成都大学学报（ 自然科学版） Journal of Chengdu University（ Natural Science Edition） 第 41 卷 第 2 期 2022 年 6 月 文章编号： 1004 － 5422（ 2022） 02 － 0214 － 06 Vol． 41 No． 2 Jun． 2022 DOI： 10． 3969 / j． issn． 1004 － 5422． 2022 ． 02． 018 房屋建筑节能设计的现状分析 1 1 1 王纪锋 ，刘光辉 ，吕孟浩 ，王 2 勤 （ 1． 广安市住房和城乡建设局，四川 广安 638099； 2． 四川省川建勘察设计院有限公司，四川 成都 610000） 摘 要： 目前，我国房屋建筑呈现出外墙面积大、耗能高的特点． 为提高建筑节能效果，结合现有建筑节能设计、措 施以及建筑保温材料使用情况，对房屋建筑节能设计现状进行归纳分析，探讨了建筑设计与维护构件对建筑节能 的影响，以及有机保温材料、无机保温材料、金属保温材料的节能特点； 指出了目前建筑节能工作推进中存在的问 题，并针对如何有效地推进建筑节能设计工作，从宣传、审查、管理以及设计等方面提出了 5 点建议． 关键词： 建筑节能； 建筑设计； 围护结构； 保温材料； 性能评价 中图分类号： TU201． 5 0 引 文献标志码： A 于发达国家，我国的建筑节能方面相对比较落后 ，主 言 要体现在以下几个方面： 一般情况下，我国在建筑节 建筑节能的含义是建筑物在整个使用过程中， 能中的外窗系数是发达国家的 2 倍左右，外墙系数 每一个环节节能的总和． 具体是以建筑节能规范中 是发达国家 4 倍左右，屋顶系数则是发达国家的 3 的要求为标准，对建筑物的围护结构的热工性能采 倍左右． 二是政策机制不够健全，建筑节能设计不仅 用更合理的设计创新，在使用、设计、规划布局以及 是一项系 统 性 工 作，同 时 也 是 建 筑 节 能 实 现 的 保 地址选取等各个环节中使用新型的建材、节能机电 障 设施与产品，从而使节能设备的运行管理和机电设 保障，同时也缺乏对建筑节能实际成果的评判机制 ， 备的运行效率得到进一步提升． 另外，为了更加高效 从而导致了建设部门对建筑节能设计环节的监控乏 地对能源进行利用，在降低建筑与可再生能源方面 力． 三是节能设计与功能设计存在矛盾 ，为了达到预 的能源消耗的同时，必须确保建筑物使用功能和室 计的节能效果，首先要对建筑外围的结构进行创新 ［1］ 内热环境质量不发生较大改变 ［4］ ． 目前，由于相关的建设部门不仅缺乏系统的 ． 川渝地区气候多 改进，其次要对建筑节能设计阶段进行加强 ． 如果只 为冬冷夏热，在大的气候背景下如何统筹好当前和 关注建筑节能设计是否达到所需要的标准 ，其结果 未来，在兼顾经济和节能的前提下，做好建筑节能推 可能会比预先设计的功能相差很多，使得这些建筑 ［2］ 广工作已成为当前必须面对和需要解决的问题 1 ． 房屋建筑节能设计的现状 物浪费了大量的资源． 2 房屋建筑是人们生活、生产和工作的必需品，每 ［3］ 一个建筑设计中都包含建筑能耗的设计 ． 目前， 建筑节能设计的主要措施 优化建筑设计 2． 1 2． 1． 1 建筑体型 我国节能设计与发达国家仍具有一定的差距 ． 建筑 在建筑设计中，为了使建筑在不同条件下 （ 如 节能设计一般情况下都是通过建筑设计系数来进行 气候条件、地理条件等 ） 都能适应，应该对建筑群体 衡量的，而建筑设计系数的影响因数主要包括建筑 组合和建筑物的体型进行合理的设计 ． 如果基于其 物的围护结构、平面布局以及构筑物的外形等． 相比 他的客观条件相同，一般体型系数 （ 即建筑物的外 收稿日期： 2022 － 03 － 27 基金项目： 四川省科技服务业示范项目（ 2021GFW015） 作者简介： 王纪锋（ 1983—） ，男，硕士，工程师，从事建筑消防管理方面的研究． E-mail： 38834919@ qq． com 第2 期 王纪锋，等： 房屋建筑节能设计的现状分析 表面与周围体积的比率 ） 与能源的消耗量、单位面 2． 2． 2 · 215· 建筑物门窗 积的散热量、单位面积均成正比，且随体型系数的增 建筑物窗墙比是指建筑物窗户洞口面积与其立 加而增加． 在对建筑物进行体型设计时，可以采用增 面单元面积的比值． 在建筑设计中，合理的窗墙比既 加建筑物进深或者缩小建筑物的面宽等方法 ，来对 能确保建筑物的观景、通风、采光、日照等要求，同时 建筑物的体型系数和外表面积进行适当的优化 ． 另 还能有效地减少门窗的建筑能源消耗． 通过国家节 外，外观结构也会对建筑体型造成影响，比如，在进 能设计规范可知，每个方向的窗墙比有不同的要求 ， 行外观结构的选择时，一般多采用长条形，而非主体 具体为南向的窗墙比不超过 35% ，东向窗墙比不超 过于复杂和凹凸面较多的塔式外观 ． 过 30% ，北向窗墙比不超过 20% ． 随着时代的发展， 2． 1． 2 建筑物的朝向和间距 越来越多的建筑为了追求外观的美丽，设计时采用 为了考虑建筑物内部的散热、采光对建筑节能 了较多的大型落地窗设计，这样的设计会使得窗墙 的影响，在布局时应该对建筑物的间距和朝向进行 比增大，从而导致能源的消耗也增加． 