空地，也可设置阳光间。还应努力探索太阳能集热器与
建筑结合。如在平改坡时，结合太阳能集热器采集能量
的最佳坡度确定坡屋面的坡度，使二者结为一体。太阳 能不仅可提供生活热水，还可采用光伏电池为建筑的照
明系统提供光源。 ２．５配电照明的改造
ａ）调整原有建筑物的光度和照度。充分利用建筑 物原有窗采光，减少白天用灯，走廊天棚及墙面设计尽
量采用大面积浅色调，用深色石材、木质造型等勾勒线
条，可减少装修环境的吃光度，最大限度增加建筑物的
光照度；
ｂ）使用节能灯具和节能光、声控自熄开关。在不影 响照明效果的前提下更换节能光源和灯具是最行之有
效的照明节能措施。例如，节能灯比白炽灯节电８０％，寿 命是白炽灯的５倍，光效是白炽灯的３．５倍。例外，可以
设置智能灯光控制，实现自动定时开闭灯光，根据照度
或人员进入情况控制照明、采用光、声控自熄开关等，以
达到节能目的； ｃ）提高供电系统功率因数（无功补偿）。采用电容
器进行无功补偿，能够有效地提高电路的功率因数，可
以最大限度地发挥电源设备的潜力，能够大幅降低供电 线路上的电压损失和电能损失，提高用电效率和节能作
用。此外，由于工作电流的下降，还可以适当减小供电线
路的导线截面及其配电电器的容量。
３对既有建筑节能工程改造的政策建议
ａ１建议国家有关部委共同研究，将已建建筑节能 改造列为中国国民经济发展的１项必要的工作，作为专
项计划、争取像抗震加固那样得到资金支持，从国债中
拨出专款，有计划有步骤地推进节能改造；
ｂ）加强规划，积极创造条件，搞试点示范工程和示 范小区。国家和地方应有政策的支持、给予一定的优惠
条件。各地方可先从某一栋建筑或某个试点小区开始，
采用多项改造技术，总结经验，逐步铺开；
ｃ）加强管理，对宾馆、饭店、写字楼等结合重新装
修先进行节能改造。一些大宾馆、饭店、写字楼，每过若 干年就需要进行装修，结合装修进行节能改造，是一举
两得的事情。不少公共建筑浪费采暖能源相当严重，这 方面的节能改造做好了，对节约能源、减少二氧化碳等
温室气体排放将是极大的贡献；
ｄ）加强宣传，营造全社会节能意识，要充分利用电 视、广播、报刊等新闻媒体，广泛开展形式多样的节约资
源和保护环境的宣传活动，加强建筑节能知识的普及和
教育。
参考文献： ［１］龙惟定．国内建筑合理用能的现状及展望［Ｊ］．能源工程．２００１ （０２）：１－６． ［２］刘素萍．建筑节能与围护结构［Ｊ］．工业建筑，２００１（７）：６—７． ［３］龙惟定．我国的能源形势和建筑节能［Ｇ］＿第十一届全国空 调技术信息网大会论文集，北京：中国建筑工业出版社，２００１． （责任编辑：高志凤）
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３－３风能
风能发电较适用于多风海岸线山区和易引起强风
的高层建筑，在英国和香港已有成功的工程实例，但在
建筑领域，较为常见的风能利用形式是自然通风方式。
４结语
在我国现阶段，主要提倡运用与经济发展水平相 适应的简单节能技术，推广和使用节能建筑必将产生
较好的经济效益和社会效益。同时注重地能、风能、太
阳能等可再生自然能技术的开发和研究，降低可再生
能源的利用成本，逐步从大城市、经济比较发达地区向 全国推广运用，实现我国建筑节能的既定目标。
（责任编辑：张楠）
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