發布時間：2022-04-20 10:15:59
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇建筑節能設計論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1規劃與節能設計
在以往的規劃設計中，設計人考慮的往往是容積率、日照間距、空間形態、以及建筑與周邊環境協調等問題，而很少從節能的角度來指導設計，節能設計只有在單體方案設計階段才有所重視，從而產生了許多單體設計難以解決的問題。所以，提倡建筑節能首先應該重視規劃節能。規劃節能是指在規劃設計當中充分考慮建筑與外部環境的關系，以節能作為指導規劃設計的主要原則，充分利用自然資源，實現從總體上為建筑節能創造先決條件的設計方法。其中，規劃節能對于居住建筑尤為重要。
影響居住區氣候環境及建筑舒適性的最主要的兩個因素是太陽輻射和空氣流動（即風流）。因此，通過降低太陽輻射、增強建筑的自然通風效果是規劃節能的主要方向。由此，建筑朝向、建筑間距以及建筑的相互組合關系將是規劃節能設計的重點。首先，建筑的主要朝向應迎合當地夏季的主導風向（我國大部分地區以南北向或接近南北向布局為宜），利于自然通風，提高居住的舒適度。同時，南北朝向的建筑物在夏季所受到的太陽輻射也相對東西朝向建筑要少很多，可以節省夏季空調的用量；而在冬季時，建筑受到太陽輻射的情況剛好與夏季相反，從而節約了建筑保溫所需的能耗。第二，居住建筑的間距應在滿足當地規劃部門的日照間距要求上適當加大。增加建筑物的間距有利于居住區內的空氣流動——風量增大、風速提高，從而使建筑物與空氣的熱交換增加，有效降低建筑物的溫度，從而降低建筑能耗。這需要規劃師在節約土地與合理的建筑間距之間找到最佳的平衡點，優化節能設計。第三，居住建筑群的組合應充分考慮整體的節能效果，以有利于居住區內的自然通風。具體應注意以下幾點：①居住區規劃應確保“風道”的暢通，建筑群的入風口和出風口應結合主導風合理設置，使空氣流通。②按照夏季盛行風向作為建筑的主要朝向，排列建筑物應遵循南小北大、南低北高的原則（見圖1），確保居住區內建筑對自然風的共享性，同時也使北面高大的建筑成為人工的風障，這樣的建筑群體在夏季能迎合南風、引導空氣穿越，冬季又能阻擋寒冷北風的侵襲，較好地適應氣候的變化[1]。③減少采用封閉式建筑組合，平面組合成“U”型的居住建筑組團，開口應盡可能朝向夏季主導風向，保證“U”型內部建筑的空氣流通。④在規劃階段充分利用計算機進行三維模型的日照模擬運算，在滿足采光、日照、防火等要求下，利用建筑物的自遮擋和建筑群間的相互遮擋，減少太陽輻射對居住建筑的影響。
2建筑單體的通風與節能設計
建筑市場中，住宅開發商為了達到土地最大利用率的目的，往往要求建筑師按容積率的最高值進行設計，甚至超值設計，這樣導致許多新建住宅多為一梯六戶、一梯八戶，甚至一梯十戶以上都有。這種住宅單體平面在實際使用中通風將十分不利，特別是在夏季，室內積聚的熱量難以散失，必須采用人工通風或空調降溫，大大增加了建筑使用的能耗。而且目前的許多住宅設計，建筑立面窗戶的設計主要是從立面造型方面考慮——采光面積大，可開啟窗戶面積小，這樣的設計不但對隔熱不好，對通風就更加不利。這都是因為忽視建筑單體的通風設計所造成的。所以，一定要做好建筑單體的通風設計，而且要從平面和剖面兩方面考慮。
平面的通風設計應注重以下幾個問題：第一，平面設計盡可能按有利于空氣的貫穿進行考慮。建筑的進深應有效控制，避免建筑體型過于臃腫。房間的門窗位置應合理安排，窗戶的朝向應有利于形成穿堂風，從而增加房間內的空氣流動，利于室內換氣。第二，從通風的角度來講，窗戶可通風面積的大小是決定室內風速的關鍵，但前提是必須要保證進風口和出風口的同時存在，才能由于正負風壓的作用而形成空氣的流動。研究表明，空氣流動的平均速度取決于較小尺寸的開口。因此，單方面增大進風口或出風口面積，并不能對室內氣流平均速度有太大影響，而為了增強室內穿堂風的效果，必須同時增大進風口和出風口。這樣也有利于室內保持較為穩定的風速和均勻的流場，提高人體舒適度。第三，窗戶的開啟形式對通風面積和氣流的流場均產生較大的影響。如推拉窗與平開窗比較（相同窗戶面積），平開窗的最大通風面積是推拉窗的兩倍，通風效果明顯優勝。上懸窗與平開窗對比，兩者的最大通風面積相同，但由于兩窗的窗葉開啟形式不同，所引導空氣產生不同的流場，造成的通風效果也明顯不同。因此，從通風的角度考慮，對于有利于建筑通風的窗戶應盡可能采用提高通風面積的形式，窗戶開啟的角度和位置要慎重考慮，科學設計，將室內空氣主流場控制在房間剖面的主要使用高度。第四，當建筑內部不具備形成穿堂風的情況下，有必要通過導風板的設計盡可能增加形成空氣流通的條件。如一個房間只能單側墻開窗時，可考慮在此墻上相距一定距離開設兩個窗戶，兩窗之間設置垂直擋風板（見圖2）。當主導風在水平方向上與該擋風板夾角較大時（60o～90o），在擋板的兩側就會形成明顯正負風壓區，氣流就會從第一個迎風窗進入而從另一窗戶流出，實現單側開窗的通風[2]。因此，此做法較為適合在房間朝向與當地主導風向夾角較大時采用。
除了平面設計時應對通風重點考慮之外，建筑剖面的通風設計其實也十分重要，一般應注意以下兩點：其一，進出風口的高低決定了室內空氣流動的方向，對人體的舒適度影響較大。因此，一般應結合房間的實際使用功能設計剖面的通風高度。如辦公室，通風高度應設在人坐姿的頭部位置；住宅內的通風高度控制可按不同功能要求確定，起居室、書房、餐廳應以坐姿為參考，廚房應以站姿為參考，臥室可以臥姿為參考。窗臺的高度應按實際通風要求進行相應調整，才能獲得較為理想的通風效果。其二，運用文丘里管原理，在建筑物剖面的上部設置出風口，使平面面積較大的建筑物也有良好的通風效果。具體做法可在大進深的建筑物中部設置若干貫通的垂直空間，此空間應高于建筑物屋面，并設置相應數量的出風口，由于太陽輻射的加熱作用使該空間形成煙囪效應，促進氣流上升，實現熱壓通風散熱，這就是所謂的“太陽能煙囪”。建筑內部設置了“太陽能煙囪”，可實現無風狀態的自然通風，室內溫度得到了有效的降低，換氣次數得到了明顯的增加[3]，在節能方面有很好的成效（見圖3）。該技術已被日本的文教建筑廣泛采用，在我國積極倡導節能的大形勢下，很值得我們借鑒。
3建筑外遮陽的運用與節能設計
隨著節能技術的推廣，業界對建筑外遮陽也越來越重視。建筑外遮陽能有效地阻隔部分太陽光直接照射到建筑物的外圍結構，特別是防止太陽輻射穿過窗戶直接進入室內，從而有效降低室內溫度，達到節能的最終目標。在實際設計中，設計師經常會為了達到造型效果而刻意增加立面上的裝飾構板，這些構件由于并非從遮陽方面考慮，所以形式作用大于實際功能。這并不符合設計的經濟原則和節能原則。所以筆者認為，建筑立面設計應與建筑外遮陽設計相結合，并注意三方面的問題：一是要明確各種外遮陽的適用性。建筑外遮陽的設置與太陽的位置、建筑物的朝向都有著密切的關系。在窗戶遮陽方面，實踐證明：水平遮陽能遮擋高度角較大、從上方入射的太陽光，適用于南向的窗戶；垂直遮陽能遮擋高度角較小、從側面斜入射的太陽光，適用于東北向、西北向和正北向的窗戶；綜合遮陽（或稱柵格遮陽）則綜合了水平與垂直遮陽的優點，適用于東南向、西南向和正南向的窗戶。此外，擋板式遮陽、簾式遮陽、百葉遮陽等方式對于窗戶遮陽都有非常好的效果，但對建筑采光則有一定的影響。而對于建筑墻體和屋面的遮陽，目前較為有效的方法是通過柵格遮陽和綠化遮陽。隨著社會經濟水平的不斷提高，建筑遮陽技術已越來越趨向智能化、自動化、高效化。二是要從構件的設計上合理處理好遮陽與隔熱的問題。傳統的實體構件——水平、垂直和綜合遮陽與墻體相連，其吸收的熱量會直接傳遞給外墻，而且容易構成半開放式空間，遮陽構件受太陽輻射后溫度上升，其一部分熱量通過表面傳熱由空氣帶走并向上傳遞，但由于其它遮陽構件的阻擋，反而容易產生積聚現象，在風的作用下通過窗戶導入建筑室內，從而不利于隔熱（見圖4）。解決的方法是——在水平遮陽構件的選擇上采用通透性的構件，如金屬百葉、混凝土柵格板等，使上升的熱空氣能有效地散失，減少對室內的影響。目前較為先進的雙層玻璃幕墻系統中，為了利于熱空氣的上升，其兩層玻璃幕墻間的空氣夾層往往是一個可連續的整體，即垂直方向上的間隔均為通透的金屬構件，確保熱空氣能上升并帶走熱量。因此，在遮陽構件的選擇上要細致研究，不斷更新設計。三是要合理設置遮陽板，避免影響室內空氣的流動速度。因為遮陽板的存在會對建筑物周圍的風壓產生影響，當其角度與風向不一致時，風速將會大大降低。實踐證明，由于設置了遮陽板，室內風速會減弱22％～47％。而且，遮陽的設置方式也會對氣流產生不同的影響。如實體水平遮陽板直接連接在窗頂，氣流進入室內后會上升，不利于房間中下部的通風。若在實體板與墻體間增加空隙，或在遮陽板上部的墻體流出通風口，又或將遮陽板設在高于窗頂一段距離的位置，都能使得氣流的方向得到有效的調節，使房間中部和下部均得到良好的通風，提高室內環境的舒適性。而對于垂直遮陽來說，由于風向是經常變化的，所以固定的垂直遮陽板應順應所在地夏季的主導風來設置相應的角度，而更好的方法是采用可調節的垂直遮陽板，使建筑最大限度地適應氣候的變化。目前較為先進的智能建筑，其外遮陽構件都是根據太陽輻射、風向等氣候因素變化由電腦控制自動調節，具有相當高的氣候適應能力。
4熱橋問題與節能設計
建筑圍護結構對建筑保溫起到決定性的作用，但其中的熱橋問題往往是人們所最容易忽略的。當代建筑由于追求造型的變化，立面上的凹凸進退增多，突出墻體、屋面的構件也越來越多，外飄窗得到了廣泛的使用，這些設計手法豐富了建筑造型，卻無形中增加了熱橋的產生，對建筑節能帶來不利的影響。產生熱橋的原因主要有兩個：一是因為該部位的傳熱系數比相鄰部位的傳熱系數大得多，熱阻小，保溫性能較差；二是因為該部位的受熱面積遠小于其散熱面積，從而失熱過多，內表面溫度較低。圍護結構中鋼筋混凝土梁、柱、板的相互交接處，外墻與外墻、內墻、以及窗戶的連接處，保溫門窗中的金屬門框，以及突出屋面的女兒墻、排氣孔與屋面交接部位等，都是圍護結構中熱橋形成的主要部位[4]。在寒冷的季節，室內的熱能就會通過熱橋大量地流失。不妥善處理好這個問題，對于建筑節能會造成很大的影響。因此，在需要考慮冬季保溫的地區，必須要做好外墻、屋面以及門窗的保溫，構件自身的物理性能應滿足節能標準的要求。在防止熱橋產生的構造處理方法上，墻體的外保溫比內保溫更為有效，可避免室內外溫差加大，保持較為穩定的室溫和舒適度，防止保溫層受潮，避免熱橋的產生。實踐證明，在采暖期采用相同厚度保溫材料的外保溫要比內保溫減少約1/5的熱損失，而在夏季，墻體的外保溫做法還能減少太陽輻射熱和室外熱空氣與外墻的表面換熱，隔熱效果也優于內保溫做法[5]。對于建筑中使用較多的鋁合金門窗，解決熱橋的方法是改采用新型的斷熱橋型鋁合金門窗或鋁塑復合門窗，且應同時配置三玻中空玻璃或Low-E中空玻璃，這樣就能保證門窗達到節能65％的要求[6]。其它的如屋面、外墻角、挑出構件與主墻體的連接位等熱橋部位，應嚴格按照國家規范要求加強建筑局部的保溫措施，防止熱散失。從總體上講，防止熱橋的產生就要平衡建筑圍護結構的傳熱，控制各組成部分的傳熱系數相接近，保證各部位的傳熱均勻。這就需要建筑師熟悉各種建筑材料的物理性能，在設計時對用材要仔細研究，合理配置，從根本上減少熱橋的產生，最終達到節能的目的。
5結語
當然，建筑節能是一個復雜的系統工程，涉及方方面面的問題。上文所提及的四方面問題只是其中的一部分，它們往往不被重視甚至被忽視，這會造成許多的設計漏洞，使建筑物能耗增加。所以，筆者專門把它們選出來進行探討，正是為了拋磚引玉，希望同行們能多加指正，集思廣益，共同探討建筑節能設計的新方法，在今后的設計中多研究、多嘗試、多積累、多總結，在有限的條件下將建筑功能與藝術和技術更好地結合，使建筑設計的各個方面都能體現節能的原則，努力創造低成本、高效率的節能建筑。
論文關鍵詞：農村建筑節能;節能設計;能源綜合利用
論文摘要：分析了我國北方農村地區建筑現狀，針對農村建筑的特點，提出一些建筑節能設計措施以及能源綜合利用方式。強調農村建筑規劃體系建立和建筑節能的管理，以期為北方廣大農村農民提供一個健康、舒適的節能建筑。
隨著現代化建設的發展，我國農民的生活水平不斷的提高，他們對自己的居住條件的要求也越來越高。長期以來，我國北方農村地區建筑特點是占地多，建造技術水平低，缺乏科學性，甚至是忽視最基本的建筑熱工性能和舒適性要求，特別是缺乏統一的建筑規劃，能源利用率低，導致其建筑土地利用率低，保溫隔熱性能差，能耗大，舒適度低。因此，為了提高農民生活質量，應以改善居住條件為重點，科學制定農村建筑規劃體系，因地制宜地在廣大北方農村地區推廣建筑節能技術，發展節能建筑。
1農村建筑節能設計
1.1北方農村建筑現狀分析
我國北方地區農村建筑要適應日常居住生活和農副業生產的雙重需要，居民建筑類型大多為單戶、雙戶以及多戶并聯的建筑類型。長期以來，我國農村建筑大多為個人建造，農民隨意建設，農村建筑缺乏規劃和設計，造成建筑的功能劃分不合理，用地浪費。在房屋建設的過程中，由于技術和施工條件的限制以及經濟條件的制約，農民建房時多選用一些落后的建材，圍護結構的設計仍采用傳統的做法，致使其建筑能耗大，不利于節能。
1.2建筑規劃布局
我國北方農村大多地區冬季寒冷，夏季炎熱。建筑規劃選址中應充分利用當地的自然地理優勢，根據當地的氣候特點，合理地安排建筑與周圍環境因素之間的關系。在建筑平面的布局時，要充分考慮當地農民的生活習慣，合理地安排建筑物功能分區。
1.2.1建筑選址應避免在山谷、溝底等區域，這主要考慮冬季氣流在這些區域里形成對建筑物的“霜洞”效應，會使其能耗增加。建筑朝向應根據當地的地理條件和氣候條件，選擇最有利的自然采光和通風的區域，注意冬季防風和夏季有效利用自然通風，減少能耗。
1.2.2建筑類型上應多采用兩戶或多戶并聯的布置形式，減少建筑體系系數，有利于降低建筑能耗。
1.2.3根據當地農民生活習慣，將居住建筑和農副業生產用房進行合理的劃分。例如將臥室、大堂宜布置在南向，飼養室、農副產品加工室宜布置在北向。
1.2.4規劃中應注重綠化環境。綠化可以改善建筑群體的氣候條件，可以調節氣溫、降低溫室效應、隔熱遮陽、減少噪聲，是優化建筑室內環境、減少建筑能耗的有效措施。
1.3建筑圍護結構節能設計
1.3.1外墻
外墻散失的熱量約占整個圍護結構總能耗的25～28%，因此應在寒冷地區的北方農村建筑外墻設計中應采用外墻外保溫。依據當地已有的原材料，合理選擇建筑外墻材料，推廣使用空心磚或混凝土空心小砌塊等節能磚。同時在建造時靈活選取構造措施，利用農村地區容易獲得的材料（稻殼，麥秸等）作為外墻保溫材料，使外墻獲得良好的隔熱效果。
1.3.2屋面與地面
北方地區農村建筑屋面散熱量占總散熱量的15%左右，地面約為6%。在屋面建造時應采用坡屋頂，設置架空層或平屋頂，設置吊頂層。選用導熱系數小，吸水率低，易于就地取材的保溫材料。重視地面保溫，在地面墊層下鋪設廉價的爐渣等其他保溫材料，并注意地面防潮設計，減少地面散熱量。
1.3.3門與外窗
長期以來，北方農村建筑的門窗建造較為簡陋，大部分為單層，而且密封性較差。外窗的熱損失量，約占整個房屋的30%。為了減少外窗的熱損失，在滿足自然通風和采光的要求下，減少窗墻比，應采用雙層窗或單框雙玻璃窗，增強其密封性，以此來提高窗的總熱阻。外門應采用雙層，若采用單層應作保溫處理，提高外門的隔熱性能。尺寸較大的門窗應在室內加裝門窗簾，也有利于減少門窗的熱損失。
2能源的綜合開發與應用
2.1太陽能開發與應用
北方農村地區有著豐富的太陽能資源，建造太陽能綜合利用建筑，在屋頂放置太陽能利用設備可提供生活熱水、采暖系統以及照明等綜合應用。特別是近年來太陽能低溫地板輻射采暖系統的應用，適合應用在無集中供暖的農村建筑。在過渡季節，利用太陽能熱水還可以強化自然通風。
2.2沼氣開發與應用
沼氣是一種清潔的可再生能源。在北方廣大農村地區各種農作物的秸稈，牲畜的糞便等都可以作為產生沼氣的原料。沼氣不僅用來解決農村燃料缺乏問題，也可以應用沼氣進行采暖和照明等綜合利用。另外沼液和沼渣可以作為有機肥料，施在農田和果園里。沼氣建設與種養殖業結合，通過資源的優化配置，延伸了經濟鏈，使能源得到有效的循環利用。目前我國農村大多采用單戶的沼氣建設，受技術條件的限制經常沼氣產量不足，而且安全性較差。建議采用多戶集中建造高效的沼氣設施，集中管理，有效利用資源，這樣能使沼氣設施能源利用率高，便于為廣大農民提供高效、潔凈、安全的沼氣能源。2.3其他能源的開發與應用
我國有著豐富的淺層地熱能源，在北方農村地區可以開發利用當地的地熱資源，為集中規劃建造的村鎮建筑群提供熱源，宜于集中熱水供應和采暖設施建造，從而節約燃料的使用。在北方農村的一些地區風能資源也較為豐富，利用其建造風力發電，供應日常的生活和照明用電，既方便又廉價，節約用電。
3農村建筑節能管理
農村建筑的節能不僅僅是在體現在節能設計，節能管理也是很重要的一方面。建立健全建筑節能管理機制，是落實建筑節能規劃設計的前提。首先，在新建農村建筑時應注重改變觀念，統一規劃建設，進行初期的建筑項目可行性論證報告以及綜合利用能源的可行性方案設計。要按照節能設計和規范進行建造，加強節能設計，充分利用當地易于取得的廉價又節能的建筑材料。其次，在建筑建成后注重農民節能意識培養，統一管理一些集中的公用能源設施，例如集中的沼氣設施或采暖系統。
4結束語
目前，在我國北方農村地區由于經濟條件的制約，多數農村建筑未能使用節能設計，這就需要國家和當地政府提供政策和經濟支持，開發出適合在農村地區的廉價節能的建筑材料和能源利用設備，樹立可持續發展觀念，建立農村建筑規劃管理體系，在農村地區大力推廣節能建筑，為廣大農民創造一個健康、舒適的居住環境。
早在20世紀70年代，建筑節能概念就被正式提出。建筑節能的中心是減少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。同時，建筑節能需以不影響人們感覺舒適度為前提，即室溫冬季不低于18攝氏度，夏季不高于26攝氏度。時隔30年，2004年，圍繞著石油與能源問題的“大事件”再次集中發生，而我國的能源問題更是顯露無遺：石油消耗量僅次于美國、燃煤緊張、拉閘限電、北方冬季供暖受阻。2005年3月23日，北京上調成品油價格……
本文將在總結國際與國內能源現狀的基礎上，分析建筑節能的必要性與緊迫性，同時通過調研目前國內建筑節能設計實例，評判建筑節能設計的經濟效益，希望能夠使社會各界意識到，建筑節能不單是發達國家的問題，我國正面臨一場真正的能源危機，建筑節能迫在眉睫。
一、國際能源危機加劇
1、能源儲量減少，石油僅供開采41年
目前，石油、煤炭、天然氣這三種傳統能源占能源消費約90%以上，其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源統計年鑒的最新數據顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶，僅供生產41年；全球天然氣儲量為176萬億立方米，僅供開采63年。日本權威能源研究機構也申明，全球煤炭埋藏量10316億噸，可開采231年；核反應原料鈾已探明儲量436萬噸，可供72年使用（海水中的鈾可供使用1萬年，利用钚為燃料的增值核反應堆可使用100萬年）；利用熱核反應，海水中的鋰能源可開采年限為1600萬年。可見，全世界最為依賴的能源——石油與天然氣，在21世紀的前半，就將日趨枯竭。科學家們預計2040年石油消費將達到最高峰，2100年石油消費將減少到不足能源消費總量的5%%.而從2050年開始，核能、生物能、水利地熱、風力、太陽能的比率大大上升，達到總能源消費的1/3，熱核能源將達到總能源消費的1/4.