相关数据表 合理的选取． 不同季节要根据实际情况来选择合理 明，目前建筑物大约 30% 的能耗都是由于建筑物的 的日照时间，冬季需要抵挡冷风的侵入，同时保证室 门窗玻璃设计的不合理所导致． 为了使得建筑物的 内阳光的充足； 夏季则应保持室内有良好的通风 ，减 节能设计更加的合理化，对建筑物中门窗玻璃的使 少太阳直射等． 用应该更加谨慎，必须从门窗的遮阳系数、传热系 2． 1． 3 建筑物的平面布置 优秀的平面布局往往能使建筑物的节能效果上 升一个档次． 当将管道井、机房、电梯、楼梯等布置在 数、气密性等相关方面进行综合考虑 ，或者使用新型 的节能型玻璃． 2． 2． 3 建筑物屋顶 建筑物的西侧或者南侧时，则能对夏季的日射进行 采用高效保温材料，通过架空屋面，或采用浅色 有效的阻挡． 另外，风也会对建筑物的能源消耗产生 屋面从而达到隔离太阳辐射热和减少阳光直射的效 一定影响，不同季节的风所带来的影响有所不同 ，如 果． 在客观条件允许的情况下，可参考海绵城市的建 冬季的北风、夏季的穿堂风． 设要求，采用屋顶覆土的方式做成植被屋面 ，屋面上 优化建筑围护结构的节能技术 2． 2 可以种植枝叶茂密的植物，利用植物的枝叶进行遮 建筑物的外围构件是建筑物的节能设计中十分 阳，覆土还可以作为隔热层来加强建筑屋面的隔热 重要的环节，外围构件是建筑传热的介质，会影响建 性能，或者通过植物的光合作用对部分能量进行消 筑外墙的热稳定性与保温性能． 为了达到建筑节能 耗和转化， 同时也可以美化环境． 此外还可采用通风屋 的目的和国家节能设计规范中的要求 ，应降低屋面、 面、 蓄水屋面等多种的节能措施． 门窗和外围护墙体的传热系数，同时提高外墙的保 温耐热性． 2． 2． 1 建筑物的墙体 建筑物中墙体节能设计是通过对墙体在热能方 3 保温材料 保温材料的定义是指材料的导热系数小于或者 等于 0． 12． 为使材料的保温性能得到进一步提升， 面的消耗而进行控制，对建筑物的墙体进行节能设 在满足 GB / T 17369—2014《建筑用绝热材料性能选 计时，可以分别从内墙保温和外墙保温进行 ． 对于建 定指南》的要求下，需要对保温材料进行创新，降低 筑物而言，外墙保温效果往往可以更高效，不仅可以 材料成本，提高材料的保温性能． 目前，保温隔热材 使墙体的使用期限延长，还可以避免热桥效应，其缺 料正朝着集防水外护、节能、隔热、薄层及高效于一 点是造价较高． 此外，材料的选取对于外墙墙体的保 体的方向发展． 材料的选取是影响材料保温最主要 温设计极其重要，采用墙体内部依附高效能的节能 的因素，具体需要考虑材料的强度、燃烧性能、吸水 材料和对能源消耗较低的新型材料，往往能够达到 率及导热系数等指标． 以前，提高材料保温隔热的性 墙体的热阻目的． 目前，外墙材料采用较多的有岩棉 能主要是靠加大气相空隙率，以降低材料本身的导 板、挤塑聚苯板以及聚合聚苯板等． 热系数与传导系数为主． 现在的建筑物所使用的保 成都大学学报（ 自然科学版） · 216· 温隔材料，按材料的成分可以分为有机类、无机类、 第 41 卷 无机保温材料 3． 1 金属类． 这些材料都具有一些缺点，如纤维类保温材 无机保温材料主要包括有水泥基复合膨胀玻化 料，其外部覆层需要达到一定的厚度 ，才能使得材料 微珠保温浆料、泡沫玻璃保温板、水泥基泡沫保温 的对流传热和辐射传热性能增加； 型材类的无机保 板、膨胀玻化微珠保温板、岩棉板等，相比于有机材 温材料虽然其保温隔热性能较好，但由于其施工繁 料，无机保温材料都具有较为出色的防火性能 ，甚至 琐、接缝多，导致美观性能与防水性能不足、使用时 通过特殊的配方，其防火级别能达到 B1 级到 A 级， 所产生的损耗也较大． 基于此，相关学者正在研究一 且具有一定的保温效果． 目前，常用无机保温材料及 ［5］ 种隔热反射性能较好的新型材料 其特殊性如表 1 所示． ． 表1 材料分类 3． 2 性 常用无机保温材料及其特性 质 优 点 缺 点 水泥基复合膨胀 玻化微珠保温浆料 采用水泥、聚合物胶粉、添加剂、膨胀玻化微 珠经搅拌混合而成，使用时按比例加水拌制 成浆料． 施工方便，可直接在原始墙体上 涂抹而无需打平层，保温效果优 于胶粉聚苯颗粒，耐高温． 保温 厚 度 难 以 控 制， 保温性能较低． 泡沫玻璃保温板 由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进 剂等，经过细粉碎和均匀混合后，再经过高 温熔化，发泡、退火而成． 无毒、无放射性； 不燃烧、吸湿和 吸水率低，不透气、不变形、不易 变质 生产 工 艺 复 杂，脆 性 大，现 场 切 割 破 损 率 高． 水泥基泡沫保温板 以普通硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂等为主 要材料，经发泡、成型、养护、切割等工艺制 成的闭孔轻质板材． 燃烧等级可达到 A1 级，轻质高 强，使用时间长． 低强度，易碎，吸水率 较高． 膨胀玻化微珠保温板 以膨胀玻化微珠、无机胶凝材料等为主