绿色建筑节能设计分析
【摘要】作者从建筑物初期的设计规划、维护结构的设计以及通过新能源的利用三个方面探讨建筑的节能设计。推行建筑节能，发展绿色建筑，实现可持续发展已成为共识。作者结合工作经验对绿色建筑节能设计提出了自己的见解，并简单介绍了新能源（太阳能）的利用。
【关键词】绿色建筑；节能设计；生态；太阳能
1、绿色建筑设计准则
绿色建筑也被称作绿色生态建筑、可持续建筑。就是以自然生态原则为依据，探索人、建筑、自然三者之间的关系，为人类塑造一个最为舒适合理且可持续发展的环境的理论。它是将人类社会与自然界之间的平衡互动作为发展的基点，将人作为自然的一员来重新认识和界定自己及其人为环境在世界中的位置。生态建筑不是仅靠几位建筑师就可实现，更不是一朝一夕就能完成的，生态建筑是21世纪建筑设计发展的方向，是建筑师应该为之奋斗的目标。
一般来讲，生态是指人与自然的关系，那么生态建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间小环境（即健康宜人的温度、湿度、清洁的空气、好的光环境、声环境及具有长效多适的灵活开敞的空间等）；同时又要保护好周围的大环境--自然环境（即对自然界的索取要少、且对自然环境的负面影响要小）。
2、绿色建筑节能设计方法
2.1 建筑的选址、布局的节能设计
合理的建筑布局能够最大化场地和资源的利用效率，从而能够改善建筑物的室内环境，减少建筑物热排放，优化建筑物布局的主要措施为：第一，规划好建筑内内部的功能区分，建筑物北面尽量安排不需设置窗户的功能区，将功能相似的区域尽量布置在同一地区，这样能够方便建筑物内部空调和通风系统的设计。第二，为减少建筑物的资源能源消耗，应尽量利用已有的地形当做其围护结构。第三，按照当地的主要风险和纬度，优化建筑物朝向，尽量利用当地的风能和太阳能等资源，同时最大化使用当地的其他自然资源。第四，利用当地已有的各种植物来减小建筑物的热负荷影响。
2.2 建筑体型、朝向、配套设施的节能设计
2.2.1 建筑体型的设计
建筑空间系统和建筑物形体不仅仅是绿色节能建筑的重要组成部分，也是地域性建筑本质特征的表现。建筑物的室内热能耗与其形体之间有着极为紧密的联系，而建筑物的热能也是其重要的衡量指标。建筑物本身的形体系数越小，说明建筑物形态较为规整，能够极大地减少夏季制冷和冬季供暖所产生的热工损耗，反之则较易于利用自然通风。正确把握建筑物自身的形体系数也是节能建筑的重要设计因素。在建筑物本身的设计中，可以适当使用别墅理念。借鉴别墅中线角、阳台、门窗、屋顶和建筑饰面激励的丰富性，及其与自然相结合的特点，这样能够体现出自然与人类和谐发展的基本原则，从绿色环保理念出发能够使建筑实现可持续发展。
2.2.2 建筑朝向的设计
建筑物的朝向对于建筑节能有很大的影响。当建筑物为南北朝向时，耗能较少。近年来，设计实践中的一种现象是越来越多的出现偏轴方位的建筑朝向，这种做法，可在活跃建筑群体、节约用地、处理建筑外形等方面带来一些益处，但从长远角度看，我们还是要强调正南朝向(包括南偏东、偏西15°以内朝向)的节能意义。因此，从节能的角度出发，如总平面布置允许自由考虑建筑物的形状和朝向， 则应首先选长方形体型，朝向尽可能大体朝南，避免东西向。在确定朝向时，另一个必须注意的问题是要处理好建筑朝向与季风风向的关系。在北方寒冷地区，主要使用房间的朝向应尽可能避免对着冬季主导风向，在南方炎热地区，建筑的朝向宜与夏季主导风向入射角保持在30°－6O°的范围内。
2.2.3 建筑物和配套设施的设计
建筑物配套设施的设计能够保证建筑物的健康性和室内环境舒适，在设计建筑物配套系统时，除了使用各种高效环保的建筑材料之外，还有以下几项措施：第一，新风系统的设计。新风系统是改善建筑物室内环境质量的重点，同时能够极大地提高室内的空气质量。无论夏季还是冬季，室内与室外之间都会存在较大的温差，而新风量越大也就说明处理新风会消耗更多的资源能源。第二，自然资源的使用。节约能源是绿色建筑的本质特点之一，绿色节能建筑的平均能耗量是同类建筑的一半左右，在节能的同时还要保证室内环境的质量水平，所以说，自然能源的使用在一定程度上决定着建筑能否实现绿色节能。建筑物常用的自然能源主要包括太阳能、地热能和风能等几种。第三，实现自然通风。建筑物自然通风是指通过大气自身的热压作用实现通风的一种方式，这种方式的主要标志是没有任何的能源消耗，便可以实现改善室内空气和整体环境质量的目的，这种方式所达到的效果不亚于空调的作用。但是，自然通风会在一定程度上受到建筑物结构和当地自然条件的限制，所以，为了达到良好的通风效果，实现预期目标，还要适当配合以其他自动调控设备。
