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摘要：隨著“綠色建筑”理念的逐漸推廣，建筑節能設計變得尤為重要。文章主要對綠色建筑理念做了簡要概述，然后分析了綠色建筑理念下的建筑節能設計原則及基本思路，最后以某實際工程為例，通過PBECA節能計算軟件系統，進一步分析了節能設計專篇。以期對我國節能降耗的發展具有一定的促進作用。

關鍵詞：綠色建筑理念；建筑節能；節能設計

隨著科學技術與經濟水平的高速發展及一系列能源問題的出現，人們逐漸意識到走可持續發展道路的重要性。基于此，以可持續理念為目標、以節能減排為導向的建筑設計逐步成為建筑學專業的重要研究方向之一，在這樣的背景下，綠色建筑應運而生[1]。

1綠色建筑理念概述

《綠色建筑評價標準》（GB/T50378—2019）將綠色建筑定義為：在全壽命周期內，節約資源、保護環境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實現人與自然和諧共生的高質量建筑[2]。綠色建筑理念是一種新型的環保理念，重點是推廣可再生能源和清潔能源，減少建筑能耗，注重建筑材料的可回收性，設計更關注建筑環境的整體性和系統性[3]。綠色建筑理念貫穿建筑節能設計的始終，推廣和踐行綠色建筑理念，可以保證綠色建筑設計、施工、運營及維護的順利實施，意義重大。

2綠色建筑理念下的建筑節能設計原則

2.1宜居性原則

建筑設計的目標是服務于人，為人們提供一個健康舒適的生活和工作環境，因此建筑設計首先要遵循宜居性原則。設計人員應該從建筑宜居性出發，結合場地的自然條件，合理組織采光，盡量自然通風，提高居住舒適度。同時還要考慮經濟技術指標，重視建筑周邊的場地設計，保證人們的身心健康。

2.2整體性原則

整體性是節能設計的另一個重要原則，其注重人與自然的和諧相處，注重建筑物與周邊環境的融合性。這就要求人們不要把建筑看作孤立的存在，而要結合具體情況，盡量選用當地的建筑材料，節省運費花銷。同時，設計師應結合當地的人文習俗和氣候條件開展設計工作，這對于呈現各地建筑特色意義重大。

2.3節能性原則

節能性原則要求建筑設計要體現出節能特點，基于此設計人員應該從節能設計出發，從規劃、設計、環境、健康等層面進行考慮。在進行規劃設計時，要綜合考慮場地選址的局限性和特殊性，著重場址的環境設計，減少對生態環境的破壞；在進行交通設計時，可以采用建筑綠色節能的手法，盡可能引入新技術；在進行室內外環境設計時，要提高室內外環境的質量，減少水、能源等自然資源的消耗，減輕對環境的負擔及對生物多樣性的破環，同時充分利用可再生能源及清潔能源[4]。

3綠色建筑理念下的建筑節能設計思路

3.1建筑規劃節能設計

3.1.1建筑選址和布局我國地域遼闊，氣候差異較大，在建筑設計時，建筑選址和布局也是有所不同的。不僅要充分考慮場地的具體條件，還要綜合當地的文化、周邊自然環境條件及基礎設施。在選址時，應充分注意利用現狀條件，保證交通便捷，便捷的交通在一定程度上體現了建筑布局的合理性。由于北方屬于嚴寒地域或寒冷地區，在建筑選址布局時，應盡量考慮減少南北向的遮擋，爭取更多的日照，減少熱損失，保證建筑物內的溫度適宜。而南方地區氣候炎熱，建筑的選址布局應考慮自然通風，促進熱量流通，維持室內熱舒適。3.1.2建筑朝向和間距。在我國的北方地區絕大多數居住建筑都是坐北朝南的，這樣布置的好處是建筑能夠充分利用太陽光，保存較多熱量。而南方地區的建筑則不以為然，應結合地方性氣候特征來選擇朝向，滿足熱量的快速散發。此外，還要結合地區差異，在保證容積率的前提下，合理地控制建筑間的日照及防火間距，實現建筑節能的目標。3.1.3建筑周圍場地設計。建筑室外環境直接影響節能效果，因此要結合建筑周邊的自然環境條件及基礎設施來配置綠化植物，同時合理控制各項經濟技術指標。場地內設置機動車停車位和非機動車停車位，無障礙停車位考慮設在靠近建筑主入口的位置，交通便利，場地內設置環形車道滿足消防要求，一定程度上也達到了建筑節能的目的。

