基于构造设计学的建筑节能设计研究

　　【摘要】基于构造设计学的概念，力图在建筑设计中，尽量不依赖耗能设备，而在建
筑形式、空间、布局和构造上采取措施，充分利用天然资源和地理条件，采取被动式构造
设计手段，以改善建筑环境，实现微气候建构。本文具体地从建筑设计中的自然通风、自

 

然采光、遮阳以及围护结构的改善等几方面探讨了如何节约能源，从而保护生态环境。

 

　　【关键词】绿色建筑设计；建筑节能；构造设计

 

　　
　　1 

 

引言

　　建筑系统本身是巨大的消费者。它总会这样那样地给生态环境带来负面影响。那么如
何体现实行低耗能、克服严重的环境污染，采取节约型建筑技术体系呢?有关专家提出了
“

”

构造设计学 的概念，即要求在建筑设计中，尽量不依赖耗能设备，而在建筑形式、空间、

布局和构造上采取措施，充分利用天然资源和地理条件，采取被动式构造设计手段，以
改善建筑环境，实现微气候建构，来满足生活舒适的要求[1]。本文正是基于这样的概念，
从建筑设计中的自然通风、自然采光、遮阳以及围护结构等几方面来阐述如何节约能源，

 

从而保护生态环境。
　　2 

 

关于自然通风的设计

　　通过流体力学原理分析，建筑通风的形成机理主要在于室内外温差造成的热压差
( P)

△

，该热压差造成气流流动动力，并通过建筑洞口有效的高差设计，强化气流动力，

而形成建筑通风。有关△P 形成的通风值的评价依据在于：洞口高差△H 和空气密度差
△p，只要在设计中把握好二者，就能达到热压通风的目的。尤其是洞口高差△ H，在设
计中完全可以控制，其措施有：(1)建筑剖面设计的通风调整。在剖面设计中控制洞口高
差，以尽量大的△H 值来加强温差所产生的通风反应，尤其是在住宅建筑中，使出风口
高度大于进风口高度，使室内气流呈上升趋势。(2)建筑空间设计的通风调整。为了加强建
筑通风，在建筑设计时，结合一些功能目的(楼梯间、中庭)

“

”

，设计具备 烟囱效应 的空间

 

体系。
　　其次，还有压力体型系数的差 C1-C2，建筑师虽无法改变室外风速 V，但可以通过
体型设计来控制 C1-C2，如建筑迎风面的调整和建筑的导风调整。建筑形体控制方法的主
要作用就在于通过对建筑物、构筑物的平面、剖面的形式，以及其形体间的空间组合关系

“

的有效控制，并通过对所设计环境中植物的合理选择与配置来创造有利于居民生活的 再

”

生风环境 。人工构筑物和绿化植物的遮挡作用的运用，是对建筑周围再生风环境进行调

 

节的一种有效途径。
　　另外，建筑自然通风设计还应考虑：南向是冬季太阳辐射量最多而夏季日照减少的
方向，并且我国大部分地区夏季主导风向为东南向，所以从改善夏季自然通风房间热环
境和减少冬季的房间采暖空调负荷来讲，南向是建筑物最好的选择；住宅楼的进深以
10m 至 13m 为宜，太浅或太深都不利于室内空气流动；建筑高度对自然通风也有很大的
影响，一般高层建筑对其自身的室内自然通风有利，而在不同高度的房屋组合时，高低

 

建筑错列布置有利于低层建筑的通风。
　　3 

 

关于自然采光、遮阳的设计

　　自然采光能够非常显著地减少能耗和运行费用。国外的研究证明自然采光能形成比人
工照明系统更为健康和更为兴奋的工作环境，长期不见日光或者长期在人工光环境下工
作的人，容易发生季节性的情绪紊乱、慢性疲劳等病症。为保证一定的日照时间，建筑物
在设计时还需考虑环境的遮挡问题，如住宅与阳光障碍物的距离一般不应小于障碍物高

 

度的两倍。