3、围护结构节能设计分析
3.1 墙体节能设计
外墙的面积是建筑围护结构的主体，因而外墙体的保温设计相当重要，必须改变以往的外墙设计，采用新的节能墙体材料。在禁止使用黏土砖以后，应该把外墙的节能构造列为重要课题。墙体节能是采用高效保温隔热材料附着或填入墙体内，以提高墙体的热阻。复合墙体越来越成为当代节能墙体的主流，其一般做法是用砖或钢筋混凝土作承重墙并与绝热材料复合。某些单一材料墙体也可以起减少能耗的作用。
墙体改革推动了新型墙体材料的发展，多种节能型墙体应运而生，主要有加气混凝土外墙、页岩多孔砖、内保温复合外墙、夹心复合外墙和外保温复合外墙等。
3.2 窗节能设计
窗在建筑中的主要作用是采光、通风，同时也起围护作用。有资料表明，窗既是耗热构件，设计合理也可成为得热构件。因此，没法减少窗耗热和提高窗得热是建筑节能的重点工作之一。影响窗的热损失的因素有以下几种：
3.2.1 窗体位置
安排好门窗相对位置及开启方式，组织穿堂风通过：设置可调节的活动遮阳，如遮阳棚、窗盖板、窗帘、百页、热反射帘或自动卷帘等，以便夏季减少太阳辐射得热，冬季又得到日照，特别对西向、南向窗要更加重视。
3.2.2 窗体大小
窗大小与空调负荷关系甚大，窗墙比宜适当控制。在窗墙比的选择上，应区别不同的朝向。对南向窗，在选择合适玻璃层数及采取有效措施减少热耗的前提下可适当增加窗面积，充分利用太阳辐射热：而对其他朝向的窗，应在满足居室采光环境质量要求的条件下适当减少开窗面积以降低热耗。
3.2.3 窗体材料
（1）窗框：对金属窗框进行断热处理，用高效保温材料镶嵌于金属窗框之间，加大窗框的热阻，或利用空腹金属窗内的空气间层达到增加窗框热阻的目的。同时,选用导热系数较小的塑料窗框以减少通过窗框部分的热耗。（2）玻璃：选用合适的玻璃品种，适当选择吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃或中空玻璃。可在普通玻璃上贴隔热膜代替节能玻璃。（3）加强窗的气密性，采用气密条，提高外窗气密水平，提高窗用型材的规格尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量，减少开启缝的宽度达到减少空气渗透的目的。
4、新能源的利用
太阳能
太阳能是取之不尽的可再生能源，它利用量大，可随地取用，对环境无任何污染。目前已将太阳能的利用纳入环境的总体设计，把建筑、技术和美学融为一体，成为建筑的一部分。目前，已有很多利用太阳能的建筑实例，值得我们进一步推广。在建筑上太阳能的应用不仅可以节省能源，更重要的是有利于保护环境。建筑物利用太阳能的方式有被动式和主动式两种。被动式利用太阳能足指建筑物直接利用太阳辐射的能量使其室内冬季最低温度升高、夏季最高温度降低。主动式利用太阳能是指通过一定的装置将太阳能转化为人们日常生活所需的热能和电能。目前，已有很多利用太阳能的建筑实例，值得进一步推广。太阳能在建筑上的应用不仅可以节省能源，更重要的是有利于保护环境。
在利用太阳能技术时应考虑到，由于太阳辐射强烈而引起顶层房间过热是一个十分普遍的问题，必须认真对待。应加强隔热层，可以设架通风层，还可设倒置式屋面；采用种植屋面，改善生态环境：另外还可采用坡屋顶．利用阁楼通风散热。
5、结语
我国经济社会的高速发展，使得生态环境与社会发展之间产生了诸多的不可避免的矛盾和问题，这些问题的出现给我们敲响了警钟，也使社会建设者认识到了绿色生态理念的重要性，使可持续发展这一理念上升为了我国的基本国策。绿色建筑的观念已经受到各个阶层人员的重视。绿色建筑的本质在于尊重自然生态，循环利用资源，保护自然环境和地球环境。绿色建筑强调的不仅仅是对建筑建设过程的管理，建筑的全寿命周期都应该贯穿”绿色”的理念。回归建筑的本源，我们需要用创意迎接挑战，创造丰富而有内涵的新型绿色建筑。