因此，在世界能源供給結構轉軌的大趨勢下，不考慮建筑節能而建造的房屋，終有一日會因為沒有能源可用，終被社會淘汰。呼吁建筑節能，很重要的一點就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源，通過科學合理的建筑節能措施，采用可再生新能源，使建筑可持續發展。
2、能源需求不斷增加，價格無法下降
根據美國能源部能源資訊署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”，1999—2020年全球能源消費形勢如下：
全球能源總消費量將增加60%，其中亞洲及南美州發展我國家將增長1倍（每年增長4%，相比發達國家每年增長1.3%）。
石油：石油預計增長59%（年增長率為2.2%）。此外，石油將維持占全球能源總消費量40%以上的比例。
天然氣：爭議較小的天然氣將是需求增長最快的能源，預計增長一倍。天然氣占全球能源消費量比重也將由23%升至28%.
煤：由于空氣污染及二氧化碳排放等問題，煤炭占全球能源總消費量的比重將由22%降至20%.
核能：在政治問題影響下，全球核能發展情勢尚難確定，但保守估計全球核能消費量將比現在略為增長。
可再生能源（包含大水力）：預估將增長53%.但由于現階段數量過少、成本高、能源密集度低且供應不穩定，所以占全球能源總消費量的比重將由9%下降到8%.不過預計更遠的未來，隨著技術的進步，比重將上升較快。
以上預測在2004年阿拉伯石油輸出國的12月月報中已經得到體現，它指出截止到2020年，世界石油需求量將以年平均1.7%至2%的速度增長，日需求量逐漸從目前的8200萬桶到近1.07億桶。
可見，由于核能與可再生能源的替代性遲遲無法實現，石油、天然氣的需求量仍會不斷增加，但能源儲量是有限的，這種供需關系導致了石油、天然氣等能源價格不會下降。
同時，恐怖活動增加了石油以天然氣運輸風險及成本。自美國發生“9.11”恐怖攻擊事件后，全球恐怖活動升溫，而保護措施較為不足的石油及天然氣供應等能源基礎設施成為恐怖分子攻擊目標的可能性提高。例如2001年10月斯里蘭卡一艘油輪遭受其境內恐怖組織攻擊；2002年10月法國油輪在葉門遭受不明恐怖分子攻擊；……各國為了預防恐怖攻擊，正大興土木加強能源設施的保護工作，而隨著防范設施、人力及保險費用的增加，能源使用價格也面臨逐漸上漲的壓力。
面臨能源價格，尤其是天然氣價格逐步上漲，居高不下，很多高耗能建筑開始出現因承擔不起昂貴的能源維持費用而被迫停用，或者售價、租金一降再降的現象。因此，建筑尤其是高層住宅與辦公樓、大型共建正面臨著一場新的革命，建筑節能節能勢在必行。
3、美國企圖掌控全球石油供給，強力遏制我國、歐洲的發展
許多石油生產地區，尤其是中東地區，由于擁有全世界2/3油藏，一直存在政治、外交及軍事的動亂。在近期較大規模的戰爭有1980年兩伊戰爭、1990年波斯灣戰爭、1994年俄國出兵車臣、2001年阿富汗戰爭和2004年的美伊戰爭，而其他小型區域沖突也非常多，都是圍繞著石油資源而展開的。每次爭奪石油資源引發的動蕩，使眾多石油進口國家經濟發展及能源安全受到威脅，牽動整個世界的經濟。從這個意義上說，哪個國家能掌握全球的石油、天然氣能源，就如同握緊全球經濟命脈。
因此，美國攻打伊拉克，拿伊拉克石油做文章，不僅是要賺回為之付出的巨額戰爭費用，還要建立起有利于美國的世界石油市場“新秩序”：一來拉低美元匯率、彌補貿易逆差、打壓歐元；二來美國可以時時掌控我國、俄羅斯、印度等國家石油進口價格與能源供給量，遏制這些國家的經濟騰飛。
面臨美國今后可能采取的能源阻擾政策，我國除了爭取更多的與石油出口國的貿易協議外，能源節約是最關鍵的一步。
二、我國所面臨的能源挑戰
1、人均儲量少，先天不足，但能耗效率卻低。
我國能源總量豐富，但人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲量只有2.6噸，人均天然氣可采儲量1074立方米，人均煤炭可采儲量90噸，分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上，2004年，人均石油最終可采儲量居世界第41位。因此，一旦平均到個人消費量，我國能源并非地大物博，實際上存在先天不足的弱勢。
從能源利用效率來看，目前國內能耗高，能源效率低。2001年，我國終端能源用戶能源消費的支出為1.25萬億元，占GDP總量的比例為13%，而美國僅為7%.同時，我國單位產品的能耗水平較高，目前8個高耗能行業的單位產品能耗平均比世界先進水平高47%，而這8個行業的能源消費占工業部門能源消費總量的73%.這造成了很大社會能源浪費。
2、我國成為能源消耗大國，進口依賴度提高。
2003年我國已經成為世界上僅次于美國的第二大石油消費國。全年原油消費量達到2.5億噸以上。其中全國原油產量約1.69億噸，進口原油8900萬噸，分別占世界石油需求增長總量的41％、32%，約每天60萬桶和260桶。
2004年原油消費需求量仍以10%以上的增速增長，約達到2.75億噸，進口原油數量超過1億噸。同時，煤炭消耗量占世界總量的40%以上，天然氣供暖需求量也一直在增長。預計到2020年，我國石油需求量為4.5億噸，年均遞增12%；天然氣在一次能源消費中，所占比例將由目前的2.7%增長到10%以上；我國對海外能源的依賴程度將達到55%以上。
可見，我國能源消耗需求旺盛的同時，進口依賴度提高，這使得國內經濟受中東動亂及石油危機沖擊的概率上升，危及我國能源供應安全，存在較大風險。
3、能源成為我國經濟命脈所在，威脅國家穩定安全
2004年全國電荒、煤荒集中爆發。上半年，27個省份全面告急，國家線網被迫拉閘電線80多萬次。下半年，今年北方供暖的城市無一例外都面臨能源緊張的考驗。以吉林省為例，往年到9月底供熱企業儲煤應達年用煤總量的80%，而今年供熱用煤的儲量不足40%；長春市每年鍋爐供熱用煤為306萬噸，截至10月底只有總量的40%入庫；在吉林市，每年鍋爐供熱用煤為46.5萬噸，今年到10月底也才入庫42%；吉林省其他城市同樣存在緊缺情況。就連首都北京也難逃厄運。預計北京冬季煤炭需求為1460萬噸。受全國煤炭資源緊、運輸難、價格高等因素影響，北京市電煤庫存一直在警戒線以下運行，到10月底鍋爐及民用燃煤庫儲煤率不足45%.而為防止大氣污染，北京城區的燃煤鍋爐大多變為燃氣或燃油。隨著石油價格的上調，北京冬季供暖承受著巨大的壓力，2005年3月，北京油價再次上調，93號汽油每升上漲了0.26元。
能源的供給直接影響到人民生活與國民生產。一次拉閘對平常老百姓無關大要，但對于長期依賴電力生產的工廠、企業來說，損失可能是上百上千萬；而全國27個省份同時出現問題，這種經濟損失就根本無從計算，直接關系到國家經濟命脈。而冬季供暖的短缺，導致很多底保戶和困難企業失去基本生存條件，威脅到國家穩定安全。
三、建筑節能要求十分緊迫
1、建筑能耗約占社會總能耗的1/3
我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比例已從上世紀七十年代末的10%，上升到近年的27.45%.而國際上發達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷，國家建設部科技司研究表明，隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑耗能比例最終還將上升至35％左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經成為我國經濟發展的軟肋。
2、高耗能建筑比例大，加劇能源危機
直到2002年末，我國節能建筑面積只有2.3億平方米。目前，我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏巨大能源危機。正如建設部有關負責人指出，僅到2000年末，我國建筑年消耗商品能源共計3.76億噸標準煤，占全社會終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已經達到了25%.因高耗能建筑比例大，單北方采暖地區每年就多耗標準煤1800萬噸，直接經濟損失達70億元，多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續發展，到2020年，我國建筑耗能將達到1089億噸標準；到2020年，空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力，這將會是一個十分驚人的數量。
據分析，我國目前處于建設鼎旺期，每年建成的房屋面積高達16億至20億平方米，超過所有發達國家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建設增速，預計到2020年，全國高耗能建筑面積將達到700億平方米。因此，如果現在不開始注重建筑節能設計，將直接加劇能源危機。
3、我國建筑節能狀況落后，亟待改善
在70年代能源危機后，發達國家開始致力于研究與推行建筑節能技術，而我國卻忽視了這一方面的問題。時至今日，我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家。舉例說明，國內絕大多數采暖地區圍護結構的熱功能都比氣候相近的發達國家差許多。外墻的傳熱系數是他們的3.5至4.5倍，外窗為2至3倍，屋面為3至6倍，門窗的空氣滲透為3至6倍。現在，歐洲國家住宅的實際年采暖能耗已普遍達到每平方米6升油，大約相當于每平方米8.57公斤標準煤，而在我國，達到節能50%的建筑，它的采暖耗能每平方米也要達到12.5公斤，約為歐洲國家的1.5倍。例如與北京氣候條件大體上接近的德國，1984年以前建筑采暖能耗標準和北京目前水平差不多，每平方米每年消耗24.6至30.8公斤標準煤，但到了2001年，德國的這一數字卻降低至每平方米3.7至8.6公斤標準煤，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，而北京卻一直是22.45.
因此，與當前發達國家建筑能耗已經大大降低的情況相比，我國單位建筑面積采暖能耗是發達國家標準的3倍以上，與發達國家存在較大的差距。而對于美國而言，全球石油資源的戰略布局以及石油的開采區域和運輸線路等關鍵點的調整工作已基本完成，我國卻沒有那樣強有力的能源后盾支持，在這樣的國情下，建筑節能水平的改善實際上應該比發達國家更為緊迫。
早在20世紀70年代，建筑節能概念就被正式提出。建筑節能的中心是減少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。同時，建筑節能需以不影響人們感覺舒適度為前提，即室溫冬季不低于18攝氏度，夏季不高于26攝氏度。時隔30年，2004年，圍繞著石油與能源問題的“大事件”再次集中發生，而我國的能源問題更是顯露無遺：石油消耗量僅次于美國、燃煤緊張、拉閘限電、北方冬季供暖受阻。2005年3月23日，北京上調成品油價格……
本文將在總結國際與國內能源現狀的基礎上，分析建筑節能的必要性與緊迫性，同時通過調研目前國內建筑節能設計實例，評判建筑節能設計的經濟效益，希望能夠使社會各界意識到，建筑節能不單是發達國家的問題，我國正面臨一場真正的能源危機，建筑節能迫在眉睫。
一、國際能源危機加劇
1、能源儲量減少，石油僅供開采41年
目前，石油、煤炭、天然氣這三種傳統能源占能源消費約90%以上，其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源統計年鑒的最新數據顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶，僅供生產41年；全球天然氣儲量為176萬億立方米，僅供開采63年。日本權威能源研究機構也申明，全球煤炭埋藏量10316億噸，可開采231年；核反應原料鈾已探明儲量436萬噸，可供72年使用（海水中的鈾可供使用1萬年，利用钚為燃料的增值核反應堆可使用100萬年）；利用熱核反應，海水中的鋰能源可開采年限為1600萬年。可見，全世界最為依賴的能源——石油與天然氣，在21世紀的前半，就將日趨枯竭。科學家們預計2040年石油消費將達到最高峰，2100年石油消費將減少到不足能源消費總量的5%%.而從2050年開始，核能、生物能、水利地熱、風力、太陽能的比率大大上升，達到總能源消費的1/3，熱核能源將達到總能源消費的1/4.
因此，在世界能源供給結構轉軌的大趨勢下，不考慮建筑節能而建造的房屋，終有一日會因為沒有能源可用，終被社會淘汰。呼吁建筑節能，很重要的一點就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源，通過科學合理的建筑節能措施，采用可再生新能源，使建筑可持續發展。
2、能源需求不斷增加，價格無法下降
根據美國能源部能源資訊署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”，1999—2020年全球能源消費形勢如下：
全球能源總消費量將增加60%，其中亞洲及南美州發展我國家將增長1倍（每年增長4%，相比發達國家每年增長1.3%）。
石油：石油預計增長59%（年增長率為2.2%）。此外，石油將維持占全球能源總消費量40%以上的比例。
天然氣：爭議較小的天然氣將是需求增長最快的能源，預計增長一倍。天然氣占全球能源消費量比重也將由23%升至28%.
煤：由于空氣污染及二氧化碳排放等問題，煤炭占全球能源總消費量的比重將由22%降至20%.
核能：在政治問題影響下，全球核能發展情勢尚難確定，但保守估計全球核能消費量將比現在略為增長。
可再生能源（包含大水力）：預估將增長53%.但由于現階段數量過少、成本高、能源密集度低且供應不穩定，所以占全球能源總消費量的比重將由9%下降到8%.不過預計更遠的未來，隨著技術的進步，比重將上升較快。
以上預測在2004年阿拉伯石油輸出國的12月月報中已經得到體現，它指出截止到2020年，世界石油需求量將以年平均1.7%至2%的速度增長，日需求量逐漸從目前的8200萬桶到近1.07億桶。
可見，由于核能與可再生能源的替代性遲遲無法實現，石油、天然氣的需求量仍會不斷增加，但能源儲量是有限的，這種供需關系導致了石油、天然氣等能源價格不會下降。
同時，恐怖活動增加了石油以天然氣運輸風險及成本。自美國發生“9.11”恐怖攻擊事件后，全球恐怖活動升溫，而保護措施較為不足的石油及天然氣供應等能源基礎設施成為恐怖分子攻擊目標的可能性提高。例如2001年10月斯里蘭卡一艘油輪遭受其境內恐怖組織攻擊；2002年10月法國油輪在葉門遭受不明恐怖分子攻擊；……各國為了預防恐怖攻擊，正大興土木加強能源設施的保護工作，而隨著防范設施、人力及保險費用的增加，能源使用價格也面臨逐漸上漲的壓力。
面臨能源價格，尤其是天然氣價格逐步上漲，居高不下，很多高耗能建筑開始出現因承擔不起昂貴的能源維持費用而被迫停用，或者售價、租金一降再降的現象。因此，建筑尤其是高層住宅與辦公樓、大型共建正面臨著一場新的革命，建筑節能節能勢在必行。
3、美國企圖掌控全球石油供給，強力遏制我國、歐洲的發展
許多石油生產地區，尤其是中東地區，由于擁有全世界2/3油藏，一直存在政治、外交及軍事的動亂。在近期較大規模的戰爭有1980年兩伊戰爭、1990年波斯灣戰爭、1994年俄國出兵車臣、2001年阿富汗戰爭和2004年的美伊戰爭，而其他小型區域沖突也非常多，都是圍繞著石油資源而展開的。每次爭奪石油資源引發的動蕩，使眾多石油進口國家經濟發展及能源安全受到威脅，牽動整個世界的經濟。從這個意義上說，哪個國家能掌握全球的石油、天然氣能源，就如同握緊全球經濟命脈。
因此，美國攻打伊拉克，拿伊拉克石油做文章，不僅是要賺回為之付出的巨額戰爭費用，還要建立起有利于美國的世界石油市場“新秩序”：一來拉低美元匯率、彌補貿易逆差、打壓歐元；二來美國可以時時掌控我國、俄羅斯、印度等國家石油進口價格與能源供給量，遏制這些國家的經濟騰飛。
面臨美國今后可能采取的能源阻擾政策，我國除了爭取更多的與石油出口國的貿易協議外，能源節約是最關鍵的一步。
二、我國所面臨的能源挑戰
1、人均儲量少，先天不足，但能耗效率卻低。
我國能源總量豐富，但人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲量只有2.6噸，人均天然氣可采儲量1074立方米，人均煤炭可采儲量90噸，分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上，2004年，人均石油最終可采儲量居世界第41位。因此，一旦平均到個人消費量，我國能源并非地大物博，實際上存在先天不足的弱勢。
從能源利用效率來看，目前國內能耗高，能源效率低。2001年，我國終端能源用戶能源消費的支出為1.25萬億元，占GDP總量的比例為13%，而美國僅為7%.同時，我國單位產品的能耗水平較高，目前8個高耗能行業的單位產品能耗平均比世界先進水平高47%，而這8個行業的能源消費占工業部門能源消費總量的73%.這造成了很大社會能源浪費。
2、我國成為能源消耗大國，進口依賴度提高。
2003年我國已經成為世界上僅次于美國的第二大石油消費國。全年原油消費量達到2.5億噸以上。其中全國原油產量約1.69億噸，進口原油8900萬噸，分別占世界石油需求增長總量的41％、32%，約每天60萬桶和260桶。
2004年原油消費需求量仍以10%以上的增速增長，約達到2.75億噸，進口原油數量超過1億噸。同時，煤炭消耗量占世界總量的40%以上，天然氣供暖需求量也一直在增長。預計到2020年，我國石油需求量為4.5億噸，年均遞增12%；天然氣在一次能源消費中，所占比例將由目前的2.7%增長到10%以上；我國對海外能源的依賴程度將達到55%以上。
可見，我國能源消耗需求旺盛的同時，進口依賴度提高，這使得國內經濟受中東動亂及石油危機沖擊的概率上升，危及我國能源供應安全，存在較大風險。
3、能源成為我國經濟命脈所在，威脅國家穩定安全
2004年全國電荒、煤荒集中爆發。上半年，27個省份全面告急，國家線網被迫拉閘電線80多萬次。下半年，今年北方供暖的城市無一例外都面臨能源緊張的考驗。以吉林省為例，往年到9月底供熱企業儲煤應達年用煤總量的80%，而今年供熱用煤的儲量不足40%；長春市每年鍋爐供熱用煤為306萬噸，截至10月底只有總量的40%入庫；在吉林市，每年鍋爐供熱用煤為46.5萬噸，今年到10月底也才入庫42%；吉林省其他城市同樣存在緊缺情況。就連首都北京也難逃厄運。預計北京冬季煤炭需求為1460萬噸。受全國煤炭資源緊、運輸難、價格高等因素影響，北京市電煤庫存一直在警戒線以下運行，到10月底鍋爐及民用燃煤庫儲煤率不足45%.而為防止大氣污染，北京城區的燃煤鍋爐大多變為燃氣或燃油。隨著石油價格的上調，北京冬季供暖承受著巨大的壓力，2005年3月，北京油價再次上調，93號汽油每升上漲了0.26元。
能源的供給直接影響到人民生活與國民生產。一次拉閘對平常老百姓無關大要，但對于長期依賴電力生產的工廠、企業來說，損失可能是上百上千萬；而全國27個省份同時出現問題，這種經濟損失就根本無從計算，直接關系到國家經濟命脈。而冬季供暖的短缺，導致很多底保戶和困難企業失去基本生存條件，威脅到國家穩定安全。
三、建筑節能要求十分緊迫
1、建筑能耗約占社會總能耗的1/3
我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比例已從上世紀七十年代末的10%，上升到近年的27.45%.而國際上發達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷，國家建設部科技司研究表明，隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑耗能比例最終還將上升至35％左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經成為我國經濟發展的軟肋。
2、高耗能建筑比例大，加劇能源危機
直到2002年末，我國節能建筑面積只有2.3億平方米。目前，我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏巨大能源危機。正如建設部有關負責人指出，僅到2000年末，我國建筑年消耗商品能源共計3.76億噸標準煤，占全社會終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已經達到了25%.因高耗能建筑比例大，單北方采暖地區每年就多耗標準煤1800萬噸，直接經濟損失達70億元，多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續發展，到2020年，我國建筑耗能將達到1089億噸標準；到2020年，空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力，這將會是一個十分驚人的數量。
據分析，我國目前處于建設鼎旺期，每年建成的房屋面積高達16億至20億平方米，超過所有發達國家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建設增速，預計到2020年，全國高耗能建筑面積將達到700億平方米。因此，如果現在不開始注重建筑節能設計，將直接加劇能源危機。
3、我國建筑節能狀況落后，亟待改善
在70年代能源危機后，發達國家開始致力于研究與推行建筑節能技術，而我國卻忽視了這一方面的問題。時至今日，我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家。舉例說明，國內絕大多數采暖地區圍護結構的熱功能都比氣候相近的發達國家差許多。外墻的傳熱系數是他們的3.5至4.5倍，外窗為2至3倍，屋面為3至6倍，門窗的空氣滲透為3至6倍。現在，歐洲國家住宅的實際年采暖能耗已普遍達到每平方米6升油，大約相當于每平方米8.57公斤標準煤，而在我國，達到節能50%的建筑，它的采暖耗能每平方米也要達到12.5公斤，約為歐洲國家的1.5倍。例如與北京氣候條件大體上接近的德國，1984年以前建筑采暖能耗標準和北京目前水平差不多，每平方米每年消耗24.6至30.8公斤標準煤，但到了2001年，德國的這一數字卻降低至每平方米3.7至8.6公斤標準煤，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，而北京卻一直是22.45.