3.2圍護結構節能設計圍護結構的節能設計主要是屋面、外墻、外窗等外圍護結構的保溫及隔熱功能。圍護結構的能耗占比較大，通過合理的選擇構造類型、建筑材料、門窗類型將會有效提高圍護結構的熱人工性能，降低能耗，改善室內環境。設計人員在設計時，通過多方案對比，擇優選擇建筑形體，精簡建筑造型，屋面設計時優先選擇倒置式屋面，保溫性能最佳，同時根據柱、梁、板等主體結構的不同位置及各種建筑材料的熱工參數，合理選擇保溫類型或者采用保溫裝飾一體板。門窗要根據各種材料的各項性能綜合選擇，也要采用先進的安裝技術，在不影響采光效果和視覺景觀的同時降低能耗，保存室內熱量。

3.3建筑內部節能設計

良好的采光通風決定了建筑的舒適度：(1)加大開窗面積，增大建筑間距，能夠改善房間的采光通風效果；(2)采用中央空調集中供暖或制冷，省電節能，舒適感好，衛生要求好；(3)可選擇優質高效的節能燈具，結合光控技術，分區分組照明；(4)在建筑內裝溫控閥來調節室溫，避免溫度過高而造成能源浪費，在熱計量入口處設熱計量表；(5)建筑內墻面選用環保涂料墻面，不會散發較多化學污染物（如甲醛、苯），還具有良好的耐老化、抗滲性能；建筑內采用節水器具，加強用水設備的維護管理，杜絕浪費；(6)主要功能房間采取有效的降噪措施，進行專項的聲學設計，可采用吸聲吊頂。

3.4可再生能源利用

3.4.1太陽能的運用。太陽能是非常好的清潔能源而且儲量豐富，充分利用太陽能優勢明顯，目前主要用于太陽能發電，被動式太陽房及太陽能集熱器。太陽能發電主要是將太陽能通過半導體轉換為電能，目前而言花費的成本較高；被動式太陽房是白天直接接受太陽輻射，將熱量傳向室內，達到供暖效果；太陽能集熱器是充分利用太陽輻射，方便熱水供應。3.4.2地熱能的運用。另一種可再生能源是地熱能，主要用于發電、供暖及務農，節約了資源，減少了對環境的污染。2010年地熱開發利用總量，相當于1500萬噸煤產生的能量[5]。雖然目前還存在一些障礙，地熱能利用技術規程也不夠系統完善，但相信在不久的將來，地熱能會普及推廣，社會效益和經濟效益不言而喻。

4綠色建筑理念下的建筑節能設計實踐

4.1工程概況

徐州某工業園區研發中心是基于綠色建筑理念下的節能設計項目，位于江蘇省徐州市沛縣敬安鎮徐豐公路以北，西環路以東，健康路以南，基地東側為空地，總規用地面積5713.95m2，地塊平整規則。如圖1所示，其主要功能有多媒體演示中心、會議室、展區及各類辦公室等。

