[摘要] 随着科技发展，建筑科技与建筑节能越来越重要，符合社会发展的需求。本文讨论建筑设计与建筑节能之间存在的关系，具体包括建筑平面设计、建筑体型设计、建筑体量设计和建筑窗体设计。
摘要：本文通过结合建筑科技与建筑节能的基本内容展开讨论，并在此基础上，分别从建筑各部位的绝热设计，以及采暖、制冷和照明等方面，详细阐述了建筑节能的实现途径。与此同时，对于建筑设计与建筑节能之间存在的关系，具体包括建筑平面设计、建筑体型设计、建筑体量设计和建筑窗体设计等作了一些介绍。通过分析和探究，希望能够为广大建筑设计人员提供一些参考和帮助。
关键词：建筑科技;建筑节能;研究
一、引言
新形势下，随着现代化科技的日新月异，以及由于人们生活水平的提高所带来的建筑能耗日趋剧增，促使建筑科技与建筑节能的研究工作越来越受到人们的普遍关注及重视。建筑科技与建筑节能，符合社会发展的需求，同时也是缓解我国能源供应与社会经济发展矛盾的有效举措，能够起到合理利用能源资源、环保低碳、高效可靠的作用，拥有不容忽视的发展前景。结合建筑科技与建筑节能的实现途径来看，可以从建筑各部位的绝热设计，以及建筑采暖、制冷和照明等方面来具体实现。为此，本文主要结合建筑节能的实现途径以及其与建筑设计存在的联系等两方面展开进行讨论，现具体分析如下。
二、建筑节能的基本内容及相关概述
建筑节能设计，主要是在遵循环保节能以及气候环境的前提下，对建筑物所进行的一种设计方法，具体包括对建筑物的规划、设计、新建，以及改造和使用等。通过在技术、工艺以及设备和材料等方面实现节能设计，能够促使建筑物的保温隔热性能、采暖供热性能、空调制冷制热系统和照明系统等逐步提高，最终达到建筑物低能耗的目的。在当前，由于我国建筑节能的推行时间相对较短，建筑节能的发展仍处于初始阶段，需要国家予以更多的关注和重视，以进一步提高节能建筑在总建筑面积当中所占的比重，推动建筑物向可持续发展的方向迈进。
三、建筑节能的实现方式
(一)建筑各部位的绝热设计
建筑的绝热设计，需要对建筑的整体构造作充分考虑，主要包括屋顶、墙壁、地面以及门窗等几个部位。在屋顶绝热设计方面，由于屋顶经常性受到“烘烤”，设计时需要将其通风换气作为重点考虑，此时，可在正确选用绝热材料的基础上，进行屋顶外侧绝热设计;在墙壁绝热设计方面，通常可采取墙壁外侧绝热的方式，用来增大其绝热层的传热热阻，并做好内部结露问题的预防工作来达到设计目的;在地面绝热设计方面，由于夏季地面的热量相对于普通地板损失较多，通常可对其进行内侧绝热，来实现全面绝热，不过为避免室内侵入土中湿气，此时还要加设一层防潮层;在门窗绝热设计方面，针对不同结构形式的门窗，往往可通过以下方法进行：(1)利用双层(或多层)窗玻璃绝热，此方法多应用于温度较低的地区;(2)利用反射红外线玻璃实现绝热，或是具备反射红外线的合成树脂薄膜玻璃来达到绝热效果;(3)混合模式，即结合上述两种模式进行。例如在某些既需要采暖又需要制冷的地区，通常可采用中空玻璃来充当窗内材料，以起到吸热和热反射功能。
(二)建筑采暖的实现方式
实现建筑采暖的节能途径，除了对各种可能促使辐射热侵入室内的条件的充分利用之外，还应通过不同位置来加强对辐射热的利用，包括建筑表面、开口部位及其内部等各个方面。或是在温度差、建筑物导热面积、材料厚度等方面来对热损失进行抑制。而且，在建筑节能设计过程中，通过对建筑所在位置的风势、建筑开口部位及缝隙的状况等加强考虑，同样能够起到对流热损失的抑制作用。另外，建筑蓄热效果还与其造型、材料选型等方面相关。
(三)建筑制冷的实现方式
基于建筑科技的建筑制冷节能设计，同样需要从多个方面作充分考虑。首先，应重视处理建筑开口部位，包括其热反射能力、再辐射能力等;避开太阳直接照射方向，并在其附近增设障碍物等。其次，应重视处理建筑的地面反射热以及二次反射等;再者，设计时还应对对流热侵入室内提供相应预防措施;另外，还可通过设置排气孔、加强自然通风或人造风等方式加强对流散热。
(四)建筑照明的实现方式
为进一步实现建筑物的低能耗效果，设计时还应将建筑物的照明及采光列入重点考虑的范畴。一般可通过不使用或减少使用照明设备、使用低能耗照明设备、合理分布照明设备以及加强室内采光等方式，来实现建筑照明上的节能。首先，在设计过程中，可适当将建筑各部位及相关物体的光反射系数提高，减少光损失，促使建筑内部的光均匀分布。其次，重视建筑的采光效果，通过合理设计建筑部位的朝向，或是加设天窗、顶棚来充分利用自然各种光源(如图1)。此外，还可通过加强对高效率光源的使用，来提高建筑照明的节能效果。
四、建筑设计与建筑节能的联系
(一)建筑平面设计方面