因此，與當前發達國家建筑能耗已經大大降低的情況相比，我國單位建筑面積采暖能耗是發達國家標準的3倍以上，與發達國家存在較大的差距。而對于美國而言，全球石油資源的戰略布局以及石油的開采區域和運輸線路等關鍵點的調整工作已基本完成，我國卻沒有那樣強有力的能源后盾支持，在這樣的國情下，建筑節能水平的改善實際上應該比發達國家更為緊迫。
摘要：我國正大力倡導可持續發展的發展原則，節能型建筑已成為今后城市建設的發展方向。但從建筑節能設計的實際情況分析，仍存在一些容易被忽視的問題有待進一步深化認識。它們涉及到建筑規劃、建筑通風、建筑外遮陽和建筑熱橋四個方面，本文就此進行探討，以加深共識、完善設計。
關鍵詞：建筑節能；規劃節能；單體通風；外遮陽；熱橋
目前，我國正積極倡導節約能源，可持續發展。建設節能型建筑已被建設部納入今后城市建設的重點發展方向，相關的指引、標準和法規也相繼出臺，建筑節能設計已成為今后建筑設計的重要組成部分。縱觀當前的設計市場，結合自身以往設計的經驗教訓，筆者認為有一些問題與建筑節能有密切關系，但又容易在設計中被忽視。它們涉及到建筑規劃、建筑通風、建筑外遮陽和建筑熱橋四個方面，對這些問題進行深入探討有著重要的現實意義，因此本文將就這四個方面逐一進行論述：
1規劃與節能設計
在以往的規劃設計中，設計人考慮的往往是容積率、日照間距、空間形態、以及建筑與周邊環境協調等問題，而很少從節能的角度來指導設計，節能設計只有在單體方案設計階段才有所重視，從而產生了許多單體設計難以解決的問題。所以，提倡建筑節能首先應該重視規劃節能。規劃節能是指在規劃設計當中充分考慮建筑與外部環境的關系，以節能作為指導規劃設計的主要原則，充分利用自然資源，實現從總體上為建筑節能創造先決條件的設計方法。其中，規劃節能對于居住建筑尤為重要。
影響居住區氣候環境及建筑舒適性的最主要的兩個因素是太陽輻射和空氣流動（即風流）。因此，通過降低太陽輻射、增強建筑的自然通風效果是規劃節能的主要方向。由此，建筑朝向、建筑間距以及建筑的相互組合關系將是規劃節能設計的重點。首先，建筑的主要朝向應迎合當地夏季的主導風向（我國大部分地區以南北向或接近南北向布局為宜），利于自然通風，提高居住的舒適度。同時，南北朝向的建筑物在夏季所受到的太陽輻射也相對東西朝向建筑要少很多，可以節省夏季空調的用量；而在冬季時，建筑受到太陽輻射的情況剛好與夏季相反，從而節約了建筑保溫所需的能耗。第二，居住建筑的間距應在滿足當地規劃部門的日照間距要求上適當加大。增加建筑物的間距有利于居住區內的空氣流動——風量增大、風速提高，從而使建筑物與空氣的熱交換增加，有效降低建筑物的溫度，從而降低建筑能耗。這需要規劃師在節約土地與合理的建筑間距之間找到最佳的平衡點，優化節能設計。第三，居住建筑群的組合應充分考慮整體的節能效果，以有利于居住區內的自然通風。具體應注意以下幾點：①居住區規劃應確保“風道”的暢通，建筑群的入風口和出風口應結合主導風合理設置，使空氣流通。②按照夏季盛行風向作為建筑的主要朝向，排列建筑物應遵循南小北大、南低北高的原則（見圖1），確保居住區內建筑對自然風的共享性，同時也使北面高大的建筑成為人工的風障，這樣的建筑群體在夏季能迎合南風、引導空氣穿越，冬季又能阻擋寒冷北風的侵襲，較好地適應氣候的變化[1]。③減少采用封閉式建筑組合，平面組合成“U”型的居住建筑組團，開口應盡可能朝向夏季主導風向，保證“U”型內部建筑的空氣流通。④在規劃階段充分利用計算機進行三維模型的日照模擬運算，在滿足采光、日照、防火等要求下，利用建筑物的自遮擋和建筑群間的相互遮擋，減少太陽輻射對居住建筑的影響。
2建筑單體的通風與節能設計
建筑市場中，住宅開發商為了達到土地最大利用率的目的，往往要求建筑師按容積率的最高值進行設計，甚至超值設計，這樣導致許多新建住宅多為一梯六戶、一梯八戶，甚至一梯十戶以上都有。這種住宅單體平面在實際使用中通風將十分不利，特別是在夏季，室內積聚的熱量難以散失，必須采用人工通風或空調降溫，大大增加了建筑使用的能耗。而且目前的許多住宅設計，建筑立面窗戶的設計主要是從立面造型方面考慮——采光面積大，可開啟窗戶面積小，這樣的設計不但對隔熱不好，對通風就更加不利。這都是因為忽視建筑單體的通風設計所造成的。所以，一定要做好建筑單體的通風設計，而且要從平面和剖面兩方面考慮。
平面的通風設計應注重以下幾個問題：第一，平面設計盡可能按有利于空氣的貫穿進行考慮。建筑的進深應有效控制，避免建筑體型過于臃腫。房間的門窗位置應合理安排，窗戶的朝向應有利于形成穿堂風，從而增加房間內的空氣流動，利于室內換氣。第二，從通風的角度來講，窗戶可通風面積的大小是決定室內風速的關鍵，但前提是必須要保證進風口和出風口的同時存在，才能由于正負風壓的作用而形成空氣的流動。研究表明，空氣流動的平均速度取決于較小尺寸的開口。因此，單方面增大進風口或出風口面積，并不能對室內氣流平均速度有太大影響，而為了增強室內穿堂風的效果，必須同時增大進風口和出風口。這樣也有利于室內保持較為穩定的風速和均勻的流場，提高人體舒適度。第三，窗戶的開啟形式對通風面積和氣流的流場均產生較大的影響。如推拉窗與平開窗比較（相同窗戶面積），平開窗的最大通風面積是推拉窗的兩倍，通風效果明顯優勝。上懸窗與平開窗對比，兩者的最大通風面積相同，但由于兩窗的窗葉開啟形式不同，所引導空氣產生不同的流場，造成的通風效果也明顯不同。因此，從通風的角度考慮，對于有利于建筑通風的窗戶應盡可能采用提高通風面積的形式，窗戶開啟的角度和位置要慎重考慮，科學設計，將室內空氣主流場控制在房間剖面的主要使用高度。第四，當建筑內部不具備形成穿堂風的情況下，有必要通過導風板的設計盡可能增加形成空氣流通的條件。如一個房間只能單側墻開窗時，可考慮在此墻上相距一定距離開設兩個窗戶，兩窗之間設置垂直擋風板（見圖2）。當主導風在水平方向上與該擋風板夾角較大時（60o～90o），在擋板的兩側就會形成明顯正負風壓區，氣流就會從第一個迎風窗進入而從另一窗戶流出，實現單側開窗的通風[2]。因此，此做法較為適合在房間朝向與當地主導風向夾角較大時采用。除了平面設計時應對通風重點考慮之外，建筑剖面的通風設計其實也十分重要，一般應注意以下兩點：其一，進出風口的高低決定了室內空氣流動的方向，對人體的舒適度影響較大。因此，一般應結合房間的實際使用功能設計剖面的通風高度。如辦公室，通風高度應設在人坐姿的頭部位置；住宅內的通風高度控制可按不同功能要求確定，起居室、書房、餐廳應以坐姿為參考，廚房應以站姿為參考，臥室可以臥姿為參考。窗臺的高度應按實際通風要求進行相應調整，才能獲得較為理想的通風效果。其二，運用文丘里管原理，在建筑物剖面的上部設置出風口，使平面面積較大的建筑物也有良好的通風效果。具體做法可在大進深的建筑物中部設置若干貫通的垂直空間，此空間應高于建筑物屋面，并設置相應數量的出風口，由于太陽輻射的加熱作用使該空間形成煙囪效應，促進氣流上升，實現熱壓通風散熱，這就是所謂的“太陽能煙囪”。建筑內部設置了“太陽能煙囪”，可實現無風狀態的自然通風，室內溫度得到了有效的降低，換氣次數得到了明顯的增加[3]，在節能方面有很好的成效（見圖3）。該技術已被日本的文教建筑廣泛采用，在我國積極倡導節能的大形勢下，很值得我們借鑒。
3建筑外遮陽的運用與節能設計
隨著節能技術的推廣，業界對建筑外遮陽也越來越重視。建筑外遮陽能有效地阻隔部分太陽光直接照射到建筑物的外圍結構，特別是防止太陽輻射穿過窗戶直接進入室內，從而有效降低室內溫度，達到節能的最終目標。在實際設計中，設計師經常會為了達到造型效果而刻意增加立面上的裝飾構板，這些構件由于并非從遮陽方面考慮，所以形式作用大于實際功能。這并不符合設計的經濟原則和節能原則。所以筆者認為，建筑立面設計應與建筑外遮陽設計相結合，并注意三方面的問題：一是要明確各種外遮陽的適用性。建筑外遮陽的設置與太陽的位置、建筑物的朝向都有著密切的關系。在窗戶遮陽方面，實踐證明：水平遮陽能遮擋高度角較大、從上方入射的太陽光，適用于南向的窗戶；垂直遮陽能遮擋高度角較小、從側面斜入射的太陽光，適用于東北向、西北向和正北向的窗戶；綜合遮陽（或稱柵格遮陽）則綜合了水平與垂直遮陽的優點，適用于東南向、西南向和正南向的窗戶。此外，擋板式遮陽、簾式遮陽、百葉遮陽等方式對于窗戶遮陽都有非常好的效果，但對建筑采光則有一定的影響。而對于建筑墻體和屋面的遮陽，目前較為有效的方法是通過柵格遮陽和綠化遮陽。隨著社會經濟水平的不斷提高，建筑遮陽技術已越來越趨向智能化、自動化、高效化。二是要從構件的設計上合理處理好遮陽與隔熱的問題。傳統的實體構件——水平、垂直和綜合遮陽與墻體相連，其吸收的熱量會直接傳遞給外墻，而且容易構成半開放式空間，遮陽構件受太陽輻射后溫度上升，其一部分熱量通過表面傳熱由空氣帶走并向上傳遞，但由于其它遮陽構件的阻擋，反而容易產生積聚現象，在風的作用下通過窗戶導入建筑室內，從而不利于隔熱（見圖4）。解決的方法是——在水平遮陽構件的選擇上采用通透性的構件，如金屬百葉、混凝土柵格板等，使上升的熱空氣能有效地散失，減少對室內的影響。目前較為先進的雙層玻璃幕墻系統中，為了利于熱空氣的上升，其兩層玻璃幕墻間的空氣夾層往往是一個可連續的整體，即垂直方向上的間隔均為通透的金屬構件，確保熱空氣能上升并帶走熱量。因此，在遮陽構件的選擇上要細致研究，不斷更新設計。三是要合理設置遮陽板，避免影響室內空氣的流動速度。因為遮陽板的存在會對建筑物周圍的風壓產生影響，當其角度與風向不一致時，風速將會大大降低。實踐證明，由于設置了遮陽板，室內風速會減弱22％～47％。而且，遮陽的設置方式也會對氣流產生不同的影響。如實體水平遮陽板直接連接在窗頂，氣流進入室內后會上升，不利于房間中下部的通風。若在實體板與墻體間增加空隙，或在遮陽板上部的墻體流出通風口，又或將遮陽板設在高于窗頂一段距離的位置，都能使得氣流的方向得到有效的調節，使房間中部和下部均得到良好的通風，提高室內環境的舒適性。而對于垂直遮陽來說，由于風向是經常變化的，所以固定的垂直遮陽板應順應所在地夏季的主導風來設置相應的角度，而更好的方法是采用可調節的垂直遮陽板，使建筑最大限度地適應氣候的變化。目前較為先進的智能建筑，其外遮陽構件都是根據太陽輻射、風向等氣候因素變化由電腦控制自動調節，具有相當高的氣候適應能力。
4熱橋問題與節能設計
建筑圍護結構對建筑保溫起到決定性的作用，但其中的熱橋問題往往是人們所最容易忽略的。當代建筑由于追求造型的變化，立面上的凹凸進退增多，突出墻體、屋面的構件也越來越多，外飄窗得到了廣泛的使用，這些設計手法豐富了建筑造型，卻無形中增加了熱橋的產生，對建筑節能帶來不利的影響。產生熱橋的原因主要有兩個：一是因為該部位的傳熱系數比相鄰部位的傳熱系數大得多，熱阻小，保溫性能較差；二是因為該部位的受熱面積遠小于其散熱面積，從而失熱過多，內表面溫度較低。圍護結構中鋼筋混凝土梁、柱、板的相互交接處，外墻與外墻、內墻、以及窗戶的連接處，保溫門窗中的金屬門框，以及突出屋面的女兒墻、排氣孔與屋面交接部位等，都是圍護結構中熱橋形成的主要部位[4]。在寒冷的季節，室內的熱能就會通過熱橋大量地流失。不妥善處理好這個問題，對于建筑節能會造成很大的影響。因此，在需要考慮冬季保溫的地區，必須要做好外墻、屋面以及門窗的保溫，構件自身的物理性能應滿足節能標準的要求。在防止熱橋產生的構造處理方法上，墻體的外保溫比內保溫更為有效，可避免室內外溫差加大，保持較為穩定的室溫和舒適度，防止保溫層受潮，避免熱橋的產生。實踐證明，在采暖期采用相同厚度保溫材料的外保溫要比內保溫減少約1/5的熱損失，而在夏季，墻體的外保溫做法還能減少太陽輻射熱和室外熱空氣與外墻的表面換熱，隔熱效果也優于內保溫做法[5]。對于建筑中使用較多的鋁合金門窗，解決熱橋的方法是改采用新型的斷熱橋型鋁合金門窗或鋁塑復合門窗，且應同時配置三玻中空玻璃或Low-E中空玻璃，這樣就能保證門窗達到節能65％的要求[6]。其它的如屋面、外墻角、挑出構件與主墻體的連接位等熱橋部位，應嚴格按照國家規范要求加強建筑局部的保溫措施，防止熱散失。從總體上講，防止熱橋的產生就要平衡建筑圍護結構的傳熱，控制各組成部分的傳熱系數相接近，保證各部位的傳熱均勻。這就需要建筑師熟悉各種建筑材料的物理性能，在設計時對用材要仔細研究，合理配置，從根本上減少熱橋的產生，最終達到節能的目的。
5結語
當然，建筑節能是一個復雜的系統工程，涉及方方面面的問題。上文所提及的四方面問題只是其中的一部分，它們往往不被重視甚至被忽視，這會造成許多的設計漏洞，使建筑物能耗增加。所以，筆者專門把它們選出來進行探討，正是為了拋磚引玉，希望同行們能多加指正，集思廣益，共同探討建筑節能設計的新方法，在今后的設計中多研究、多嘗試、多積累、多總結，在有限的條件下將建筑功能與藝術和技術更好地結合，使建筑設計的各個方面都能體現節能的原則，努力創造低成本、高效率的節能建筑。
【摘要】:文中敘述了高層建筑節能與氣候、地理條件的關系。同時分析了建筑位置、朝向與接受太陽輻射熱能的關系及高層圍護結構墻體的保溫、隔熱存在的問題及今后發展方向。
【關鍵詞】:高層建筑;圍護結構;節能;
復合墻體節能是我國的國策,建筑節能是節能中的重中之重,應該列為我國建設工作中的重要位置。建筑能論文耗在我國整個能耗中的地位也越來越重要。1996年中國建筑年消耗3·3億噸標準煤,占能源消耗總量的24%,到2001年已達到3·76億噸,占總量消耗的27·6%,年增長比例千分之五;隨著建筑業的高速發展和人民生活質量的改善,建筑能耗占全社會總能耗的比例還會繼續增長。據有關數據顯示,我國當前的房屋建設規模堪稱世界第一。目前全國房屋數量有400億m2左右,房屋建筑規模看來已超過所有發達國家,僅去年一年房屋竣工面積是19·7億m2,這幾年差不多都是接近這個數字。而據預測,到2010年,我國房屋總建筑面積將達到519億m2,其中城市171億m2。然而,截至到去年,我國節能建筑的總面積還只有2·3億m2,在每年近20億m2的竣工面積當中,只有五六千萬平方米是節能建筑,只占3%左右,也就是說有97%屬于高耗能建筑。我國的高層建筑有近七十年的歷史,然而城市中任何建筑都是城市設計、規劃的一部分,城市設計是一項十分復雜的工作,我國在這方面的經驗不多,而且管理機制尚不健全,往往受一些因素的影響,工作不甚周密和協調,甚至失去控制,有許多的問題等待我們去解決,有待于探索和改進,所以說,今天的高層建筑設計仍處在一個不太成熟的階段。
高層建筑體形龐大,如容積率過高,相鄰建筑互相遮擋、不通透,形成大面積陰影區,城市人居環境質量下降,市中心人口膨脹、交通擁擠。除此之外,近些年在某些城市建高層建筑已成風氣,設計者往往貪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生態環境的保護、建筑設計節能意識淡薄,造成高能耗、低效益,影響常年使用,浪費巨大。
建筑節能包含兩部分內容,一部分是加強圍護結構的保溫隔熱能力,另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實現方式來節約能源。一般的房子里,30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃,中間再充上惰性氣體,就可在一定程度上阻斷熱量散發。35%熱量從墻體散發,如采用隔熱材料,增加保溫層,節能效果就很明顯。智能化建筑首先要達到節能的標準和良好的居住舒適度,其次才是家具的智能化和安全保衛的智能化。實際上,智能化建筑不一定就是豪華的,但它必須是低能耗的。美國有些智能化建筑造價比普通建筑還低15%,因為它們追求合理的結構,講究實用功能和外觀的簡潔,利用了可回收材料,而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地熱泵技術,如冰島等國家,建筑房子時先在地上打兩個洞,通過電泵將地下水循環起來,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風能的利用條件得天獨厚,使用熱泵技術時結合風能與太陽能,用風能與太陽能來帶動電泵就可以做到“零能耗”。所以建筑節能不僅是建筑本身的節能,且由城市的綜合環境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;外圍護結構保溫、隔熱的性能;門窗質量等許多綜合性因素構成,因此,高層建筑的節能首先應為設計者重視。
1優化建筑位置及朝向設計高層建筑的定位首先應考慮對城市環境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量。據有關資料分析,地球每年接收的能量有60億億千瓦,這么大能量棄之可惜,從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器,陽光不僅對人的身體健康有著很大影響,對建筑的節能也有著十分重要意義。城市規劃應注重應用日照原理,合理的確定建筑位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能,因此,建筑的方位與節能有著直接關系。如,在北緯40°~45°度地區,冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多兩倍,而在夏天東、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季節,建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同,熱損失也不同,尤其是在冬至前后,由于太陽高度角低,房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多。在確定建筑的方位時首先應考慮環境情況,按其太陽高度角做出日影響圖,以確定冬季每天的日照時間,建筑南向開窗面積盡可能大些,在滿足采光條件下,北向、東向窗盡可能小些,從而獲得更多的太陽光線,減少熱損失,保持室內舒適的溫度環境。
2優化圍護結構墻體設計(1)外墻是圍護結構的主體部分,高層建筑的圍護結構不同于磚石結構房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重,因此,圍護結構屬于填充材料,為了減輕荷載,達到保溫、隔熱要求,采用輕質高效保溫材料,目前在寒冷地區常用的墻體做法有:頁巖陶粒混凝土空心砌塊;粘土空心磚與實心磚復合墻體;粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等。但存在問題較多,節能的效果仍達不到標準的要求。圍護結構的材料布置分外側和內側,在寒冷地區的同一氣候條件下,由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止墻體內產生冷凝水,保溫層設在外側更為妥些。
(2)高層建筑的圍護墻體不宜采用外側保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板),巖棉板等輕質保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年,多則上百年,材料的應用與建筑整體的壽命應同步。對于輕質的外保溫復合墻體,筆者認為存在以下不足之處:1)抗震能力差,易松散,與結構構件結合不好,整體性能差。2)不能承受外部裝修貼、掛荷載,如:貼石材,安裝裝飾構件等。3)不能承受有振動的鑿、刨的裝修,如:剁斧石面層、予留洞、槽易出現冷橋。4)墻表面易出現裂紋。除此之外,復合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環節。據測定,高層建筑所出現的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應引起設計者重視,采取有效構造措施盡可能避免產生冷橋。(3)國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護結構保溫,歐、美各國取得不少先進經驗。如:美國研制的TB型保溫隔熱復合砌塊;波蘭的咬合式保溫砌塊,兩塊組合成320厚墻體,在空心砌塊內填入高效保溫材料,墻體傳熱系數K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬蘭研制的一種空心砌塊,空隙之間填入聚胺脂保溫材料,300厚,傳熱系數K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些歐美國家50%左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強度,避免了輕質復合材料墻體的一些弊端。
