教育与工业绿色建筑节能设计

绿色建筑要求建筑物高效率地利用能源，最低限度地影响环境，实现“人—建筑—自然”三者的和谐统一。因此，建筑的节能设计成为实现绿色建筑的关键。建筑节能是指在建筑中提高能源利用率，用有限的资源和最小的能源消耗起到最大的经济和社会效应。据粗略估算，采取周密、有效的建筑技术措施可降低2/3～3/4的建筑能耗。从社会和经济长久发展的角度来看，绿色建筑是未来发展的必然趋势，绿色建筑的节能设计也必将得到高度的重视。

（一）新能源的开发和利用

在绿色建筑的节能设计中尽量避免使用不可再生资源，充分利用可再生资源。随着科技的不断发展，太阳能以其巨大的优势在很多领域获得广泛应用，在节能建筑中可以将太阳能资源引入，向太阳索取能量。具体做法有两种：一是太阳能应用系统。用太阳的热辐射给水加温，提供生活热水，这种节能技术已经得到普遍应用，其基本结构包括太阳能采集器、热能储蓄装置、热能交换器和能量供给装置；二是太阳能光电系统，这种系统将太阳能直接转化为电能，为建筑居民提供清洁的能源用于家庭照明等生活服务。

（二）绿色建筑照明的设计

绿色建筑节能照明设计是非常重要的设计元素，随着人们环保意识的普遍提高，绿色照明逐渐提上节能设计的主要议程。所谓绿色照明，即充分利用自然光，尽量少使用人工采光。大量的工程实践证明，采用光反射装置可以有效地提高室内的采光度和采光的质量，而且增加室内的空间感。当然，绿色照明不是没有边际地采用自然光，而是要充分考虑自然采光与少量增热之间的关系，做到一种均衡的发展。除了使用自然采光外，必须使用采光照明时，尽量选择低能耗、高亮度的灯具，避免使用白炽灯，尽量使用节能灯。能源节约设计还可以采用灯具的控制装置来实现，通过声控或者红外线控制，实现有效的能源利用。

（三）绿色建筑节能构造设计

在绿色建筑的节能设计中，内部设计固然重要，外围结构保温隔热设计也非常关键。在建筑节能设计中，为了确保屋面、墙体、门窗等建筑部件具有很好的热工性能，需要不断提高其气密性，提高太阳能等可再生能源的利用效率。

1.墙体的节能构造

墙体可以说是建筑外围护结构的主要部分，也是建筑中室内与室外进行热交换的主要介质。调查表明：如果建筑节能达到50%，那么其中有25%通过墙体的保温隔热层来实现。因此，在绿色建筑节能设计中，外墙体的设计是一个不容忽视的环节。对于外墙体的节能设计首先要以基本的承重作为设计原则，保证外墙体的承重能力和安全围护功能，同时考虑选择保温隔热效果良好的材料进行砌筑。就目前而言，我国建筑节能施工中常用的外墙材料有加气混凝土砌块以及复合墙体。复合墙体中绝热材料主要有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯泡沫塑料等，这些特殊材料有的直接充当外墙体构造，有的进行外包处理，从而阻断热传递，提高室内能源的使用效率。同时，在外墙上种植爬山虎等攀援植物，也可以有效地阻止内外的能量交换，如果植被遮盖90%，外墙的温度就可以降低8℃，而且还能提高室内的隔热效果，减少灰尘的吸收等。

2.外窗的节能构造(www.xing528.com)