建筑平面设计与建筑节能存在的联系，具体可以从以下几个方面进行分析。一是在建筑平面形状的设计方面，由于在建筑体积V保持不变的条件下，建筑围护结构总面积S越小，热耗相应越少(即S与建筑节能呈正相关)，为此在设计时，应适当对S：V进行控制，以实现建筑节能。二是在建筑长度的设计方面，建筑长度与建筑节能呈一定比例关系。这主要表现在建筑的能耗随着建筑长度的缩减而呈逐步增加趋势。当建筑长度由100m缩减到50m时，建筑能耗相应提升8%左右，当建筑长度由100m缩减到25m时，建筑能耗同样出现相应提升，而且5层建筑提升约25%左右，9层建筑提升约17%左右。三是在单幢建筑沿纵向轴线方向总尺寸(幢深)的设计方面，建筑节能与其幢深同样存在联系。一般随着建筑幢深的增加，建筑的传热耗热指标也会呈现显著下降趋势。四是在建筑平面布局的设计方面，建筑的平面布局对建筑的节能效果起到决定性作用。在设计时，应有针对性地对热环境进行合理分区，例如客厅、卧室等人们活动频繁的区域，对热环境质量要求相对较高，可通过集中设置的方式，将其设置在利用日辐射较大等平面温度较高的区域，从而减少供热能耗的效果。
(二)建筑体型设计方面
根据建筑体型设计与建筑节能的关系，控制建筑体型系数、表面面积系数、辐射热以及耗能体型等是关键。建筑体型系数主要是指建筑物与其室外面积及体积之比。一般建筑节能会随体型系数的变化而变化。建筑体型系数越大，则其热散失面积以及能耗相应增加。在设计时，可通过减少建筑面宽、加大进深、增加层数，或是合理控制建筑体型的变化等方式来提高节能效果。在对其表面面积系数进行控制时，将建筑表面面积系数控制在最小，节能效果最佳。而在对辐射热进行控制时，则可通过适当增加正南朝向建筑的长宽比的方式，来获取更多的热能，不过若是朝向偏角等于或无限趋于90°，则此时建筑长宽比越大，获取的日辐射越少。另外，在选择建筑体型方面，从建筑物各方面的尺寸、有效传热系数上加以控制，能够获取到最低耗能的建筑体型。一般来说，在建筑各方面平均传热系数不同的情况下，传热系数相对较小且面积相对较大的面则可判定为最佳耗能体型;若是平均有效传热系数一致，则将传热系数最小的建筑体型视为最优耗能体型。
(三)建筑体量设计方面
在此分为两方面考虑。一是总建筑面积和建筑节能之间的联系，此时单幢建筑的单位面积传热耗热量会随着其总面积的增大而减小。不过在此过程中所产生的耗热量是呈现抛物线状不均匀降低的，往往开始增加面积时，其节能效果趋于明显，但当面积达到一定限度时，则其节能效果趋于平缓。二是建筑层数和建筑节能之间的联系，往往单幢建筑物层数的多少会给建筑节能带来相应影响。表现为建筑层数越多，建筑节能效果越明显，反之，建筑节能效果则相应降低。
(四)建筑窗体设计方面
建筑窗体与建筑节能有很大的联系。在实际使用中，建筑窗体不但能够对外界环境变化侵入室内行为进行限制，同时，还充当着室内的人与室外的大自然的沟通渠道。一般认为，建筑窗体与建筑节能的联系主要受到窗体传热系数、窗体面积，以及朝向、遮挡状况和气密性等多种因素的影响。其中，窗体传热系数和面积尺寸是关键因素。
从建筑窗体的窗墙比例、窗体的玻璃层数和朝向方面来看，建筑节能会随着正南朝向的窗墙比例增加而呈现上升或下降趋势，这里重点需要考虑第三个因素，即窗体的层数。一般基于单层窗体的窗墙比增加，其建筑节能呈下降趋势;基于双层(或多层)钢窗的窗墙比增加，则其建筑节能会呈现出明显上升趋势。提示南朝向的双层窗体是得热构件，其辐射热相对于窗体的热耗要高得多。而且其他朝向窗体同样具有这个特点，不过相对不够明显。另外，气候条件也会对其造成一定影响。
从建筑窗体的附加物来看，保温窗帘、保温板等建筑窗体的附加物，能够起到减少夜间窗体热耗的有效作用，而且其节能效果还与阳台挑出长度及朝向有一定关系。一般南向阳台挑出长度越大，其节能效果越低，而其他朝向的则不明显。
从建筑窗体所属的地区来看，建筑窗体应基于建筑所属地区的条件进行设计，包括考虑选用窗体的层数、朝向等。对于南向窗体，除了考虑其层数之外，还可通过适当增加其面积来实现对日辐射的充分利用。
五、结束语
建筑科技与建筑节能是现代建筑技术的一个重要发展方向，通过对建筑科技与建筑节能的实现方式以及两者之间存在的联系进行研究，可以看出，建筑科技与节能可以有效缓解我国能源供应与社会经济发展之间的矛盾，能够起到一个合理利用能源资源、环保低碳、高效可靠的作用，拥有不容忽视的发展前景，需要我们予以重视和不断探索，以实现其长远发展。
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作者：候祥
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