3影響建筑節能的其他因素(1)高層建筑外圍護墻體耗能量較大,占整個建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一,體形系數越大耗能越多,國外的一些高層建筑造成圓塔形,比如美國洛杉磯的好運飯店、法國戴高樂機場候機樓、紐約第三大街53號辦公樓都是圓型或橢圓形,我們知道,相同的面積,圓的周長最短,這樣使建筑外露面積較小。因此,基于能量損耗的考慮,高層建筑的形體變化不宜過多、復雜。(2)高層建筑的“風環境”是影響建筑耗能因素之一。在冬季,風力對建筑的熱損失很大,增大冷空氣的滲透量,使室內熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當,墻體內部易產生冷凝水。因此,建筑保溫材料的選用,建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。3·6恢復補償功能將試件放入水中養護14天測其膨脹率,然后放空氣中任其干燥28天。失水后的試件產生微量干縮,重新放入水中后試件恢復失去的膨脹和自應力值,經試驗,第一天恢復20%~30%;第3天恢復40%~50%,14天基本全部恢復。3·7微小裂縫自愈合性能如果蓄水池或建筑物地下室墻板由于某種原因出現微小裂縫,膨脹纖維防水劑中部分成分的AI3+和SO42-在CaSO4、Ca(OH)2溶液中形成針柱狀鈣礬石晶體。當重新接觸水后繼續增長,經過一段時間會發生物理和化學的結合,晶體大量填充縫隙,使裂縫愈合。
4微膨脹聚丙烯纖維混凝土的施工4·1材料①水泥:天瑞P·O42·5級。②外加劑:“神翔”緩凝高效減水劑,減水率15%,緩凝時間約6h。③膨脹纖維:凱吉凱祥KJ-LZB膨脹纖維。④細集料:魯山產中粗河砂,細度模數2·6。⑤粗集料:郟縣產碎石5~25mm,連續級配。⑥摻合料:姚孟電廠F類Ⅱ級粉煤灰,細度模數15·1,需水量比102kg/m3,燒失量1·43,含水量0·20。4·2配合比強度等級水泥水砂碎石摻合料減水劑膨脹纖維C303561807501050408·718·8C4041018068010604010·321·54·3施工注意事項(1)加強混凝土養護。不能因為摻了膨脹纖維而放松對混凝土的養護,膨脹纖維防水劑在混凝土早期養護過程中必須有充足的水分,才可以發揮作用,如早期養護保濕不當,過早曝露于干燥空氣中,則其膨脹作用會停止,主體施工階段,在樓面混凝土澆注約4h后,開始二次抹面、拉毛,隨即覆蓋塑料膜,終凝后覆蓋氈布,澆水養護,柱子養護采用包裹塑料布,噴水養護,為了充分發揮膨脹纖維防水劑的補償收縮作用,潮濕環境下的養護時間不少于14d。(2)適當延長混凝土攪拌時間,膨脹纖維混凝土與普通混凝土的施工工藝相差不大,但由于加入了聚丙烯纖維,為保證它們在混凝土中的均勻分散,攪拌時間比普通混凝土適當延長90s,但不宜攪拌時間過長,否則會損壞纖維。(3)重視振搗。加入膨脹纖維,并不改變混凝土的施工工藝,混凝土一定要振搗密實,不能過振或漏振,杜絕出現蜂窩、麻面。(4)加強抹面。當混凝土初凝后,終凝前進行二次抹壓收光,使混凝土的面層再次達到密實,同底部結合牢固,整個抹壓時間控制在混凝土終凝前完成。
5結語膨脹纖維混凝土在平頂山市行政服務綜合樓工程中進行了全面施工應用,現澆板沒有出現有害裂縫,混凝土澆注質量優良。在混凝土中摻入膨脹纖維,配制成膨脹聚丙烯纖維混凝土,不僅能顯著提高混凝土的抗裂、抗滲性能,還能增加混凝土的抗沖擊、抗彎曲、耐磨、延性、韌性、抗疲勞等性能,膨脹纖維混凝土不僅用于土建工程,還可用于市政工程的水廠、污水處理廠、道路橋梁等,應用前景非常廣闊。
摘要：本文分析了我國發展節能住宅建筑的意義，提出了節能建筑設計應貫徹的設計原則，并對節能設計在我國住宅建筑中的應用措施進行了簡要分析。
關鍵詞：節能住宅設計能源
一、發展節能住宅建筑的意義
在建筑領域，人類從自然界所獲得物質原料的50%用來建造各類建筑及附屬設施，建筑能耗在人類總能耗中所占比重約為1/4。在經歷了數次能源危機以及對礦物能源資源的不可恢復性和溫室效應對生存環境負面影響的認識越來越清楚之后，世界各國提出了控制礦物能源用量的增長，提高能源使用效率，開發新能源和可再生能源的目標。作為耗能大戶的建筑業節能受到極大的關注。建筑節能是近年來世界建筑發展的一個基本趨勢，也是當代建筑科學技術的一個新生長點。隨著人們物質生活水平的不斷改善，對住宅建筑的環境質量要求也日益提高。我國是一個經濟快速增長、人口占世界20%的大國，也是能源相對匱乏的大國，已成為世界上第三大能源生產國和第二大能源消費國。目前我國每年建成房屋面積已超過所有發達國家一年建成建筑面積的總和。建筑在生產和使用過程中要消耗全球資源中能源總量的50%，產生的污染也十分驚人。所以建筑節能和保護環境是擺在人們面前的緊迫課題。
二、節能建筑設計應貫徹的設計原則
各地區的節能建筑，必須適應本地區的氣候特征，既不能照搬嚴寒地區的建筑型式，也不能照搬夏熱冬暖及海洋性氣候地區的建筑型式，更不能照搬四季如春的溫和氣候地區的建筑型式，一般說來設計時應遵循以下原則：
(1)建筑物盡量采用南北朝向布置。否則，須加強建筑圍護結構的保溫隔熱性能而需增大建筑成本。
(2)建筑群之間和建筑物室內，夏季要有良好的自然通風，建筑群不應采用周邊式布局型式。低層建筑應置于夏季主導風向的迎風面；多層建筑置于中間；高層建筑布置在最后面，否則，高層建筑的底層應局部架空并組織好建筑群間的自然通風。
(3)按相關設計標準的規定，盡量加大建筑物之間的間距，盡量減少建筑群間的硬化地面，推廣植草磚地面，提高綠地率，加強由落葉喬木、常綠灌木及地面植被組成的空間立體綠化體系，以便由樹冠和地面植被阻檔、吸收大部分的太陽直射輻射，減小地面對建筑物的反射輻射。
(4)應控制建筑物的體形系數不超過節能設計標準的規定。即盡量減少外墻的凸凹面和架空樓板，坡屋頂宜設置結構平頂棚或降低坡度，應采用封閉式樓梯間等。當體形系數超過標準的規定時，應加強圍護結構的熱工性能，計算建筑物的采暖空調能耗并不得超過標準的規定。
(5)不應設置大窗戶，窗戶大小以滿足采光要求為限。門窗玻璃應采用普通透明玻璃或淡色低輻射鍍膜玻璃的中空玻璃，居住建筑和辦公建筑不應采用可見光透光率低的深色鍍膜玻璃或著色玻璃。還要求外門外窗具有良好的氣密性、水密性、不小于30分貝的隔聲性能和不小于2.5kea的抗風壓性能。
(6)屋頂和外墻既要保溫又要隔熱，其保溫隔熱性能應符合建筑節能設計標準的規定，還要防止保溫層滲水、內部結露和發霉。屋頂和外墻，不能采用單一的輕質材料和空心砌塊材料，最適合采用厚實材料加輕質材料的復合構造做法。
(7)屋頂和外墻的外表面，宜采用淺色飾面層，不宜采用黑色、深綠、深紅等深色飾面層，否則應加大屋頂和外墻保溫隔熱層的厚度，計算其夏季的內表面計算溫度不超過36.9℃，宜低于35℃。
(8)加強分戶墻和樓地面的保溫性能，使其符合建筑節能設計標準的規定。居室及辦公室樓地面面層的吸熱指數還應符合民用建筑熱工設計規范的規定。
(9)設有集中采暖、空調的節能建筑，應選用高效、低能耗的設備與系統，不得采用直接電熱式采暖設備和裝置，應設置分室溫度控制裝置。除上述9點之外，節能建筑還應具備設計規范所要求的隔聲性能等適用性能、安全性能、耐久性能和環境性能。
三、節能設計在我國住宅建筑中的應用措施
(一)屋頂保溫隔熱的節能設計
在住宅建筑屋頂構造設計中，應使用高效保溫材料、架空型保溫、倒置保溫等進行合理的保溫和隔熱設計，這樣可以很好地保證在冬季低溫地區、夏季高溫地區給室內提供適宜的生活溫度，同時為冬季的暖氣用能、夏季的空調降溫用能節省出大量能源。我國冬季的采暖大多數地區還在用煤，夏季的降溫一般都是用電，合理的屋頂保溫和隔熱設計可省出大量的能耗。
(二)門、窗系統的節能設計
外門窗是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位，其面積約占建筑外維護結構面積的30%，其能耗約占建筑總能耗的2/3，其中傳熱損失為1/3，所以門窗是外維護結構節能的重點。在節能措施上，首先在保證日照、采光、通風、觀景條件下，要盡量減少外門窗洞口的面積。其次，可采用外廊、陽臺、挑檐、遮陽板、熱反射窗簾等遮陽措施減少陽光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進入室內。再次，加設密閉條是提高門窗氣密性的重要手段之一，提高門窗氣密性。最后，在經濟狀況允許的條件下，可考慮使用新型保溫節能門窗，能耗低的節能材料制造的新型保溫節能門窗可大大提高熱工性能。
(三)建筑外墻節能設計
以往以實心粘土磚為墻體材料，保溫性能不能滿足設計標準，按照新標準在單一材料墻體中，只有加氣混凝土能滿足要求，所以應發展復合墻體技術。設計中主墻體可采用混凝土空心砌塊、空心磚墻體、空心砌塊墻體、現澆混凝土墻體，然后加以輕質高效保溫層和耐候飾面層。保溫層可放在承重層外側，特別提到的是復合結構中常采用單層或多層封閉空氣間層與帶反射材料的封閉空氣間層，在增大熱阻、滿足保溫的同時還可以減輕圍護結構的自重。
四、結語
在建筑節能設計方面，通過以上幾方面的優化設計不僅可以解決國家的能源問題，同時也可以促進建筑技術和建筑產業的發展，為合理利用資源、保護生態環境、提高人民生活水平起到一定的作用。
早在20世紀70年代，建筑節能概念就被正式提出。建筑節能的中心是減少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。同時，建筑節能需以不影響人們感覺舒適度為前提，即室溫冬季不低于18攝氏度，夏季不高于26攝氏度。時隔30年，2004年，圍繞著石油與能源問題的“大事件”再次集中發生，而我國的能源問題更是顯露無遺：石油消耗量僅次于美國、燃煤緊張、拉閘限電、北方冬季供暖受阻。2005年3月23日，北京上調成品油價格……
本文將在總結國際與國內能源現狀的基礎上，分析建筑節能的必要性與緊迫性，同時通過調研目前國內建筑節能設計實例，評判建筑節能設計的經濟效益，希望能夠使社會各界意識到，建筑節能不單是發達國家的問題，我國正面臨一場真正的能源危機，建筑節能迫在眉睫。
一、國際能源危機加劇
1、能源儲量減少，石油僅供開采41年
目前，石油、煤炭、天然氣這三種傳統能源占能源消費約90%以上，其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源統計年鑒的最新數據顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶，僅供生產41年；全球天然氣儲量為176萬億立方米，僅供開采63年。日本權威能源研究機構也申明，全球煤炭埋藏量10316億噸，可開采231年；核反應原料鈾已探明儲量436萬噸，可供72年使用（海水中的鈾可供使用1萬年，利用钚為燃料的增值核反應堆可使用100萬年）；利用熱核反應，海水中的鋰能源可開采年限為1600萬年。可見，全世界最為依賴的能源——石油與天然氣，在21世紀的前半，就將日趨枯竭。科學家們預計2040年石油消費將達到最高峰，2100年石油消費將減少到不足能源消費總量的5%%.而從2050年開始，核能、生物能、水利地熱、風力、太陽能的比率大大上升，達到總能源消費的1/3，熱核能源將達到總能源消費的1/4.
因此，在世界能源供給結構轉軌的大趨勢下，不考慮建筑節能而建造的房屋，終有一日會因為沒有能源可用，終被社會淘汰。呼吁建筑節能，很重要的一點就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源，通過科學合理的建筑節能措施，采用可再生新能源，使建筑可持續發展。
2、能源需求不斷增加，價格無法下降
根據美國能源部能源資訊署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”，1999—2020年全球能源消費形勢如下：
全球能源總消費量將增加60%，其中亞洲及南美州發展我國家將增長1倍（每年增長4%，相比發達國家每年增長1.3%）。
石油：石油預計增長59%（年增長率為2.2%）。此外，石油將維持占全球能源總消費量40%以上的比例。
天然氣：爭議較小的天然氣將是需求增長最快的能源，預計增長一倍。天然氣占全球能源消費量比重也將由23%升至28%.
煤：由于空氣污染及二氧化碳排放等問題，煤炭占全球能源總消費量的比重將由22%降至20%.
核能：在政治問題影響下，全球核能發展情勢尚難確定，但保守估計全球核能消費量將比現在略為增長。
可再生能源（包含大水力）：預估將增長53%.但由于現階段數量過少、成本高、能源密集度低且供應不穩定，所以占全球能源總消費量的比重將由9%下降到8%.不過預計更遠的未來，隨著技術的進步，比重將上升較快。
以上預測在2004年阿拉伯石油輸出國的12月月報中已經得到體現，它指出截止到2020年，世界石油需求量將以年平均1.7%至2%的速度增長，日需求量逐漸從目前的8200萬桶到近1.07億桶。
可見，由于核能與可再生能源的替代性遲遲無法實現，石油、天然氣的需求量仍會不斷增加，但能源儲量是有限的，這種供需關系導致了石油、天然氣等能源價格不會下降。
同時，恐怖活動增加了石油以天然氣運輸風險及成本。自美國發生“9.11”恐怖攻擊事件后，全球恐怖活動升溫，而保護措施較為不足的石油及天然氣供應等能源基礎設施成為恐怖分子攻擊目標的可能性提高。例如2001年10月斯里蘭卡一艘油輪遭受其境內恐怖組織攻擊；2002年10月法國油輪在葉門遭受不明恐怖分子攻擊；……各國為了預防恐怖攻擊，正大興土木加強能源設施的保護工作，而隨著防范設施、人力及保險費用的增加，能源使用價格也面臨逐漸上漲的壓力。
面臨能源價格，尤其是天然氣價格逐步上漲，居高不下，很多高耗能建筑開始出現因承擔不起昂貴的能源維持費用而被迫停用，或者售價、租金一降再降的現象。因此，建筑尤其是高層住宅與辦公樓、大型共建正面臨著一場新的革命，建筑節能節能勢在必行。
3、美國企圖掌控全球石油供給，強力遏制我國、歐洲的發展
許多石油生產地區，尤其是中東地區，由于擁有全世界2/3油藏，一直存在政治、外交及軍事的動亂。在近期較大規模的戰爭有1980年兩伊戰爭、1990年波斯灣戰爭、1994年俄國出兵車臣、2001年阿富汗戰爭和2004年的美伊戰爭，而其他小型區域沖突也非常多，都是圍繞著石油資源而展開的。每次爭奪石油資源引發的動蕩，使眾多石油進口國家經濟發展及能源安全受到威脅，牽動整個世界的經濟。從這個意義上說，哪個國家能掌握全球的石油、天然氣能源，就如同握緊全球經濟命脈。
因此，美國攻打伊拉克，拿伊拉克石油做文章，不僅是要賺回為之付出的巨額戰爭費用，還要建立起有利于美國的世界石油市場“新秩序”：一來拉低美元匯率、彌補貿易逆差、打壓歐元；二來美國可以時時掌控我國、俄羅斯、印度等國家石油進口價格與能源供給量，遏制這些國家的經濟騰飛。
面臨美國今后可能采取的能源阻擾政策，我國除了爭取更多的與石油出口國的貿易協議外，能源節約是最關鍵的一步。
二、我國所面臨的能源挑戰
1、人均儲量少，先天不足，但能耗效率卻低。
我國能源總量豐富，但人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲量只有2.6噸，人均天然氣可采儲量1074立方米，人均煤炭可采儲量90噸，分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上，2004年，人均石油最終可采儲量居世界第41位。因此，一旦平均到個人消費量，我國能源并非地大物博，實際上存在先天不足的弱勢。
從能源利用效率來看，目前國內能耗高，能源效率低。2001年，我國終端能源用戶能源消費的支出為1.25萬億元，占GDP總量的比例為13%，而美國僅為7%.同時，我國單位產品的能耗水平較高，目前8個高耗能行業的單位產品能耗平均比世界先進水平高47%，而這8個行業的能源消費占工業部門能源消費總量的73%.這造成了很大社會能源浪費。
2、我國成為能源消耗大國，進口依賴度提高。
2003年我國已經成為世界上僅次于美國的第二大石油消費國。全年原油消費量達到2.5億噸以上。其中全國原油產量約1.69億噸，進口原油8900萬噸，分別占世界石油需求增長總量的41％、32%，約每天60萬桶和260桶。
2004年原油消費需求量仍以10%以上的增速增長，約達到2.75億噸，進口原油數量超過1億噸。同時，煤炭消耗量占世界總量的40%以上，天然氣供暖需求量也一直在增長。預計到2020年，我國石油需求量為4.5億噸，年均遞增12%；天然氣在一次能源消費中，所占比例將由目前的2.7%增長到10%以上；我國對海外能源的依賴程度將達到55%以上。
可見，我國能源消耗需求旺盛的同時，進口依賴度提高，這使得國內經濟受中東動亂及石油危機沖擊的概率上升，危及我國能源供應安全，存在較大風險。
3、能源成為我國經濟命脈所在，威脅國家穩定安全
2004年全國電荒、煤荒集中爆發。上半年，27個省份全面告急，國家線網被迫拉閘電線80多萬次。下半年，今年北方供暖的城市無一例外都面臨能源緊張的考驗。以吉林省為例，往年到9月底供熱企業儲煤應達年用煤總量的80%，而今年供熱用煤的儲量不足40%；長春市每年鍋爐供熱用煤為306萬噸，截至10月底只有總量的40%入庫；在吉林市，每年鍋爐供熱用煤為46.5萬噸，今年到10月底也才入庫42%；吉林省其他城市同樣存在緊缺情況。就連首都北京也難逃厄運。預計北京冬季煤炭需求為1460萬噸。受全國煤炭資源緊、運輸難、價格高等因素影響，北京市電煤庫存一直在警戒線以下運行，到10月底鍋爐及民用燃煤庫儲煤率不足45%.而為防止大氣污染，北京城區的燃煤鍋爐大多變為燃氣或燃油。隨著石油價格的上調，北京冬季供暖承受著巨大的壓力，2005年3月，北京油價再次上調，93號汽油每升上漲了0.26元。
能源的供給直接影響到人民生活與國民生產。一次拉閘對平常老百姓無關大要，但對于長期依賴電力生產的工廠、企業來說，損失可能是上百上千萬；而全國27個省份同時出現問題，這種經濟損失就根本無從計算，直接關系到國家經濟命脈。而冬季供暖的短缺，導致很多底保戶和困難企業失去基本生存條件，威脅到國家穩定安全。
三、建筑節能要求十分緊迫
1、建筑能耗約占社會總能耗的1/3
我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比例已從上世紀七十年代末的10%，上升到近年的27.45%.而國際上發達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷，國家建設部科技司研究表明，隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑耗能比例最終還將上升至35％左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經成為我國經濟發展的軟肋。
2、高耗能建筑比例大，加劇能源危機
直到2002年末，我國節能建筑面積只有2.3億平方米。目前，我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏巨大能源危機。正如建設部有關負責人指出，僅到2000年末，我國建筑年消耗商品能源共計3.76億噸標準煤，占全社會終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已經達到了25%.因高耗能建筑比例大，單北方采暖地區每年就多耗標準煤1800萬噸，直接經濟損失達70億元，多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續發展，到2020年，我國建筑耗能將達到1089億噸標準；到2020年，空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力，這將會是一個十分驚人的數量。
據分析，我國目前處于建設鼎旺期，每年建成的房屋面積高達16億至20億平方米，超過所有發達國家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建設增速，預計到2020年，全國高耗能建筑面積將達到700億平方米。因此，如果現在不開始注重建筑節能設計，將直接加劇能源危機。
3、我國建筑節能狀況落后，亟待改善
在70年代能源危機后，發達國家開始致力于研究與推行建筑節能技術，而我國卻忽視了這一方面的問題。時至今日，我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家。舉例說明，國內絕大多數采暖地區圍護結構的熱功能都比氣候相近的發達國家差許多。外墻的傳熱系數是他們的3.5至4.5倍，外窗為2至3倍，屋面為3至6倍，門窗的空氣滲透為3至6倍。現在，歐洲國家住宅的實際年采暖能耗已普遍達到每平方米6升油，大約相當于每平方米8.57公斤標準煤，而在我國，達到節能50%的建筑，它的采暖耗能每平方米也要達到12.5公斤，約為歐洲國家的1.5倍。例如與北京氣候條件大體上接近的德國，1984年以前建筑采暖能耗標準和北京目前水平差不多，每平方米每年消耗24.6至30.8公斤標準煤，但到了2001年，德國的這一數字卻降低至每平方米3.7至8.6公斤標準煤，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，而北京卻一直是22.45.
