21世纪人类社会面临的三大问题是人口、资源和环境，资源问题以能源为首要问题。在中国经济高速发展的情况下，能源需求正在快速增长，能源面临的形势十分严峻。节约能源和开发利用新能源显得十分紧迫。基于这样的形势，把节约能源从国家层面上提到了前所未有的高度。伴随着近年来大规模的土木工程建设的进行，建筑能耗成为全国能耗的大户，占全国总能耗的30%[1]。建筑能耗的激增制约经济的可持续发展。据有关部门预测：如果建筑节能工作维持目前状况，2020年建筑能耗将达到2000年的3倍以上;如果国家抓紧建筑节能工作，则建筑能耗增长约1倍。建筑节能成为改革发展的迫切要求。文章分析建筑节能的制约因素，从建筑物周边环境和整体构造方面论述节能的措施。
一、建筑能耗的制约因素
建筑能耗是建筑外围护结构传递的热量以及维持室内热环境、冷热源设备及系统的能耗的得热量之和(或差)。建筑的失热和得热的比例也不断变化[2]。制约建筑能耗的因素主要有三方面。
1.外部条件
以气象为主的外部环境，如温度、湿度、风速、日照时间等，是不以人的意志而改变的客观存在。
2.建筑构造
建筑围护结构的不同，建筑能耗结果也不同。建筑物墙体的厚度、材料、气密性能、通风性能、透湿性能、遮音性能、热容量等，属于建筑设计的范畴，可以人为改变。
3.室内条件
根据人在室内生活工作的目的不同而变化。为了维护人们舒适的生活或工作环境，在可能的范围内调整设计手法，减缓激烈变化的外部环境对室内的影响。
二、建筑节能设计的途径
1.改善微气候
任何单体建筑都是与其周围环境交换能量的，因此，要减少进入单体建筑的热能，首先要改善建筑周围环境的微气候。
(1)通风。我国大部分地区夏季主导风向是东南季风和西南季风，因此，应当使建筑物朝向夏季主导风向。当建筑群成排布置时，宜与主导风向成30°～45°角，并采用前后错位、斜列、前低后高、前短后长、前疏后密等布局措施，使整个建筑群都能形成对流风。建筑物的楼梯敞开、底层架空等措施，也有利于后排建筑物的通风。此外，应注意因地制宜地利用和引导水陆风、山谷风、林原风、街巷风、天井风、庭园风等来改善气候。
(2)绿化与水体。华南理工大雪热带建筑研究室曾对夏天阳光下不同地面的温度进行实测，结果如表1所示[3]。可见，绿化相对于硬铺砌可取得表面降温3℃～6℃的效果。若配以水体和喷泉等，还可进一步改善微气候。因此，尽可能增加绿化和水体面积，减少硬铺地，是改善环境气候和节能的一项重要措施。
2.改善建筑物单体节能设计
(1)选择有利的朝向和体型。建筑物的朝向对节能意义重大，应尽量争取南北朝向，避免东晒和西晒。
建筑物体型系数是建筑物外表面积与体积之比。体积一定的建筑物若体型系数大则外表面积大，通过围护结构的传热就多。因此应当力求将体型系数控制在0.35以下。某些高级建筑，出于造型和美观的考虑，不得不采用较大的体型系数时，应适当增加外墙热阻来弥补。
(2)合理确定窗墙比。窗墙比是窗户面积与外墙总面积之比。若窗的面积较大，则夏季室内日射得热量多，室内就较热，空调冷负荷就相应增加。在冬季，虽然进入室内的日射可减少供暖负荷，但由于窗的温差传热损失要比墙体大得多，因此窗的面积大耗能多。可见，减少窗户面积是一项重要的节能措施。
(3)采用特种玻璃和遮阳板设施。采用特种玻璃是减少室内日射得热的有效方法之一。常用的特种玻璃有吸热玻璃、反射玻璃和遮光玻璃等，与普通玻璃相比，可分别减少23%、30%和70%的日射得热。采用增大屋檐、窗户侧壁、阳台以及专用遮阳板等遮阳措施，可直接遮挡夏季阳光的热辐射。
遮阳板的设置与太阳的位置和建筑物朝向等因素有关。水平式遮阳板适用于南向窗口;垂直式适用于北向窗口;综合式适合于东南和西南向窗口;而挡板式遮阳板则适用于东西向窗口。
(4)改进围护结构的放热、隔热性能。研究并推广具有低热转移值的外墙和屋顶结构、选用导热系数小的材料，具有重要节能意义。这方面的措施包括外墙表面采用浅色设计，以反射太阳热力;屋顶采用植被屋顶、蓄水屋顶、通风屋顶，墙体采用中空结构等。
(5)自然通风与地下冷源的利用。加强通风有利于改善温带和亚热带地区室内热舒适环境，因此应当注意借鉴传统建筑的若干设计手法，利用风压、热压作用，改善自然通风。例如，利用门窗对位，促进水平穿堂风的形成;利用风管、风塔或高层建筑的中庭进行灌风或抽风以促进垂直通风等。若能将风或空气送入地下空间，利用导管将经过自然冷却的地下空气或水引导到室内，尚可进一步降低室温。
当然，自然通风与减少窗墙比必须权衡利弊，综合考虑。为了强调自然通风，过多地增加窗户面积是不适宜的。
3.采用绿色照明
在研究各类房屋设备使用能源比例中发现：空调占36%、照明与一般用电占35%。因而出了重视空调节能外，必须重视照明采光等其它用电设施的节能。
首先要注意充分利用自然采光、减少照明用电。在配电及照明系统设计中，还应当注意改善各种灯具和用电设施的功率因数，尽量采用高效率的灯具，如将钨丝灯泡改为荧光灯、将高压汞气灯改为高压钠灯等。在照明设计中推广局部照明装置，只在工作范围内配置适当照明，减低环境照明光度;安装自动光源控制和红外线感应器等，避免不必要地长期亮灯。此外，还可采用光导管收集太阳光进行室内照明。
4.利用太阳能等洁净能源
首先是推广应用被动式太阳能集热系统，用以给建筑物提供热源。同时，太阳能还可用来制冷，一种途径是利用太阳能推动机械装置，再推动压缩制冷系统;另一种途径是利用太阳热量直接驱动吸收式制冷机。
5.研究并推广能源计算软件
对建筑物各种耗能装置和各种围护结构进行能耗的计算机预测模拟分析，将能够定量地计算出各种节能措施的效益，减少盲目性，取得最优化，这是节能高科技化另一重要措施。
6.适当提高室内热舒适标准
研究显示，若适当将夏季空调舒适标准从通常的25℃～26℃提高到28℃～29℃，不仅满足居民热舒适要求，减少空调房间与室外之间由于温差过大容易引起的热伤风等空调病，还可取得节能的效果。
三、结束语
建筑节能是一个复杂的系统工程，直接关系经济的健康发展。只有提高节能的自觉性，充分认识到建筑师和设备工程师在建筑节能方面不是无所作为而是大有可为的，并且真正从设计实践中努力贯彻节能措施，则能够有效地克服能源危机，真正实现资源和经济社会的可持续发展。
参考文献：
[1]朱盈豹.保温材料在建筑墙体节能设计中的应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2]王荣光.减少建筑能耗的途径[J].建筑节能，2001(3)：32—36.
[3]吴硕贤，夏清.室内环境与设备[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.