在绿色建筑节能设计中，外窗也是建筑物重要的围护组成部分，外窗与建筑物的外墙、屋顶等一起构成建筑围护结构，与外墙不同的是外窗还具有保温、隔热、采光、通风、观景等多种作用。但是由于外窗构造比较薄，与外墙比较起来传热性比较高，因此，在节能设计中，要充分考虑外窗的节能构造。除了传递温度性能外，建筑中外墙对室内人体的舒适性关系也非常大。玻璃窗的质量优劣，对于室内环境、声音、采光等都会带来很大的影响，玻璃窗的放热与得热可以降低或者提高室内空气的温度和湿度。另外，玻璃窗在与人体内的热辐射的交换中，玻璃窗的大小、人与窗的距离、窗户表面的温度等都会形成一定的影响因素；玻璃窗适度的通风对人体有着积极的调节作用，它可以通过通风和光线的照射给人以舒适的感觉，保护视力，促进身心愉悦健康，从而提高工作效率。基于此，在外窗的节能设计中要充分地考虑保温隔热性能，改善室内温度，改善窗户内表面温度，控制空气渗透，使室内换气量合理，满足人体需求，在减少能源消耗的同时，提高室内热舒适程度和视觉舒适程度，改善室内环境，提高房屋的品质。

（四）科学设计建筑的朝向

建筑的朝向应该迎合当地的夏季主导风向，同时避开冬季主导风向。这样的设计，在夏季太阳暴晒的情况下可以有效地减少来自太阳的辐射，可以有效地减少空调的使用率。当冬季来临时，建筑所受到的太阳辐射的时间延长，从而增加了保暖性，减少了热能的使用，实现了节能效果。在进行绿色建筑节能设计的整体规划上，要以节约土地资源为必要的前提，尽量采用好的风量风速的设计模式，促使建筑物内部的空气与室外空气进行有效交换，从而降低建筑物对于能源的使用率，节省能耗。另外，在按照风量和风速进行节能设计中，排列建筑应该遵循着南小北大、南低北高的原则进行，从而尽量确保绿色区内所有建筑可以共享自然资源。

（五）窗框的设计方法

目前，建筑中窗的作用不再是简单的提供光线照明，窗也以更加多元化的设计形式满足了人们的生活需要和视觉美感。窗的立面造型设计技术就是一项值得考究的内容。首先，飘窗的设计非常关键，具有立面效果的窗台板不仅一改传统的桎梏，摒弃原来窗台与外墙的死板，而且形成折线形的多个平面，这样一来不仅增加了采光的面积，而且从外形上看有了凹凸变化，并且虚实相应，使外观得到极大的美化。窗台板的设计均分为两层，分别位于窗洞的上部和底部，上部的窗台板还可以放置空调机，窗台板的设计形状分为折线形、直线形等，可根据建筑的实际情况进行确定。其次，窗框的设计也不可小觑，窗框在建筑中对窗户玻璃的通透性和美观有着直接的影响，其中绿色、蓝色玻璃适宜中性色的搭配；窗框一般采用塑钢、铝合金材质，主要是为了实现加固、美观和耐腐蚀的效果。窗框虽然不起眼，但是在设计中稍加注意，对于建筑的整体造型能够起到画龙点睛的作用。

（六）阳台的设计技术

阳台作为建筑视觉焦点，常常成为立面设计的主要部位。阳台存在的形式、材料的质感、色彩的搭配、风格的建立和位置等是进行立面创作的基础，根据阳台所处的空间角度、与周围环境的融合等方面，通过立面造型设计实现功能美、造型美和景观美的特点。在阳台的立面设计中，通常采用层层重复的阳台实现强烈的横向构图特征和韵律感，还有的设计师在设计中利用阳台的不同组合和布置，实现垂直构图、网络构图、成组构图等不同特征。阳台的栏杆也是设计的有效构件，通过栏杆或者栏板的色彩、材料、造型等艺术处理，体现阳台的精巧、轻盈和通透性，如铁艺栏杆的运用可以打造轻巧、简洁的外观效果。随着绿色环保需求的增加，将绿色植被种植加入阳台设计之中，可以有效地降低建筑能耗，实现生态节能设计原则。

随着社会经济的不断发展，绿色建筑已经逐渐成为建筑设计的一种潮流，采用科学的设计措施和方法，加强绿色建筑的节能设计，设计人员要不断提升设计水平，优化建筑节能设计的质量，从而实现建筑的绿色低碳节能。