因此，與當前發達國家建筑能耗已經大大降低的情況相比，我國單位建筑面積采暖能耗是發達國家標準的3倍以上，與發達國家存在較大的差距。而對于美國而言，全球石油資源的戰略布局以及石油的開采區域和運輸線路等關鍵點的調整工作已基本完成，我國卻沒有那樣強有力的能源后盾支持，在這樣的國情下，建筑節能水平的改善實際上應該比發達國家更為緊迫。
摘要：建筑是用能大戶，建筑節能是發展建筑業的需要。在發達國家，適宜的室溫已經成為一種基本的需要。新疆作為我國北方采暖地區是屬于福利型供暖，九十年代以前采暖用能及節能與用戶經濟利益無關，致使用戶并不大關心建筑節能問題。近幾年住宅節能的重要意義已逐步受到建筑師重視，如何在住宅建筑設計中，更好地利用自然能源，提高住宅建筑中能源利用效率，則是建筑師需要探討的課題。
關鍵詞：住宅建筑節能設計
近年來，隨著全球能源問題的日益嚴峻和“可持續發展”理念在國內的推廣，建筑節能設計越來越引起我國廣大建筑工作者的重視。許多發達國家先進的建筑節能理念、技術、材料，以及應用成果被介紹到國內，向人們展示了通過優秀設計和高新科技相結合所創造的優雅、舒適且節能環保的新型建筑發展前景。但是，這些大量應用高科技的節能措施往往成本很高，一次性投入比較大，連發達國家目前也難以大規模推廣。我們還應當注意到，目前發達國家的建筑節能技術主要是針對當地的氣候特點開發的，而這些技術本身也不是十分完善，在其他地區是否能達到預期的效果還沒有十足的把握。
一、節能住宅的概念
隨著能源危機的出現，越來越多的開發商開始重視節能住宅。節能住宅需要通過對建筑的合理設計、合理選材，最大限度的把室內自然溫度控制在人體舒適溫度范圍內，從而為居住者提供健康、舒適、環保的居住空間，降低建筑物的運行能耗。
北京鋒尚在國內率先整合了歐洲先進的技術系統為一體，建造的高舒適度、低能耗住宅，達到了發達國家的居住標準。其優秀技術概括為八大子系統：第一，混凝土采暖制冷系統。該系統是將聚丁烯（PB）盤管預埋在鋼筋混凝土中，夏季管中送20℃、冬季送28℃的水，能使室內溫度保持在20℃-26℃的合適范圍內。第二，健康新風系統。通過統一空氣凈化和冷熱處理后新風經“下送上回”進入室內，無須開窗即可保持新鮮空氣不斷更換。第三，外墻系統。外墻采用歐洲標準加厚外保溫方式，能有效阻擋冷熱輻射和雨雪侵蝕。外飾面采用干掛磚墻面，干掛磚幕墻與保溫板之間有一個流動空氣層，可以保持保溫板的干燥。第四，外窗系統。窗采用德國SCHUCO斷熱鋁合金窗和LOW-E低輻射中空玻璃。第五，屋面及地下系統。對屋面及地下墻體的特殊處理，保證了頂層和一層與標準層舒適度的均好性。第六，防噪音系統。通過外墻系統、ALULUX卷簾、樓板處理、同層后排水系統，防止來自室外、樓上、下水道的噪音。第七，垃圾處理系統。垃圾處理系統有中央吸塵、食物垃圾處理和可回收分類垃圾周轉箱三部分組成。第八，水處理系統。小區設中水處理系統，將社區生活用水處理用于澆灌綠地、沖洗和補充人工湖水。
二、國外節能已成風尚：
在國外，建筑師采用多種形式和方法來節能：
（1）、資源回收利用：日本1997年建成了一棟實驗型“健康住宅”。除了整個住宅盡可能選對人體無害的建筑材料外,墻體還被設計成雙重結構,每個房間建有通風口,整個房屋系統的空氣采用全熱交換器和除濕機進行循環。全熱交換器能夠有效地回收熱量并加以再次利用,其過濾器可有效地收集空氣中細小的塵埃,從而能夠抑制霉菌等過敏生物繁殖。這種資源的回收利用，不僅變廢為寶，而且減少了環境污源，節約了能源。
（2）、新能源開發利用：
德國建筑師塞多·特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋。房屋被安裝在一個圓盤底座上,由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。房屋底座在環形軌道上以每分鐘轉動3cm的速度隨太陽旋轉。當太陽落山以后,該房屋便反向轉動,回到起點位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發電功率的1%,而所吸收的太陽能則相當于一般不能轉動的太陽能房屋的2倍。
三、中國建筑能耗基本情況
我國的建筑能耗量約占全國總用能量的1/4，居耗能首位。近年來我國建筑業得到了快速的發展，需要大量的建造和運行使用能源，尤其是建筑的采暖和空調耗能。據統計，1994年全國僅住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為1.54×108t標準煤，占當年全社會能源消耗總量12.27×109t標準煤的12.6%。目前每年城鎮建筑僅采暖一項需要耗能1.3×108t標準煤，占全國能源消費總量的11.5%左右，占采暖區全社會能源消費的20%以上，在一些嚴寒地區，城鎮建筑能耗高達當地社會能源消費的50%左右。與此同時，由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源，使周圍的自然與生態環境不斷惡化。在能源的利用過程中，化石類燃料燃燒時排放到大氣的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉塵和43%的碳化氫是化石類燃料燃燒時產生的，其中煤燃燒產生的占大多數。燃煤產生的大氣污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，煙塵占60%。由于我國是主要以煤而不是以油、氣等優質能源作為主要能源消耗的國家，每年由于燃燒礦物燃料向地球大氣排放的二氧化碳僅次于美國居世界第二，預計到2020年，中國將取代美國成為世界二氧化碳排放第一大國。因此，中國對于全球氣候變暖承擔著重大的責任，而作為耗能大戶的建筑，其節能也就成為關系國計民生的重大問題。
四、住宅設計最基本的節能意識：
新疆冬季嚴寒漫長，因此，住宅建筑設計中，主要空間朝向南，或向南偏東，或向南偏西，歷來被認為是合理的設計，這是最基本的節能意識在住宅建筑設計中的應用。在我國的大部分冬冷夏熱地區住宅的總體規劃和單體設計中，為住宅的主要空間爭取良好朝向，滿足冬季的日照要求，充分利用天然能源，無疑是最基本的改善住宅室內熱環境的設計，是最基本的節能措施。因此，我國現行國家標準《住宅設計規范(GB50096-1999)》中規定“每套住宅至少應有一個居住空間能獲得日照，當一套住宅中，居住空間總數超過四個時，其中宜有兩個獲得日照。”在現行國家標準《城市居住區規劃設計規范(GB50180)》中，規定了住宅的日照標準的最低時限。
五、節能設計思路
（一）建造內保溫復合節能墻體
復合節能墻體通常由絕熱材料與傳統墻體材料或某些新型墻體材料復合而成。如果絕熱材料復合在建筑物外墻的內側，則稱為內保溫復合墻體。
1．墻體結構層：系指混凝土現澆或預制品的外墻，內澆外砌或磚混結構的外磚墻。以及諸如承重多孔磚外墻等其他承重外墻。
2．空氣層：空氣在0℃時導熱系數為0024VV／(m·k)。在25℃±5℃時為00256W/(m·k)，即使在200℃的情況下仍有00：384W／(m·k)。由此可見，空氣也是一種優良的保溫材料。因此，在建筑物中常用材料圍成的空氣隔離層，不但可以保溫隔熱。而且具有切斷液態水份的毛細滲透、防止保溫材料受潮的功能，因為一般外側墻有吸水能力，而其內表面常因溫度低而出現的冷凝水。可被結構材料吸入且不斷向室外轉移和散發。
3．保溫隔熱層：這是節能墻體的主要功能部分，常用絕熱材料可分為有機、無機金屬等三大類。出于導熱系數、抗壓強度、蒸汽滲透率、燃燒性能等方面的考慮。此處選用擠塑型聚苯板(XPS)為保溫材料。
4．保護層：主要功能是防止保溫層受破壞，并阻止室內水蒸汽侵入保溫層。出于防火、抗沖擊和環保等方面的考慮，宜選用A級無機防火板為保護層材料。
5.?飾面層：由于A級無機防火板具有優良的表面親和特性，所以各種飾面材料均可使用，選用的內墻涂料和粘貼瓷磚都有良好的效果。
結合各地的氣候和地理環境，借鑒各方面成功和失敗的經驗，在優化組合的基礎上開發的墻體內保溫板，具有保溫、隔熱、隔音、防潮抗沖擊、抗震、呼吸等功能，已在工程中應用。
（二）改善門窗性能
外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，提高外門窗的氣密性，減少冷風滲透，提高外門窗本身的保溫性能，減少外門窗本身的傳熱量。其節能措施有：
1、控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值，JGJ26-1995《民用建筑節能設計標準（采暖居住部分）》對不同朝向的住宅窗墻比做了嚴格的規定，指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應超過20%、30%、35%”。
2、提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料（如毛氈）、彈性密閉型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設灰口等密封;框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等;扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。
3、改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺門應結合防火、防盜要求，在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產生的冷橋，可設置雙玻璃或三玻璃，并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，有條件的住宅可采用低輻射玻璃;縮短窗扇的縫隙長度，采用大窗扇，減少小窗扇，擴大單塊玻璃的面積，減少窗芯，合理地減少可開啟的窗扇面積，適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。
4、設置“溫度阻尼區”。所謂溫度阻尼區就是在室內與室外之間設有一中間層次，這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透，減少外墻、外窗的熱耗損。在住宅中，將北陽臺的外門、窗全部用密封陽臺封閉起來，外門設防風門斗，防止冷風倒灌，樓梯間設計成封閉式的，對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節能效果。
（三）使用節能的綠色建筑材料
建筑外維護結構的保溫隔熱性能直接關系到室內環境的熱穩定性和舒適性，對降低建筑能耗起著至關重要的作用。國內目前通行的做法是在外維護結構完成后再在上面附加保溫層，以改善熱工性能。這種方法雖然可以達到一定的效果，但各種高效保溫材料價格不菲，而且其生產加工過程也會大量消耗各種能源。因此，建筑節能不應當只著眼于建筑建成后在使用過程中的能耗，還應當從整體系統的觀念出發，關注建筑全壽命周期的能源消耗。從這個角度出發，建筑材料就不但要有出色的保溫隔熱性能，其加工生產過程也應當簡單易行，節省能源。位于美國加州霍普蘭德山谷中的太陽生活中心(RealGoodsSolarLivingCenter，Hopland，California)創造性地利用稻草垛作為墻體材料。其具體做法是先將稻草加壓打捆，再把它們砌成墻體，然后在墻體上噴涂一種8～10cm的土質護面灰來代替水泥砂漿。完成后的墻體不但具有良好的保溫隔熱性能，而且兼有較強的防火性，并且無毒無害。無獨有偶，美國建筑師塞繆爾·默克比(SamuelMockbee)設計的布賴恩特(Bryant)住宅也采用了類似的墻體做法，只是具體構造略有不同。需要指出的是，這棟面積為79m2的住宅是建筑師無償為美國阿拉巴馬州黑爾縣的一對貧困黑人夫婦而設計的，項目經費全部靠募捐籌集，十分有限。建成后的布賴恩特住宅在各方面都達到了設計要求，并深受使用者的喜愛，他們給這座房子起了一個有趣的綽號——“干草捆住宅”。
實踐表明，這種使用農業副產品作為建材的方法可以使多方受益：農民因出賣稻草獲利，建造方可以減少材料造價，節省建材能源開支，燃燒秸稈所產生的溫室氣體也大大減少。由此可見，創造性地采用新型建材往往可以變廢為寶，減少污染和能源浪費，從而達到一舉多得的效果。新型建材的思路可以是廢物的升級利用，當然也可以是科學上的合成，但如果加工處理過程中的能源消耗過大，或工藝過于復雜，也會得不償失，這一點應當引起注意。
（四）充分利用太陽能資源
太陽能作為一種天然的潔凈能源，也是居住建筑設計上廣泛推廣的節能設計之一。從近年來的能源使用和發展情況來看，煤、電、油的供應緊張已經不容忽視，太陽能應該由“補充能源”向“替代能源”發展。特別是太陽能熱水器經過20年的發展，產品的生產研發技術日臻成熟，越來越受到消費者的青睞。另外，從使用效果和居衛的淋浴費用和投資回收周期來看，太陽能熱水器也具有較大的成本優勢。然而由于各方面原因，目前太陽能熱水器仍以一家一戶的零散安裝使用方法為主，存在破壞建筑結構、熱水溫度不穩定等因素。要解決這些問題就必須將太陽能利用裝置納入到建筑設計規范當中，在設計時將太陽能熱水器設備納入到建筑設計之中預留太陽能設置位置，特別是在廚房衛生間內。如果太陽能熱水器能夠充分加以推廣應用，就可以大大節省常規能源，也是建筑節能的發展方向。
六、總結
總之，只要按照節能新標準嚴格把好節能設計關，監督好施工節能用材關，就能有效提高居住建筑節能效率，降低建筑能源耗費，節約居家生活成本，為住戶打造真正的環保節能、舒適、健康、方便的高品質住宅，為國民經濟可持續發展做出貢獻。有效地節約土地和能源，是中國可持續發展的戰略。將建筑熱工技術與恰當應用新材料、新構造相結合，搞好節能建筑設計和施工，促進建筑節能和利用自然能的進一步發展和建筑熱功能的進一步改善，是我國建筑工作者進人21世紀的重要任務。
成熟，越來越受到消費者的青睞。另外，從使用效果和居衛的淋浴費用和投資回收周期來看，太陽能熱水器也具有較大的成本優勢。然而由于各方面原因，目前太陽能熱水器仍以一家一戶的零散安裝使用方法為主，存在破壞建筑結構、熱水溫度不穩定等因素。要解決這些問題就必須將太陽能利用裝置納入到建筑設計規范當中，在設計時將太陽能熱水器設備納入到建筑設計之中預留太陽能設置位置，特別是在廚房衛生間內。如果太陽能熱水器能夠充分加以推廣應用，就可以大大節省常規能源，也是建筑節能的發展方向。
【摘要】:文中敘述了高層建筑節能與氣候、地理條件的關系。同時分析了建筑位置、朝向與接受太陽輻射熱能的關系及高層圍護結構墻體的保溫、隔熱存在的問題及今后發展方向。
【關鍵詞】:高層建筑;圍護結構;節能;
復合墻體節能是我國的國策,建筑節能是節能中的重中之重,應該列為我國建設工作中的重要位置。建筑能論文耗在我國整個能耗中的地位也越來越重要。1996年中國建筑年消耗3·3億噸標準煤,占能源消耗總量的24%,到2001年已達到3·76億噸,占總量消耗的27·6%,年增長比例千分之五;隨著建筑業的高速發展和人民生活質量的改善,建筑能耗占全社會總能耗的比例還會繼續增長。據有關數據顯示,我國當前的房屋建設規模堪稱世界第一。目前全國房屋數量有400億m2左右,房屋建筑規模看來已超過所有發達國家,僅去年一年房屋竣工面積是19·7億m2,這幾年差不多都是接近這個數字。而據預測,到2010年,我國房屋總建筑面積將達到519億m2,其中城市171億m2。然而,截至到去年,我國節能建筑的總面積還只有2·3億m2,在每年近20億m2的竣工面積當中,只有五六千萬平方米是節能建筑,只占3%左右,也就是說有97%屬于高耗能建筑。我國的高層建筑有近七十年的歷史,然而城市中任何建筑都是城市設計、規劃的一部分,城市設計是一項十分復雜的工作,我國在這方面的經驗不多,而且管理機制尚不健全,往往受一些因素的影響,工作不甚周密和協調,甚至失去控制,有許多的問題等待我們去解決,有待于探索和改進,所以說,今天的高層建筑設計仍處在一個不太成熟的階段。
高層建筑體形龐大,如容積率過高,相鄰建筑互相遮擋、不通透,形成大面積陰影區,城市人居環境質量下降,市中心人口膨脹、交通擁擠。除此之外,近些年在某些城市建高層建筑已成風氣,設計者往往貪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生態環境的保護、建筑設計節能意識淡薄,造成高能耗、低效益,影響常年使用,浪費巨大。
建筑節能包含兩部分內容,一部分是加強圍護結構的保溫隔熱能力,另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實現方式來節約能源。一般的房子里,30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃,中間再充上惰性氣體,就可在一定程度上阻斷熱量散發。35%熱量從墻體散發,如采用隔熱材料,增加保溫層,節能效果就很明顯。智能化建筑首先要達到節能的標準和良好的居住舒適度,其次才是家具的智能化和安全保衛的智能化。實際上,智能化建筑不一定就是豪華的,但它必須是低能耗的。美國有些智能化建筑造價比普通建筑還低15%,因為它們追求合理的結構,講究實用功能和外觀的簡潔,利用了可回收材料,而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地熱泵技術,如冰島等國家,建筑房子時先在地上打兩個洞,通過電泵將地下水循環起來,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風能的利用條件得天獨厚,使用熱泵技術時結合風能與太陽能,用風能與太陽能來帶動電泵就可以做到“零能耗”。所以建筑節能不僅是建筑本身的節能,且由城市的綜合環境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;外圍護結構保溫、隔熱的性能;門窗質量等許多綜合性因素構成,因此,高層建筑的節能首先應為設計者重視。
1優化建筑位置及朝向設計高層建筑的定位首先應考慮對城市環境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量。據有關資料分析,地球每年接收的能量有60億億千瓦,這么大能量棄之可惜,從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器,陽光不僅對人的身體健康有著很大影響,對建筑的節能也有著十分重要意義。城市規劃應注重應用日照原理,合理的確定建筑位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能,因此,建筑的方位與節能有著直接關系。如,在北緯40°~45°度地區,冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多兩倍,而在夏天東、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季節,建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同,熱損失也不同,尤其是在冬至前后,由于太陽高度角低,房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多。在確定建筑的方位時首先應考慮環境情況,按其太陽高度角做出日影響圖,以確定冬季每天的日照時間,建筑南向開窗面積盡可能大些,在滿足采光條件下,北向、東向窗盡可能小些,從而獲得更多的太陽光線,減少熱損失,保持室內舒適的溫度環境。