4.2節能設計分析與評價

建筑布局整體形式呈“L”型，場地西側合理安排出入口，保證人車分流，避免流線的交叉干擾，同時在場地內部設置環形消防車道，保證消防撲救安全的基本要求，如圖2所示。該建筑功能為地上四層辦公建筑，辦公類別為二類，建筑高度和面積分別為15.2m和3825.84m2。4.2.1節能設計分析。《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2019的綠色建筑評價指標體系的內容包括“安全耐久”“健康舒適”“生活便利”“資源節約”“環境宜居”，其中“資源節約”所占比重最大，包括節地與土地利用、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與綠色建材共4類二級指標[6]。以下將從節地、節能、節水、節材四方面進行節能設計分析。1)節地與土地利用。如圖3所示，該項目充分考慮建筑周邊的自然環境條件及基礎設施，合理配置綠化植物，綠地率達到30%以上，采用集中綠地和屋頂綠化，以及透水地面（嵌草磚）設計；在規劃用地條件內，合理控制經濟技術指標，該項目的建筑密度為24%，建筑容積率為0.66；場地布置及建筑設計均考慮無障礙設計，場地內合理設置機動車停車位和非機動車停車位，無障礙停車位設在靠近建筑主入口的位置，場地內設置環形車道，主體建筑的出入口處、走道等公共場所進行無障礙設計；場地規劃注重室外環境，主體建筑在保證環形消防車道的前提下盡量東移，為入口廣場和室外活動場地留出更多的空間，符合綠色建筑要求的“節地”原則。2)節能與能源利用。結合場地具體條件進行優化設計，該建筑外觀規整，凹凸較少，保證建筑的南北朝向，使建筑可獲取足夠的陽光；外窗采用6低透光Low-E+12空氣+6透明塑料推拉窗，各項性能指標優越，外窗可開啟扇能使建筑獲得良好的自然通風，外窗采用自遮陽，在不影響采光效果和視覺景觀的同時降低能耗；建筑外墻為200厚加氣混凝土砌塊，熱工性能優越；采用中央空調集中供暖或制冷，省電節能，舒適感好，衛生要求好；照明節能選擇優質高效的節能燈具，結合光控技術，分區分組實時控制走廊、樓梯間、門廳等場所燈具的開關。3)節水與水資源利用。該項目選用的綠色節水技術形成了水質達準、水壓穩定且可靠的供水系統；合理使用非傳統水源，采用節水灌溉（噴灌式）技術，停車場地面采用植草磚，減少地面輻射，利于雨水滲透，涵養地下水；建筑內采用節水器具，加強用水設備的維護管理，杜絕浪費。4)節材與綠色建材。該建筑按照二類辦公樓設計，結構設計通過多方案比較，采用PKPM與YJK計算對比，擇優選用建筑形體。采用框架結構體系，獨立基礎，形體規則，建筑造型簡潔，整體呈“L”形，裝飾性構件少；外立面采用干掛石材；外墻選用200厚加氣砼砌塊，導熱系數低，隔熱性能較佳；為了便于維修和更換，設備管道要求明管設計；主要功能房間采取了有效的降噪措施，如門廳、走廊、展廳、各類會議室等進行了專項的聲學設計，采用礦棉裝飾吸聲板吊頂，如圖4所示。4.2.2節能設計評價。該項目采用PBECA節能計算軟件，分析其節能設計專篇，節能水平達到65%，綠色星級達到二星級標準[7-8]。該建筑節能基本情況見表1。該建筑建筑材料熱工參數見表2和表3[9-11]。建筑模型大樣如圖5所示。經建筑熱工計算，該建筑屬于甲類建筑，體形系數為0.24，屋面、外墻、架空層或外挑樓板分別采用70mm擠塑聚苯板、芯材厚度85mm的復合巖棉防火保溫板和芯材厚度110mm的復合巖棉防火保溫板，其傳熱系數依次為0.45W/（m2·K）、0.49W/（m2·K）和0.5W/（m2·K）；房間的隔墻采用25mm+25mm厚的石膏保溫砂漿，傳熱系數為1.15W/（m2·K），均滿足圍護結構熱工性能要求。建筑外窗（包括幕墻）采用自遮陽，窗墻面積比東向0.22、南向0.58、西向一0.71、西向二0.55、北向一0.79、北向二0.21，北向一，西向一設計值≥大于規范限值0.7，傳熱系數設計值各方向均為1.9W/（m2·K），北向一、西向一設計值≥規范限值；太陽得熱系數0.26，均小于規范限制，除了西向一和北向一的窗墻比和外窗傳熱系數，其他均符合熱工性能要求。該工程因外窗傳熱系數，周邊地面，西、北向窗墻比不符合規定性指標要求而進行權衡判斷，具體見表4。建筑圍護結構熱工性能的權衡分析如圖6所示。綜上，關于建筑的全年能耗，設計值小于參照值，因此該項目符合節能設計要求。

5結語

通過以上分析，基于綠色建筑理念的節能設計已是大勢所趨。在未來的發展過程中，要理論結合實際，重點推廣可再生能源，優化節能設計策略，提升建筑工程質量，為構建資源節約型和環境友好型社會奠定基礎，為建筑工業化開辟道路。

作者:錢琰 張一兵 顧賢光 單位:中國礦業大學建筑與設計學院