2優化圍護結構墻體設計(1)外墻是圍護結構的主體部分,高層建筑的圍護結構不同于磚石結構房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重,因此,圍護結構屬于填充材料,為了減輕荷載,達到保溫、隔熱要求,采用輕質高效保溫材料,目前在寒冷地區常用的墻體做法有:頁巖陶粒混凝土空心砌塊;粘土空心磚與實心磚復合墻體;粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等。但存在問題較多,節能的效果仍達不到標準的要求。圍護結構的材料布置分外側和內側,在寒冷地區的同一氣候條件下,由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止墻體內產生冷凝水,保溫層設在外側更為妥些。
(2)高層建筑的圍護墻體不宜采用外側保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板),巖棉板等輕質保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年,多則上百年,材料的應用與建筑整體的壽命應同步。對于輕質的外保溫復合墻體,筆者認為存在以下不足之處:1)抗震能力差,易松散,與結構構件結合不好,整體性能差。2)不能承受外部裝修貼、掛荷載,如:貼石材,安裝裝飾構件等。3)不能承受有振動的鑿、刨的裝修,如:剁斧石面層、予留洞、槽易出現冷橋。4)墻表面易出現裂紋。除此之外,復合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環節。據測定,高層建筑所出現的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應引起設計者重視,采取有效構造措施盡可能避免產生冷橋。(3)國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護結構保溫,歐、美各國取得不少先進經驗。如:美國研制的TB型保溫隔熱復合砌塊;波蘭的咬合式保溫砌塊,兩塊組合成320厚墻體,在空心砌塊內填入高效保溫材料,墻體傳熱系數K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬蘭研制的一種空心砌塊,空隙之間填入聚胺脂保溫材料,300厚,傳熱系數K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些歐美國家50%左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強度,避免了輕質復合材料墻體的一些弊端。
3影響建筑節能的其他因素(1)高層建筑外圍護墻體耗能量較大,占整個建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一,體形系數越大耗能越多,國外的一些高層建筑造成圓塔形,比如美國洛杉磯的好運飯店、法國戴高樂機場候機樓、紐約第三大街53號辦公樓都是圓型或橢圓形,我們知道,相同的面積,圓的周長最短,這樣使建筑外露面積較小。因此,基于能量損耗的考慮,高層建筑的形體變化不宜過多、復雜。(2)高層建筑的“風環境”是影響建筑耗能因素之一。在冬季,風力對建筑的熱損失很大,增大冷空氣的滲透量,使室內熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當,墻體內部易產生冷凝水。因此,建筑保溫材料的選用,建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。3·6恢復補償功能將試件放入水中養護14天測其膨脹率,然后放空氣中任其干燥28天。失水后的試件產生微量干縮,重新放入水中后試件恢復失去的膨脹和自應力值,經試驗,第一天恢復20%~30%;第3天恢復40%~50%,14天基本全部恢復。3·7微小裂縫自愈合性能如果蓄水池或建筑物地下室墻板由于某種原因出現微小裂縫,膨脹纖維防水劑中部分成分的AI3+和SO42-在CaSO4、Ca(OH)2溶液中形成針柱狀鈣礬石晶體。當重新接觸水后繼續增長,經過一段時間會發生物理和化學的結合,晶體大量填充縫隙,使裂縫愈合。
4微膨脹聚丙烯纖維混凝土的施工4·1材料①水泥:天瑞P·O42·5級。②外加劑:“神翔”緩凝高效減水劑,減水率15%,緩凝時間約6h。③膨脹纖維:凱吉凱祥KJ-LZB膨脹纖維。④細集料:魯山產中粗河砂,細度模數2·6。⑤粗集料:郟縣產碎石5~25mm,連續級配。⑥摻合料:姚孟電廠F類Ⅱ級粉煤灰,細度模數15·1,需水量比102kg/m3,燒失量1·43,含水量0·20。4·2配合比強度等級水泥水砂碎石摻合料減水劑膨脹纖維C303561807501050408·718·8C4041018068010604010·321·54·3施工注意事項(1)加強混凝土養護。不能因為摻了膨脹纖維而放松對混凝土的養護,膨脹纖維防水劑在混凝土早期養護過程中必須有充足的水分,才可以發揮作用,如早期養護保濕不當,過早曝露于干燥空氣中,則其膨脹作用會停止,主體施工階段,在樓面混凝土澆注約4h后,開始二次抹面、拉毛,隨即覆蓋塑料膜,終凝后覆蓋氈布,澆水養護,柱子養護采用包裹塑料布,噴水養護,為了充分發揮膨脹纖維防水劑的補償收縮作用,潮濕環境下的養護時間不少于14d。(2)適當延長混凝土攪拌時間,膨脹纖維混凝土與普通混凝土的施工工藝相差不大,但由于加入了聚丙烯纖維,為保證它們在混凝土中的均勻分散,攪拌時間比普通混凝土適當延長90s,但不宜攪拌時間過長,否則會損壞纖維。(3)重視振搗。加入膨脹纖維,并不改變混凝土的施工工藝,混凝土一定要振搗密實,不能過振或漏振,杜絕出現蜂窩、麻面。(4)加強抹面。當混凝土初凝后,終凝前進行二次抹壓收光,使混凝土的面層再次達到密實,同底部結合牢固,整個抹壓時間控制在混凝土終凝前完成。
5結語膨脹纖維混凝土在平頂山市行政服務綜合樓工程中進行了全面施工應用,現澆板沒有出現有害裂縫,混凝土澆注質量優良。在混凝土中摻入膨脹纖維,配制成膨脹聚丙烯纖維混凝土,不僅能顯著提高混凝土的抗裂、抗滲性能,還能增加混凝土的抗沖擊、抗彎曲、耐磨、延性、韌性、抗疲勞等性能,膨脹纖維混凝土不僅用于土建工程,還可用于市政工程的水廠、污水處理廠、道路橋梁等,應用前景非常廣闊。
早在20世紀70年代，建筑節能概念就被正式提出。建筑節能的中心是減少建筑耗能，提高建筑中的能源利用效率。同時，建筑節能需以不影響人們感覺舒適度為前提，即室溫冬季不低于18攝氏度，夏季不高于26攝氏度。時隔30年，2004年，圍繞著石油與能源問題的“大事件”再次集中發生，而我國的能源問題更是顯露無遺：石油消耗量僅次于美國、燃煤緊張、拉閘限電、北方冬季供暖受阻。2005年3月23日，北京上調成品油價格……
本文將在總結國際與國內能源現狀的基礎上，分析建筑節能的必要性與緊迫性，同時通過調研目前國內建筑節能設計實例，評判建筑節能設計的經濟效益，希望能夠使社會各界意識到，建筑節能不單是發達國家的問題，我國正面臨一場真正的能源危機，建筑節能迫在眉睫。
一、國際能源危機加劇
1、能源儲量減少，石油僅供開采41年
目前，石油、煤炭、天然氣這三種傳統能源占能源消費約90%以上，其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源統計年鑒的最新數據顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶，僅供生產41年；全球天然氣儲量為176萬億立方米，僅供開采63年。日本權威能源研究機構也申明，全球煤炭埋藏量10316億噸，可開采231年；核反應原料鈾已探明儲量436萬噸，可供72年使用（海水中的鈾可供使用1萬年，利用钚為燃料的增值核反應堆可使用100萬年）；利用熱核反應，海水中的鋰能源可開采年限為1600萬年。可見，全世界最為依賴的能源——石油與天然氣，在21世紀的前半，就將日趨枯竭。科學家們預計2040年石油消費將達到最高峰，2100年石油消費將減少到不足能源消費總量的5%%.而從2050年開始，核能、生物能、水利地熱、風力、太陽能的比率大大上升，達到總能源消費的1/3，熱核能源將達到總能源消費的1/4.
因此，在世界能源供給結構轉軌的大趨勢下，不考慮建筑節能而建造的房屋，終有一日會因為沒有能源可用，終被社會淘汰。呼吁建筑節能，很重要的一點就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源，通過科學合理的建筑節能措施，采用可再生新能源，使建筑可持續發展。
2、能源需求不斷增加，價格無法下降
根據美國能源部能源資訊署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”，1999—2020年全球能源消費形勢如下：
全球能源總消費量將增加60%，其中亞洲及南美州發展我國家將增長1倍（每年增長4%，相比發達國家每年增長1.3%）。
石油：石油預計增長59%（年增長率為2.2%）。此外，石油將維持占全球能源總消費量40%以上的比例。
天然氣：爭議較小的天然氣將是需求增長最快的能源，預計增長一倍。天然氣占全球能源消費量比重也將由23%升至28%.
煤：由于空氣污染及二氧化碳排放等問題，煤炭占全球能源總消費量的比重將由22%降至20%.
核能：在政治問題影響下，全球核能發展情勢尚難確定，但保守估計全球核能消費量將比現在略為增長。
可再生能源（包含大水力）：預估將增長53%.但由于現階段數量過少、成本高、能源密集度低且供應不穩定，所以占全球能源總消費量的比重將由9%下降到8%.不過預計更遠的未來，隨著技術的進步，比重將上升較快。
以上預測在2004年阿拉伯石油輸出國的12月月報中已經得到體現，它指出截止到2020年，世界石油需求量將以年平均1.7%至2%的速度增長，日需求量逐漸從目前的8200萬桶到近1.07億桶。
可見，由于核能與可再生能源的替代性遲遲無法實現，石油、天然氣的需求量仍會不斷增加，但能源儲量是有限的，這種供需關系導致了石油、天然氣等能源價格不會下降。
同時，恐怖活動增加了石油以天然氣運輸風險及成本。自美國發生“9.11”恐怖攻擊事件后，全球恐怖活動升溫，而保護措施較為不足的石油及天然氣供應等能源基礎設施成為恐怖分子攻擊目標的可能性提高。例如2001年10月斯里蘭卡一艘油輪遭受其境內恐怖組織攻擊；2002年10月法國油輪在葉門遭受不明恐怖分子攻擊；……各國為了預防恐怖攻擊，正大興土木加強能源設施的保護工作，而隨著防范設施、人力及保險費用的增加，能源使用價格也面臨逐漸上漲的壓力。
面臨能源價格，尤其是天然氣價格逐步上漲，居高不下，很多高耗能建筑開始出現因承擔不起昂貴的能源維持費用而被迫停用，或者售價、租金一降再降的現象。因此，建筑尤其是高層住宅與辦公樓、大型共建正面臨著一場新的革命，建筑節能節能勢在必行。
3、美國企圖掌控全球石油供給，強力遏制我國、歐洲的發展
許多石油生產地區，尤其是中東地區，由于擁有全世界2/3油藏，一直存在政治、外交及軍事的動亂。在近期較大規模的戰爭有1980年兩伊戰爭、1990年波斯灣戰爭、1994年俄國出兵車臣、2001年阿富汗戰爭和2004年的美伊戰爭，而其他小型區域沖突也非常多，都是圍繞著石油資源而展開的。每次爭奪石油資源引發的動蕩，使眾多石油進口國家經濟發展及能源安全受到威脅，牽動整個世界的經濟。從這個意義上說，哪個國家能掌握全球的石油、天然氣能源，就如同握緊全球經濟命脈。
因此，美國攻打伊拉克，拿伊拉克石油做文章，不僅是要賺回為之付出的巨額戰爭費用，還要建立起有利于美國的世界石油市場“新秩序”：一來拉低美元匯率、彌補貿易逆差、打壓歐元；二來美國可以時時掌控我國、俄羅斯、印度等國家石油進口價格與能源供給量，遏制這些國家的經濟騰飛。
面臨美國今后可能采取的能源阻擾政策，我國除了爭取更多的與石油出口國的貿易協議外，能源節約是最關鍵的一步。
二、我國所面臨的能源挑戰
1、人均儲量少，先天不足，但能耗效率卻低。
我國能源總量豐富，但人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲量只有2.6噸，人均天然氣可采儲量1074立方米，人均煤炭可采儲量90噸，分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上，2004年，人均石油最終可采儲量居世界第41位。因此，一旦平均到個人消費量，我國能源并非地大物博，實際上存在先天不足的弱勢。
從能源利用效率來看，目前國內能耗高，能源效率低。2001年，我國終端能源用戶能源消費的支出為1.25萬億元，占GDP總量的比例為13%，而美國僅為7%.同時，我國單位產品的能耗水平較高，目前8個高耗能行業的單位產品能耗平均比世界先進水平高47%，而這8個行業的能源消費占工業部門能源消費總量的73%.這造成了很大社會能源浪費。
2、我國成為能源消耗大國，進口依賴度提高。
2003年我國已經成為世界上僅次于美國的第二大石油消費國。全年原油消費量達到2.5億噸以上。其中全國原油產量約1.69億噸，進口原油8900萬噸，分別占世界石油需求增長總量的41％、32%，約每天60萬桶和260桶。
2004年原油消費需求量仍以10%以上的增速增長，約達到2.75億噸，進口原油數量超過1億噸。同時，煤炭消耗量占世界總量的40%以上，天然氣供暖需求量也一直在增長。預計到2020年，我國石油需求量為4.5億噸，年均遞增12%；天然氣在一次能源消費中，所占比例將由目前的2.7%增長到10%以上；我國對海外能源的依賴程度將達到55%以上。
可見，我國能源消耗需求旺盛的同時，進口依賴度提高，這使得國內經濟受中東動亂及石油危機沖擊的概率上升，危及我國能源供應安全，存在較大風險。
3、能源成為我國經濟命脈所在，威脅國家穩定安全
2004年全國電荒、煤荒集中爆發。上半年，27個省份全面告急，國家線網被迫拉閘電線80多萬次。下半年，今年北方供暖的城市無一例外都面臨能源緊張的考驗。以吉林省為例，往年到9月底供熱企業儲煤應達年用煤總量的80%，而今年供熱用煤的儲量不足40%；長春市每年鍋爐供熱用煤為306萬噸，截至10月底只有總量的40%入庫；在吉林市，每年鍋爐供熱用煤為46.5萬噸，今年到10月底也才入庫42%；吉林省其他城市同樣存在緊缺情況。就連首都北京也難逃厄運。預計北京冬季煤炭需求為1460萬噸。受全國煤炭資源緊、運輸難、價格高等因素影響，北京市電煤庫存一直在警戒線以下運行，到10月底鍋爐及民用燃煤庫儲煤率不足45%.而為防止大氣污染，北京城區的燃煤鍋爐大多變為燃氣或燃油。隨著石油價格的上調，北京冬季供暖承受著巨大的壓力，2005年3月，北京油價再次上調，93號汽油每升上漲了0.26元。
能源的供給直接影響到人民生活與國民生產。一次拉閘對平常老百姓無關大要，但對于長期依賴電力生產的工廠、企業來說，損失可能是上百上千萬；而全國27個省份同時出現問題，這種經濟損失就根本無從計算，直接關系到國家經濟命脈。而冬季供暖的短缺，導致很多底保戶和困難企業失去基本生存條件，威脅到國家穩定安全。
三、建筑節能要求十分緊迫
1、建筑能耗約占社會總能耗的1/3
我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比例已從上世紀七十年代末的10%，上升到近年的27.45%.而國際上發達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷，國家建設部科技司研究表明，隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑耗能比例最終還將上升至35％左右。如此龐大的比重，建筑耗能已經成為我國經濟發展的軟肋。
2、高耗能建筑比例大，加劇能源危機
直到2002年末，我國節能建筑面積只有2.3億平方米。目前，我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏巨大能源危機。正如建設部有關負責人指出，僅到2000年末，我國建筑年消耗商品能源共計3.76億噸標準煤，占全社會終端能耗總量的27.6%，而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已經達到了25%.因高耗能建筑比例大，單北方采暖地區每年就多耗標準煤1800萬噸，直接經濟損失達70億元，多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續發展，到2020年，我國建筑耗能將達到1089億噸標準；到2020年，空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力，這將會是一個十分驚人的數量。
據分析，我國目前處于建設鼎旺期，每年建成的房屋面積高達16億至20億平方米，超過所有發達國家年建成建筑面積的總和，而97%以上是高能耗建筑。以如此建設增速，預計到2020年，全國高耗能建筑面積將達到700億平方米。因此，如果現在不開始注重建筑節能設計，將直接加劇能源危機。
3、我國建筑節能狀況落后，亟待改善
在70年代能源危機后，發達國家開始致力于研究與推行建筑節能技術，而我國卻忽視了這一方面的問題。時至今日，我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家。舉例說明，國內絕大多數采暖地區圍護結構的熱功能都比氣候相近的發達國家差許多。外墻的傳熱系數是他們的3.5至4.5倍，外窗為2至3倍，屋面為3至6倍，門窗的空氣滲透為3至6倍。現在，歐洲國家住宅的實際年采暖能耗已普遍達到每平方米6升油，大約相當于每平方米8.57公斤標準煤，而在我國，達到節能50%的建筑，它的采暖耗能每平方米也要達到12.5公斤，約為歐洲國家的1.5倍。例如與北京氣候條件大體上接近的德國，1984年以前建筑采暖能耗標準和北京目前水平差不多，每平方米每年消耗24.6至30.8公斤標準煤，但到了2001年，德國的這一數字卻降低至每平方米3.7至8.6公斤標準煤，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，而北京卻一直是22.45.
因此，與當前發達國家建筑能耗已經大大降低的情況相比，我國單位建筑面積采暖能耗是發達國家標準的3倍以上，與發達國家存在較大的差距。而對于美國而言，全球石油資源的戰略布局以及石油的開采區域和運輸線路等關鍵點的調整工作已基本完成，我國卻沒有那樣強有力的能源后盾支持，在這樣的國情下，建筑節能水平的改善實際上應該比發達國家更為緊迫。
我國20世紀60年代中期至70年代，由于片面的強調降低基本建設的造價和減輕結構自重，導致一再削弱維護結構的保溫隔熱水平，采暖和空調能耗大，經濟和社會效益都很差。現我國建筑用能已接近全國能源消費總量的1/3。
建筑在我國分為工業建筑和民用建筑。工業建筑本身能耗不大,所以國家還未對工業建筑作節能方面的要求。民用建筑又分為兩大類：居住建筑和公共建筑.在各專家編寫規范之前的社會調查階段中由電業總局與燃氣公司提供的數據顯示：就目前中國居民的消費水平和消費習慣而言，居住建筑能耗與公共建筑或國外居住建筑相比是非常少的。居住建筑提倡節能設計，目的是提高人們生活的舒適性。而公共建筑提倡節能設計才是建立集約型社會的關鍵環節。公共建筑分為以下幾類：辦公建筑(寫字樓、政府部門辦公樓)，商業建筑(商場、金融建筑),旅游建筑(旅館、娛樂場所)，科教文衛建筑(文化、教育、科研、醫療、衛生、體育)，通信建筑(郵電、通訊、廣播)以及交通運輸(機場、車站等)。有數據顯示：就政府部門辦公樓每年所消耗能量相當于全國八億農民全年全部的能耗：辦公室里夏天穿毛衣御寒、冬天襯衣短袖解署、白天亮燈辦公、熱水機飲水機下班后沒人關。現在全球范圍內已開始能源緊張，尤以中國較為嚴重，隨著中國經濟的高速發展,對能源的使用和節約就更加迫切了。
其實建筑節能并不是一個新的課題，而是建筑基礎學科—建筑熱工學的一個部分，我國也早在1993年頒布了相應的規范《民用建筑熱工設計規范》，1996年頒布了《民用建筑節能設計標注(采暖居住建筑部分)》,2001年頒布了《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》，這些規范的頒布，也反應了我國建筑節能的發展軌跡：由北向南，由居住建筑到公共建筑。但由于種種原因，這些規范的條款未列入國家強制性條文范圍內，各地也未政府令加以強調，所以執行力度也未達到應有的效果。但2005年7月1日頒布實施的《公共建筑節能設計標準》中有許多條款被列入國家的強制性條文內,相應的各地政府了具有地方法律效力的法令,上海市在2005年6月13日的政府令第50號：《上海市建筑節能管理辦法》強制規定：自2005年7月15日起新建住宅與政府投資的公共建筑必須進行節能設計。《辦法》的第九條與第十條分別對設計單位與圖紙審查機構提出具體的要求。所以，對于建筑設計單位,建筑的節能設計已經進入了一個全新的時期！
以下著重介紹《公共建筑節能設計標準》對有關建筑部分的要求。《標準》比剛才提到以往的有關規范要嚴格些,按照本標準設計,與未采取節能措施前相比，全年能耗應減少50%。《標準》的章節不多,共7頁17條,但簡明扼要,省去了復雜的熱工公式,歸納總結出來幾點要點，強調了規范的實用性。涉及到的基礎知識及術語結合規范本身展開敘述：
一,熱工設計的分區：按照我國的氣候條件,劃分為五個分區:嚴寒地區,寒冷地區,夏熱冬冷地區,夏熱冬暖地區以及溫和地區。
熱工分區的基本規律是：嚴寒地區和寒冷地區基本是我國的三北地區：東北,華北,西北。這些地區的地域遼闊，面積大，建筑節能設計起步也比較早，經驗相對來說比較豐富，主要考慮的是冬季保溫。夏熱冬冷地區大體上是長江中下游地區，如：成都、武漢、南京、上海等，這些地區的建筑的節能設計由于歷史原因起步較晚，面積雖然不是最大，但人口密度高，也是我國經濟最發達地區，可以說這一地區的節能潛力最大，效果也會最明顯。設計考慮的是冬季保溫與夏季防熱兼顧。夏熱冬暖地區大體上是華南地區：福州、廣州、南寧、臺北等。這些地區的建筑設計主要考慮的是夏季防熱。溫和地區，冬暖夏涼，四季如春，如：昆明、西昌、元江等。一般可不考慮夏季防熱，部分地區注意冬季保溫。《公共建筑節能設計標準》在這五個分區的基礎上根據公共建筑節能的設計特點作了些調整：把嚴寒地區細分為嚴寒A區與嚴寒B區,而溫和地區不強制執行節能設計標準。
二,體形系數:即建筑的外表面積與體積之間的比值.體形系數越小就越有利于節能,減少外表面與室外空氣的接觸,就能減少散熱。與以往的規范不同，新的《標準》中弱化了體形系數的概念，只在4.1.2條規定嚴寒地區與寒冷地區對體形系數的限制是≤0.4，其他地區該系數對建筑的節能體現不明顯,所以不作限定。
三,熱傳導系數：這個概念是本標準的優秀名詞.所有的圍護結構：門、窗、外墻、屋頂以及地面都圍繞這個概念展開的。圖紙審查或政府檢查部門的抽查也是這個數據。她的名詞解釋為：圍護結構兩側空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m2.k。簡單的說便是熱量在某種材料里傳遞的速度,速度越小,那么這種材料的隔熱性能也就越好。怎樣求得這個數據呢？傳熱系數K0＝1/R0。
R0，傳熱阻：R0＝Ri+∑R+Re單位：m2/K.W
Ri與Re分別是材料內外表面的換熱阻。他們是固定數據，可由表差得：0.11m2/K.W0.04m2/K.W。
∑R是各層材料的熱阻之和。某單層材料的熱阻R=δ／λ，δ為該材料的厚度，單位是m，λ為該材料的導熱系數，單位是W/m.K。λ為此公式求值過程中的關鍵數據，也是每種材料的固有的屬性。她的名詞解釋為：1m厚的物體，兩側空氣溫度差為1℃，1h通過1m2面積傳遞的熱量，單位W/m.k。通常把導熱系數λ小于0.3W/m.K并能用于絕熱工程的材料，叫做絕熱材料。導熱系數是絕熱材料的最重要最基本的熱物理指標。例如：普通混凝土λ＝1.74W/m.K，鋼筋混凝土λ＝1.51W/m.K，多孔磚λ＝0.58W/m.K，聚乙烯泡沫塑料λ＝0.047W/m.K，聚氨酯硬泡沫塑料λ＝0.0216W/m.K，（這種材料在全球范圍內尤其在歐美等發達國家作為建筑絕熱工程中最普遍使用的材料），而鑄鐵λ＝49.9W/m.K。實際的工程應用中，卡特比勒辦公樓的外墻部分設計采用聚異氰脲酸酯（PIR），這種更新型的材料λ＝0.020W/m.K，屬絕熱材料。這便是維護結構的傳熱系數K值的求解過程。
下面結合《公共建筑節能設計標準》對上海地區的各部分圍護結的隔熱要求構逐一探討：
1.屋面：K≤0.70W/m2.k
我們的習慣做法一般可以滿足這個要求。例如：120厚現澆混凝土樓板＋20厚水泥砂漿找平層＋泡沫混凝土找坡層最薄30厚＋40厚的λ＝0.03W/m.K擠塑板（XPS）＋防水層＋20厚水泥砂漿保護層，這樣的做法就可以達到K≤0.60W/m2.k。須注意關鍵的保溫層一般應選用40厚擠塑板，若選用聚苯板，厚度應增加至60。
2.外墻：K≤1.0W/m2.k
不作外墻保溫的習慣做法是絕對達不到這個新規范要求的。例如：20厚水泥砂漿＋240厚多孔磚＋20厚水泥砂漿的無外墻外保溫的傳統構造傳熱系數K＝1.66W/m2.k，即便在前段時間簡易的外墻保溫做法－保溫砂漿，也達不到規范的新要求。經計算得知：在墻體與外墻砂漿之間增加20厚的λ＝0.03W/m.K擠塑板，這樣的構造使得外墻整體的傳熱系數K＝0.86W/m2.k<1.0W/m2.k。這叫做外墻外保溫技術，是業界內公認的一種效果很好的做法。他的優點是技術成熟，產品壽命較長，也可使外墻的主要部分受到保護，大大降低溫度應力的起伏，提高結構的耐久性。但他的缺點是在高層建筑中有安全隱患，外墻面磚的做法受到限制。外墻內保溫的做法不能很好的解決建筑熱橋的問題，同時房間內部使用和改造都受到很大的限制，所以現在工程上已很少用這種做法了。還有一種做法叫做中間保溫，做兩層墻，中間夾保溫材料，這種做法效果好，是建筑保溫的發展趨勢，國外的工程中這種做法早已普及，在我國的發展受到限制主要是因為一造價高，二構造做法與現行的做法差別太大，影響面廣，難以一時普及。
3.外窗部分
由于外窗在建筑中變化豐富，窗框材料、玻璃品種，有無遮陽等都會嚴重影響建筑熱工性能，所以，規范在這部分的規定并沒有一刀切。根據窗墻比系數的不同，對窗體的要求分成不同的幾類。所謂窗墻比，并非窗和墻的面積的比值，而是窗與其所在墻體的面積之比。規范在保證外窗自然采光的范圍內鼓勵窗的面積越小越好，即窗墻比越小越好。因為就現在已知能做到的最好的窗：雙玻中空雙腔充惰性氣體40厚，鋁合金斷熱型材，這種窗體構造的傳熱系數K＝1.5W/m2.k，而普通的單玻鋁合金窗的傳熱系數K＝6.4W/m2.k，是墻的6倍。據統計，通過窗流失的熱量占建筑能耗的46％，因此控制窗墻比是個有效的節能手段。《標準》中強制規定“建筑每個朝向的窗（包括透明幕墻）墻面積比均不應大于0.7”，此規定一出，必將會極大的影響建筑外觀，金茂大廈或者東方藝術中心等全玻璃的建筑勢必會大大的減少。夏熱冬冷地區（上海）是這樣詳細規定的：當窗墻比≤0.2時，窗的傳熱系數K≤4.7W/m2.k。在實際工程的應用中，塑鋼單玻窗或鋁合金雙玻窗可以滿足要求，但鋼鋁單玻窗不滿足要求。由此可見，在任何情況下，普通鋁合金單玻窗是達不到要求的，必將會面臨被淘汰的境地；當窗墻比在0.2和0.3之間時，窗的K≤3.5W/m2.k。雙玻鋁合金中空（16厚空氣層）的傳熱系數K＝3.6W/m2.k，同樣不滿足要求，若改為斷熱橋的鋁合金型材便滿足。當窗墻比在0.3和0.4之間，窗的傳熱系數K≤3.0W/m2.k。斷熱橋鋁合金中空玻璃可以滿足要求。當窗墻比在0.4至0.5之間，窗的K≤2.8W/m2.k。當窗墻比在0.5至0.7之間，窗的K≤2.5W/m2.k，一般情況下中空充惰性氣體玻璃鍍膜斷熱橋鋁合金的窗體構造可滿足要求。
以上為《公共建筑節能設計標準》對窗的要求，窗體構造部分是平時總結的一般規律，規范并未提及，在遇到實際工程應進行具體分析和計算。《標準》除了對窗的傳熱系數做了具體規定外，還有另外一個有關窗的概念影響建筑的熱工性能：遮陽系數，SC值。簡言之，對太陽光的遮擋程度。共兩種形式：有外遮陽式，無外遮陽式。并不是一提到遮陽就得在室外設置外遮陽擋板，無外遮陽時，通過玻璃的鍍膜，也會產生遮陽的作用，當然規范提倡在夏熱冬冷地區設置外遮陽措施。《標準》這樣規定：有外遮陽時，遮陽系數＝玻璃的遮陽系數×外遮陽的遮陽系數；無外遮陽時，遮陽系數＝玻璃的遮陽系數。遮陽系數越小，阻止陽光進入室內的效果就越好。外遮陽系數雖有很復雜的公式，但很容易理解。無外遮陽時，玻璃的遮陽系數是這樣求得的：以3mm的標準白玻璃的太陽光透過率0.89為基數，建筑物所使用玻璃的太陽光透過率除以0.89得出的數字就是玻璃的遮陽系數。《標準》規定窗墻比≤0.2時，外窗玻璃的SC不作要求，其他情況的窗墻比要求SC在0.4和0.6之間，東南西向的玻璃鼓勵鍍膜。
至此《公共建筑節能設計標準》的主要的硬性內容就總結完成了，最后，《標準》還提到了一個軟概念：權衡判斷，為尊重建筑師的創意，在設計過程中，即便有違反強制性條文的做法，也不一定會因此不能通過審查，可以通過提高建筑其他部分的的性能來滿足整體建筑的計算能耗。
1我國建筑節能設計的發展狀況
建筑節能就是要實現能源的循環利用，但在我國由于節能的意識不強，再加上我國建筑技能和設計理念的落后，都制約著我國建筑節能設計的發展。我國建筑師多注重建筑的外觀和功能的建設，很多的節能設計方案多是沿用已有的資料，很少有人會考察施工地點，修改設計方案，這就使得我國的建筑節能性不強，能源消耗大。在建筑節能設計上，需要經過很多數據的定量分析，這些都要在建筑之前，通過人工和專業軟件進行操作。但在我國這些工作多是在施工之后才開始進行能量分析，最后因施工問題無法進行修改，即使能在施工前進行數據分析也因為缺少軟件的專業操作人員而無法進行。總的來說，無法進行專業數據定量分析，很難設計出好的節能方案，這與我國缺少專業過硬的建筑設計師有關，這也限制著我國節能設計的發展。建筑產生的本來意義就是為人們提供安全舒適的環境，這也是所有建筑都要遵循的原則，為了實現生態建筑這一目標，建筑節能設計就顯得尤為重要。
2BIM技術的概念
BIM技術將建筑的物理元素和功能元素用數字的形式表達出來，也就是將建筑數字化，這樣就可以在軟件上對建筑進行一系列的設計檢測。數字化的建筑可以在軟件上進行全方位的觀察，所有的建筑過程都可以監控。立體空間模型的建立，便于網絡信息共享，各種設計方案在模型上都可以快速實施，便于發現問題，及時解決。BIM技術已經在建筑的各個過程得到廣泛應用。
3BIM技術的應用
將BIM技術應用到建筑設計中，可以快速創建建筑的虛擬數據模型，將與建筑相關的一系列數據直觀的展現在設計者面前。有了BIM技術的融入，數據化的建筑就可以在各種軟件中快速進行數據分析。在進行能量分析時只需將數據輸入到專業的軟件中就可以得出詳細的分析結果。在進行能量分析時可以應用建筑信息模型和分析工具來簡化操作步驟，工作效率也會大幅提升，計算機的加入使得能量分析更快速更準確。在進行流體力學分析時，BIM技術可以自動根據已有數據進行風環境分析，還可以提供太陽輻射分析，方便設計人員對建筑的外表面進行技術優化，提高建筑的生態效應。BIM技術隨著科技的進步在不斷地完善，連窗子位置變化對光的影響都可以進行分析，精準度越來越高。
4BIM技術在建筑節能設計上的應用
4.1協同設計
采用BIM技術可以建立建筑信息模型，模型中匯集建筑工程施工所需的全部信息。可以取讀水泵的尺寸、水泵的用電量等信息，而且需要讀取跨專業的信息時，可以直接取讀。在水泵進行修改電量的時候，可以對負荷的計算進行同步的更新。采用BIM模型，全部的專業必須找模型中檢查操作，這樣可以簡化工作的流程，提高建筑節能設計工程的聯動性。在使用BIM技術時，設計的工作是在BIM模型中進行的，參與設計的任意方修改了設計，其他人員可以及時的看到，可以進行研究討論，這樣就提高協同設計的效率。
4.2參數化設計
對于Revit模型而言，明細表、三維視圖、二維視圖等可以在建筑模型中表現出信息的形式，如果修改Revit模型的參數化，Revit模型的引擎可以對平面、明細表、模型視圖、等不同的位置的設計進行修改，并且及時的把修改后的信息進行更新，確保模型的處于正常的運作狀態。例如建筑節能專業在進行平面設計布置時，需要合理的配置噴頭、消火栓等，并且這些設備的數量可能會發生變化，因此需要在材料表中解決此問題，這樣節能設計過程的設計質量才可以有效的提高。在建筑工程中引起參數化設計，對于BIM引進計算機能夠起到輔助作用。例如在給排水工程的設計中，對于水力的計算，需要專業技術人員利用一定的軟件進行計算，而采用BIM技術可以直接的讀取衛生器具和設備的信息，并且如果設定管道水力特性，BIM模型可以對管徑的設計進行自動的修改，這樣可以提高了設計的效率。
4.3可視化設計
在建筑工程的設計中，傳統的設計方式通常是采用CAD信息平臺，這樣給排水設計人員需要匯集平面圖、立體圖和剖面圖的信息，對建筑圖形進行復原，在分析和設計中調整建筑的結構和梁高位置的信息。采用CAD信息平臺，對于結構復雜、工期短的工程，在信息的傳遞中往往造成信息失真的現象，這樣就會影響到建筑工程的施工。在現代化的給排水設計中大多采用BIM技術，這種技術通常是在建筑工程中建筑信息模型，利用信息模型可以直觀的讀取信息，這樣可以有效的降低信息傳遞中的失真現象，提高信息的完整性和有效性。另外給排水的施工項目模型不同于土建項目的設計模型，它是在土建項目模型的基礎之上，設計給排水系統，這樣就需要對局部的設計模型進行修改，但是如果修改就會影響到樓層的平面設計，多數情況下采用以樓層為基礎的設計，但是這樣的設計擾亂了系統內部之間的聯系。而采用BIM技術在設計模型中進行修改，可以充分的把握給排水工程設計的整體性，修改工作簡單、操作性強。
4.4安裝模型的設計
在BIM模型中引入安裝模型設計，可以對建筑工程進行有效的指導。在具體的施工中，需要把時間維度引入BIM模型中，并且編制安裝進度表，并且可以利用模型實現項目預先可視化的效果。編制合理的工程進度表，可以對給排水工程進行整體把握，全局規劃，這樣可以簡化安裝和設計的流程，降低設計變更率，提高給排水工程的施工效率。
5結束語
BIM技術通過信息化技術將建筑工程變成虛擬的數字化模型，實現從設計到竣工建筑工程的全方位檢測分析，完成了建筑信息的共享，提升了建筑節能設計的效率。BIM技術功能強大，但很多時候只被當成BIM軟件被推廣應用。很多設計人員都沒有了解BIM技術的真正含義，只是應用軟件進行簡單的數據處理，忽略了BIM技術帶來的多方協作的先進理念。BIM技術需要融入到建筑管理當中，只有重視BIM技術，真正使用BIM技術，才能提高建筑節能設計的質量和整個建筑工程的質量。
作者:呂松娥單位:哈爾濱萬達城投資有限公司
1建筑的節能設計標準及重點
影響建筑能耗的建筑因素有三種，首先是，圍護結構，如：門、窗、墻等，這些建筑結構所處的地理環境不同，其節能要求不同；其次，生活方式，建筑的設計結構、溫度濕度要求、建筑功能、功能模塊的設計結構等；最后，設備系統，當發生突發事件時，建筑的自我保護能力、獨立運行能力都要符合一定要求。上述因素，在建筑施工過程中要想有效控制極為困難，即便有法律條文規定、限制，但依然有許許多多不確定的因素，干擾著正常的施工建設。為此，利用建筑節能設計標準計算建筑節能量，明確建筑強制性能的參數是非常重要的。
2基于建筑節能標準估算節能量
2.1建筑節能設計標準估算節能量的成立條件
節能量是指節能改造之后建筑物能耗的減少量所反映出的收益增加量。依照建筑節能標準，確定節能量，需明確計算、分析條件，方能進行。如：擁有100%的能耗基準值的內容，建筑所有的節能要素都要被算在內。以居民建筑為例，東北地區主要的節能要素是采暖，而南方地區主要的節能要素是空調能耗，不同地區選取的節能要素是不同的。
2.2舉例說明
以大連富豪小區為例，該居民建筑所處嚴寒地區，其節能設計標準為JGJ26-1995，節能目標50%，基準值和能耗標準與傳統節能要素能夠相互配合，節能要素是采暖能耗、成立條件是全空間、全時間。在計算節能量時，技術人員統一調查了當地居民的生活方式，資料顯示，居民為獲得較為舒適的生活環境，會按照假定方案，消費采暖能耗，并使用相應的設備系統，如電、水、空間能量等。圍繞建筑的設計標準和現實建筑情況，對建筑所屬的集中供熱系統設備進行能量考核發現，同一地區，居民建筑的平均能效沒有較大差別，與節能百分比完全相符。綜上分析，大連富豪小區完全符合節能設計標準估算節能量的條件，以整個小區建筑面積為5300×104m2來計算的話，節能設計能耗為50%，則該小區的居民建筑的平均耗能為24kgce/m2，用它來估算居民建筑的節能量。再加上供熱系統官網系統的運行功率、熱源的傳播效果、建筑功能設計的配合度等因素的影響，便可準確估算出整個富豪小區的年節能量為53.23×104tce，且相關指標數據在標準范圍內。分析上述案例可知，建筑的節能設計要素大體相同，無非是采暖能耗和空調能耗，電、水、空間的能耗都是固定的，不會隨著地區建筑的變化而變化。與居民建筑相比，公共建筑在節能設計方面，考慮的問題和因素更多，依照《公共建筑節能設計標準（GB50189-2005)提出的觀點可知，只要按照建筑的節能設計標準施工，保證其室內環境參數、結構指標在標準范圍內，其節能量不會少于建筑總節能量的50%。從這一點看，以節能設計標準為節能量的估算依據是相對科學的，因為在一個計算公式中，標準是不變量，節能設計、節能要素是變化量，節能量是因變量，這種估算方式，符合統計科學。
3結語
通過上文對建筑節能設計標準與節能量估算等相關內容進行系統分析可知，“節能”是建筑工程最看重、最具挑戰的施工任務，在經濟時代，它不但能節約大量的建筑資源、不可再生能源，還能有效完善、維護居民的生活狀態，使其在一個環保、節能、安全的環境下快樂的居住生活。從某種程度講，根據節能設計標準估算建筑的節能量，是相對科學的，只要擁有明確100%能耗基準值的內容、計算條件，明確節能百分比的成立條件，就能精準的計算出節能百分比目標，建筑施工設計目標方能實現，因此，其實踐價值與意義重大。
作者:張濤朱建雯單位:新疆農業大學草業與環境科學學院
1綠色住宅及節能設計的概念和特點
現代所謂的“綠色住宅”，并不僅僅只是指住宅周圍環境的高綠化率，屋頂建設的綠色花園這么簡單的要求，他已經發展成為了一種全新的理念或是象征，主要是指建筑整體要對環境沒有危害，能夠充分的利用周圍的自然環境資源，并且能夠達到不破壞周邊生態平衡這樣的一種建筑物，我們也可以稱之為可持續發展建筑或是生態建筑。它的主要特征就是:一是在生態環境方面具有敞開性，可以與環境很好的融合，充分利用自然資源;二是建筑主要采用的是無污、無害的環保型的建筑材料，降低對環境的破壞的程度;三是立體綠化率高，周邊的生態環境穩定，生活環境舒適;四是充分利用清潔型能源，環境污染少，住宅能耗低;四是富函生態文化與藝術氣息，淳樸的生活氣息濃郁，環境宜人。而節能設計經常是與綠色住宅串連在一起的設計理念，所謂的“節能設計”主要是指在建筑的過程之中，要處處體現節能的原理，充分的利用節能的材料及建筑工藝，最大程度地降低對自然資源的損耗，達到節能環保的目標。因此節能設計主要體現的是一種原則，它的主要設計理念就是:一是采用無害、無毒的建筑材料，降低環境破壞程度;二是減低不可再生資源的使用程度，保護環境協調;三是盡可能的利用可再生能源和清潔能源，降低環境污染，保護生態和諧。由此，我們可以看出，綠色與節能是現代建筑的一體兩面，缺一不可，我們在現實的建設之中既要注重節能設計，保護生態環境，降低環境污染，同時我們也要關注綠色建筑，維持環境生態平衡，促進社會和諧、可持續發展。要以人、自然環境與建筑住宅的協調發展為目標，利用天然的條件和人工的創新手段，創造良好、健康的居住環境，盡可能的控制和減少對大自然的使用與破壞，力求在向大自然的索取和回報之間爭取平衡。
2節能設計在綠色住宅建筑中的重要地位
綠色住宅概念是現代人們生活追求的基本目標，也是人們生活水平提高的重要標準，對于綠色住宅我們的理解白不要僅僅的局限于對綠化面積的要求，更多的是要專注與生態環境的整體和諧，節能是綠色住宅設計的重要指標之一，節能設計是住宅更加趨向真正意義上的綠色住宅的重要方式之一，對于節能設計在綠色住宅建筑中的重要地位我們可以大體歸納為以下幾點:
(1)節能設計有利于降低綠色住宅的能耗，減少資源的浪費。通過在設計之初，我們就把節能的概念貫徹到住宅建設之中，通過修建各種現代化的設施，利用現代科技手段，通過各種方式加大住宅對可再生資源的利用率，如利用太陽能發電，利用沼氣取暖等等各種方法，從而有效的降低傳統住宅對非可再生資源的使用數量，降低能耗數量，真正的做到綠色無污染。
(2)節能設計有利于保護生態環境，促進綠色住宅人與自然的和諧。通過在住宅中大量的使用太陽能、沼氣及風能等各種可再生的、無盡的自然資源，我們可以有效的減少傳統住宅對煤、天然氣等非可再生資源的消耗，從而減少了二氧化碳等溫室氣體的排放量，環節我們現在日益緊張的環境壓力，真正的起到保護人類的生態環境的功效，發揮綠色住宅建筑的環保功能。
(3)節能設計有利于綠色住宅建筑新美學的產生。隨著社會的發展，人們的要求也不再不斷地提高，科技也在飛速的發展，為了更好的發揮綠色住宅節能環保的功效，我們就必須要及一切的努力去設計更符合人們要求的節能建筑結構，通過不斷地實踐與探索，我們對住宅的建筑模式也會不斷地進步，進而會促進建筑新美學的迅速發展，提升綠色住宅建筑的整體美的理念與設計，滿足人們日益增長的心理需求和生活需求。
3綠色住宅建筑中節能設計的主要表現方面
綠色住宅的建筑設計不是僅僅表現在一個方面的，而是表現在設計、建筑及后期使用的方方面面，節能作為綠色住宅的一個重要標準，它在整體建筑中也表現在了住宅的前期、中期、后期的各個方面上，不僅包括規劃的節能，而且包括建筑施工中的節能以及建筑使用中的節能等等各個方面。具體可以解釋如下:
(1)在綠色住宅規劃設計之初就充分體現節能意識。在設計綠色住宅的設計圖紙的時候，我們要盡可能的減少對紙張等的浪費，減少不必要環節造成的各種資源的浪費，而是切實的貫徹節能的理念，縮減設計圖紙的打印次數，盡可能的利用現代的電子技術，實現信息化的傳播與共享，減少對資源的浪費。同時在設計之中，我們要合理地對門窗體、屋頂、墻體以及建筑結構進行布局設計，盡可能的最小程度的使用不可再生的資源，最大化的實現結構的合理布局及對空間的合理利用，減少不必要的空間浪費，提高整體建筑物的整體利用效率。
(2)使用綠色無污染的環保節能建筑材料，減少環境污染。我們在建設綠色住宅建筑的時候要時刻保持節能環保的設計理念，在建筑施工的過程中，我們要盡可能的去選擇采用那些無污染的、清潔的可再生資源去進行，減少對一些有害物質材料的使用，如在粉刷墻體的時候，我們要選擇甲醛含量低甚至是沒有的油漆材質進行粉刷，因為甲醛是一種有害的物質，他不僅對大氣環境造成破壞，更是會影響人們的生命安全，引起白血病等嚴重的疾病。因此在綠色住宅建筑施工的過程中，我們也要堅持環保節能的建筑材料，減少建筑材料的不必要浪費。
(3)綠色建筑建設中要設計新能源使用設備，完成后提高可再生資源的利用效率。現在太陽能、風能、沼氣等新型能源越來越受到廣大民眾的青睞，因此在建設綠色住宅的時候，我們要充分的利用上這些新能源，建設適合的配套設施，盡可能的為新能源的利用提供有效的設備。同時在綠色住宅建成之后，我們要大力的倡導住戶使用綠色的新能源，實施有效的鼓勵政策，從而使我們的綠色住宅建筑真正的發揮生態環保的功能，為我們共建人與自然的和諧發展做出貢獻。
作者:龔萬燈單位:廈門市住宅設計院有限公司
一、我國民用建筑主要節能設計
我國民用建筑節能設計需要考慮整體及外部環境等因素，如選址、規劃、外部環境和建筑物體型設計等都為建筑節能創造了條件。國家提出新型民用建筑節能50%的要求，若將這50%定義為1（即100%）的參數，那么民用建筑中圍護結構耗能比例減少50%左右，建筑高效設備耗能比例減少30%以上，建筑電氣、電器耗能比例減少10%以上，所以圍護結構設計是主要因素。建筑圍護結構部分包括墻體、門窗、地面、屋頂等。若將民用建筑中圍護結構耗能比例減少50%左右也定義為1（即100%）的參數，那么墻體耗能比例為30%左右，門窗耗能比例為50%左右，地面、屋頂耗能比例為20%左右，建筑圍護結構部分的墻體、門窗、地面、屋頂的設計是主要部分。
1、墻體節能設計
墻體的主要功能是承重、防水、防潮、隔熱、保溫,是建筑外圍護結構的主體。外墻應采用低傳熱值的新型節能墻體材料，如加氣混凝土砌塊、新型建筑模網、外墻保溫材料等。墻體復合保溫方式主要包括內保溫和外保溫兩種。內保溫是指在外墻內側增加保溫措施,施工簡便宜行。內保溫熱穩定性差,室內溫度調節的速度快,適用于間歇使用的空調房間。外保溫即保溫材料在墻體的外側，有利于室內水蒸汽通過墻體向外散發，可避免墻體受潮，對保護建筑結構有利，能夠延長建筑物的使用壽命，墻體可以作為蓄熱材料且能解決維護結構通常存在的冷橋問題。其特點是熱穩定性好，室內溫度調節的速度慢，適用于連續采暖、空調的房間。相比較而言，推薦外保溫作為墻體保溫的首選措施。此外，空氣也是一種優良的保溫材料，在建筑物中常用材料圍成的空氣隔離層，不但可以保溫隔熱，而且具有切斷液態水份的毛細滲透、防止保溫材料受潮的功能。
2、門、窗節能設計
相對墻體而言，門、窗的保溫隔熱性能較差。普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物夏季降溫及冬季保溫能耗的50%-60%以上，所以改善其絕熱性能是節能設計的重點，主要措施有：
（1）控制建筑窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值。
（2）提高建筑外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料、彈性密閉型材料、密封膏以及邊框設企口等密封。框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等。扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等。扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。
（3）改善建筑門窗的保溫隔熱性能。戶門、陽臺門除應結合防火、防盜要求外，在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其隔熱性能。窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產生的冷、熱橋；可設置雙玻璃或三玻璃，并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，低輻射玻璃。合理地設計可開啟的窗扇面積，保證南方地區室內自然通風和降低北方地區室外冷風的直接滲透。
（4）設置“溫度阻尼區”。所謂溫度阻尼區就是在室內與室外之間設立一個中間層次，這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透，減少外墻、外窗的熱耗損。在北方地區住宅中，采用密封陽臺，外門設防風門斗，防止冷風倒灌，將樓梯間設計成封閉式，對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能取得良好的節能設計效果。
3、地面節能設計措施
在建筑圍護結構中，通過地面向外傳導的熱（冷）量約占圍護結構傳熱量的3%－5%。目前樓、地面的保溫隔熱技術一般分為兩種：一是采用地板輻射采暖的樓地面，在樓地面基層完成后，在該基層上先鋪保溫材料，將聚乙烯管固定在保溫材料上，然后回填細石混凝土，經平整振實后鋪設地板。二是在辦公樓地面周邊地區2米范圍內作6厘米厚擠塑聚苯板保溫。
4、屋頂節能設計措施
近年來在城市建設和居住小區開發中，坡面屋頂發展較快。據調查坡屋頂與平屋頂的頂層房間，室內溫度可相差5℃左右。這就表明在室內熱環境相同時，坡屋頂建筑的使用能耗比平屋頂少。屋頂應當采用傳熱系數、熱惰性指標符合標準的、高效的保溫隔熱屋面。目前用于屋頂保溫的各種材料的開發和應用發展較快，保溫材料有整體的、塊狀的以及松散的。屋頂保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料，也不適宜選用吸水率高的保溫材料以防保溫層大量吸水，降低保溫效果。
5、建筑物細部的節能設計
建筑物圍護結構細部的節能設計對于建筑物的整體節能設計也非常重要，應從以下各部位著手：
①熱橋部位應采取可靠的保溫與斷橋措施。
②外墻出挑構件及附墻部件，如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施。
③窗口外側四周墻面,應進行保溫處理。
④門、窗框與墻體之間的縫隙，應采用高效保溫材料填堵。
⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙，宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封，避免不同材料界面開裂，影響門、窗的熱工性能。
⑥采用全玻璃幕墻時，隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應填充保溫材料。
二、結語
實現我國民用建筑節能50%的要求，建筑設備選用及運行同樣不可忽視。例如北方地區供暖設計中采用效率可達80%左右的鍋爐，風機、水泵采用了變頻技術，在用戶附近建設了換熱站，使循環水量、軟化水減少，鍋爐結垢也減少，從而提高了鍋爐效率，降低供熱成本。從發展的角度來看熱電聯產、集中供熱、綜合利用熱能是節能設計的方向。南方地區民用建筑的空調設計，盡可能采用集中、中央空調及冷卻塔技術、太陽能技術、變頻技術、冷熱能利用回收等技術節約能源。再如照明方面采用的高效LED光源、聲光控、電磁、徽波、光波等技術。建筑用水采用循序設計、排水采用分流設計等節水系統，提高水的再利用率。熱能方面采用太陽能技術、納米涂料技術等。全面的建筑節能是一項系統工程。目前國家已制定了《公共建筑節能設計標準》、《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》、《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》等行業標準,對建筑節能做出了明確的政策規定;在具體實踐中還必須從設計、施工、各級監督管理部門、開發商、運行管理部門、用戶等各個環節,按照國家的節能政策和節能標準、規定,全面地、嚴格地采取節能措施,讓每一位公民真正樹立起全面的建筑節能觀,將建筑節能真正落到實處。
作者:毛長海單位:新疆冶金建設技工學校
1工業建筑節能設計理念重要性
1.1有效減少能耗
有效減少能耗是工藝建筑節能設計理念的重要優勢之一。眾所周知降低工業建筑的耗能在本質上減少工業企業的生產成本，并且還能夠在建筑物在使用和建造過程中盡可能合理地使用和利用能源,從而能夠在滿足同等需要或達到相同目的的條件下做到盡可能的降低能耗。除此之外，有效減少能耗主要還體現在可以有效的面對能源危機和潛在的能源資源價格上漲，并且建筑節能的技術途徑主要是依靠減少維護結構的散熱并且合理的提高供熱、制冷系統的熱效率兩個方面。即通過這兩方面的有效加強節能設計理念可以有效的減少相應的能耗。
1.2資源循環利用
資源循環利用可以讓工業企業在生產過程中占據非常大的優勢。眾所周知工業生產需要大量的資源支援，因此資源的循環利用可以有效避免大量寶貴的不可再生的能源資源在建筑、生產過程中被浪費。例如由于工業廠房的冬季內采暖計算溫度與室內外的冬季采暖計算溫度差(tn—twn)和民用建筑相比,要小10%~20%,熱損失自然也相應減少。除此之外，在資源循環利用的過程中節能設計理念的應用可以有效減少其整體資源的消耗，從而能夠在此基礎上促進其生產水平的有效提升和社會效益、經濟效益的不斷進步。
1.3提升生產效率
節能設計理念的應用可以有效的提升工業企業的生產效率。眾所周知工業建筑物的外圍護結構是其熱量損失的主要通道之一。因此通過節能設計理念的應用設計人員可以促進建筑物的墻體、屋頂及地基周圍等處使用高效保溫隔熱材料,并且能夠使建筑物圍護結構中各部分的傳熱系數大大降低，這最終就能促進企業生產效率的有效提升。除此之外，節能設計理念對于生產效率的提升主要還體現在了其能夠有效降低生產設備和機械的運行強度，從而能夠有效延長生產設備的使用壽命和使用效率，從而能夠在此基礎上促進工業企業生產效率的有效提升。
1.4減少腐蝕損失
減少腐蝕損失也是節能設計理念自身具備的優越性之一。眾所周知工業企業在生產過程中其廠房和設備都容易受到腐蝕問題的影響。因此在工業廠房的建筑單體設計中,設計人員應從廠房的平剖面布置階段開始就納入設計應考慮的范圍中。例如設計人員可以通過對于空調降溫的面積范圍和室內溫度進行有效的計算,來盡可能的避免不適當的大面積、大空間采暖和全空調,這可以有效避免機械設備生銹腐蝕的可能性。并且當工業還間內有散發大量生產余熱余濕甚至腐蝕性氣體時,設計人員在設計時應當考慮有效的自然通風來保證室內的正常生產環境，從而能夠促進腐蝕的有效減少。
2工業建筑節能設計理念應用
2.1根據工業特點設計
根據工業特點設計是工業建筑節能的設計理念應用的基礎和前提。在根據工業特點進行設計的過程中設計人員應當確保工業建筑圍護結構節能設計特點符合工業生產的實際需求。例如設計人員可以建在工業建筑物的墻體和屋頂以及地基周圍等處使用高效保溫隔熱材料,從而能夠可以使建筑物圍護結構中各部分的傳熱系數大大降低并且有效減少熱量的損耗。除此之外，在根據工業特點設計的過程中設計人員應當確保操作人員和運輸工具活動的高度范圍內具有良好的工作環境，因此在設計時不應當采用機械強度偏低的內保溫材料，并且在廠房內濕度大或又含有腐蝕性介質的條件下,不宜選用孔隙率、吸水率大的保溫材料，從而能夠在此基礎上促進工業建筑節能的設計理念應用水平的有效提升。
2.2合理選擇材料
合理選擇材料對于工業建筑節能的設計理念應用的重要性是不言而喻的。在合理選擇材料的過程中設計人員應當確保建筑外墻用的材料具有合適的厚度，從而能夠在減少熱量損失的同時促進建筑內部保持較為良好的通風。除此之外，在合理選擇材料的過程中設計人員應當可以從之前的節能設計建筑選取適用的構造和所需的材料。并且根據工業建筑的設計特點,要求控制各朝向的窗墻比為35%~20%。從而能夠更好地確保工業建筑的通風條件和采風條件，從而在減少電能消耗的前提下促進工業建筑節能的設計理念應用效益的不斷進步。
2.3優化建筑結構
優化建筑結構是工業建筑節能的設計理念應用的優秀內容之一。在優化建筑結構的過程中設計人員應當注重減少建筑的開窗面積，即盡量減少開窗面積始終是工業建筑節能設計的重要手段。根據相關研究表明，不同性能的外窗自身的傳熱系數可能存在3倍左右的差距。除此之外，在優化建筑結構的過程中設計人員可以通過選用保溫與密閉性能好的多層窗來促進工業廠房節能水平的有效提升。例如設計人員可以選用聚苯板和以膨脹珍珠巖為主要原材料的防水保溫板以及瀝青珍珠巖板等多種節能效果明顯的材料，然后合理的設計建造的防水層、保護層等構造，從而能夠在此基礎上促進工業建筑節能的設計理念應用可靠性的持續進步。
2.4.增強節能意識
增強節能意識是工業建筑節能的設計理念應用的重中之重。在增強節能意識的過程中設計人員應當督促自己具備更加高度的節能意識，這與此同時也是促使工業建筑節能設計工作能夠順利開展并且能夠收到良好效果的重要保證。除此之外，在增強節能意識的過程中設計人員應當通過采用其他人員提出的具體意見和細節意見,來促進節能標準得到有效的保障，從而能夠在節省土建工程量和降低造價,減少外圍護結構面積的同時促進工業建筑節能的設計理念應用精確性的不斷提升。
3結語
隨著我國國民經濟整體水平的不斷提高和工藝建筑發展速度的持續加快，工業建筑節能設計理念的應用得到了越來越多的關注。因此在這一前提下工業建筑設計人員應當對于節能設計理念的內容有著清晰的了解，從而能夠在此基礎上通過設計實踐的進行來促進我國工藝建筑整體設計水平的有效提升。
作者:楊宏單位:西安建筑科技大學
1、BIM技術在建筑節能設計中的實踐應用
在應用BIM技術時，只要把獲取到的相關設計數據移入到使用的設計軟件中，就能夠通過這些數據得到分析之后的準確結果。在進行建筑節能設計時，如果使用那些傳統的建筑節能設計軟件會浪費設計師很多的時間及精力，這時設計師就會常常出現顧此失彼的設計情況。而在建筑節能設計中應用BIM技術，則能夠有效的節約設計師的時間，并且讓設計師能夠有很多的精力去進行別的方面的設計。BIM技術應用在建筑節能設計上時，可以通過相關的建筑信息模型及設計軟件進行分析，從而能夠對建筑能力的分析過程進行優化，縮短設計所用的時間，有利于設計師解決那些比較困難復雜的問題。在進行建筑節能設計的過程中，如果符合當地的建筑標準以及有關的規定時，則能夠將BIM技術和GBS技術相結合起來，并且進行建筑類型的設定。在BIM的相關模型中，能夠將GBS技術直接導入其中，并且根據模型中的有關建筑信息進行熱模型的建立，并且把該模型的格式轉化為XML形式。為了將有關的數據進行全面的展示，可以使用DOE技術來實現不同時間段的實時模擬。在此過程中，為了得到所需要的建筑數據，僅僅需要將建筑設計有關的地理坐標和建筑類型輸入到GBS中即可。在進行建筑節能設計時，可以通過BIM技術和GBS技術的結合進行相關模型的建立，從而能夠獲得和建筑有關的詳細節能數據分析結果，使得實際的建筑施工能夠節約很大的能源。不僅僅GBS能夠和BIM技術相結合，Riuska軟件也能夠和BIM技術通過使用。在這二者相互結合使用時，通過BIM技術模型的導入，設計師則能夠取得很多建筑信息，方便建筑節能設計的進行。BIM技術在建筑節能設計中的應用是非常重要的，促進了建筑設計事業的快速發展。目前，建設行業發展的趨勢就是建筑節能設計，只有在建筑設計中融入節能設計，才能夠使得建筑更加的節約能源，避免的資源的浪費。建筑的能耗在全球能耗中占據了很大的比例，對建筑設計進行節能優化，是降低溫室效應的重要手段。
2、BIM技術對建筑節能設計的價值
在建筑節能設計中，BIM技術的應用對其有著非常的的價值，主要包括碰撞檢查、精確施工和計劃及協同提升效率等幾方面。在進行一些比較復雜的建筑節能設計時，工程師和設計師有時候根本不能夠查找出二維藍圖中涉及的沖突問題。在實際施工中，每一項工程都可能會由于碰撞問題而不符合要求，需要重新進行建筑節能的設計，進行返工。但是重新設計施工的損失是非常大的，不僅損失材料，還會損失機械臺班，出現窩工現象。而然在進行建筑節能設計時，應用BIM技術進行BIM模型的創建，系統則能夠自行進行有關碰撞的檢查，即使是全碰撞情況也能夠檢測出來。BIM技術的應用能夠為設計者提供準確的碰撞檢查結果，并且得出最優的解決方案，防止碰撞造成的損失。在進行項目施工計劃時，手工進行預算工作會使得工作的準確性降低，不能夠準確的計劃出相關的資源，不精確的計劃會造成很大的資源損失。而在建筑節能設計時，應用BIM技術，則能夠使得施工和計劃非常的精確，優化施工，避免資源的浪費。在施工計劃上，利用虛擬的施工模擬能夠準確的分析出建筑時所用的資源和設備情況，最大限度的節約資源。在進行建筑節能設計時，可能會因為該項工程非常的復雜，并且項目團隊是臨時組成的，就會嚴重的影響工期，造成損失。而應用BIM技術一則能夠實現信息資源的共享，獲得精確的數據；二則在BIM模型上直接做節能設計和節能計算可以避免設計人員的重復建模從而提高設計工作效率，也使得項目各階段的工作比較的協調，加快從設計到施工階段的時間。BIM系統其優秀是通過三維設計獲得工程信息模型和幾乎所有與設計相關的設計數據，可以持續即時地提供項目設計內容、進度以及更改信息，這些信息完整可靠，質量高并且完全協調。
3、總結
綜上所述，在社會經濟快速發展的今天，建筑節能已經成為了建筑設計的一個重要內容。一個合理的建筑節能設計能夠有效的節約能源，避免過大的能源消耗。而BIM技術則能夠有效的優化建筑節能設計，使得建筑設計更加的節能。BIM技術已經在一些比較復雜的建筑設計中被應用，為了更好的在建筑節能設計中應用BIM技術，就需了解該技術的特點，并且了解該技術的相關實踐。BIM技術對建筑節能設計有著非常大的價值，因此必須加強對BIM技術在建筑節能設計中應用的研究。
作者:馬曉云單位:廣西大學設計研究院
