居住建筑設(shè)計中的節(jié)能措施探討

齊芳燕

摘要：建筑節(jié)能設(shè)計是中國目前和未來建筑設(shè)計的方向。建筑節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，從建筑材料和制品的選擇與生產(chǎn)、建筑規(guī)劃與設(shè)計、建筑施工技術(shù)與管理、建筑設(shè)備設(shè)計與選型，到建筑物在使用過程中自然能源開發(fā)與利用，采暖、空調(diào)、照明等設(shè)備的能耗節(jié)省，各個環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)和緊密聯(lián)系。分析了中國目前的住宅建筑的節(jié)能設(shè)計現(xiàn)狀，找出其在節(jié)能方面存在的問題，并針對其存在的問題，提出了相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計原則和技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；節(jié)能設(shè)計；節(jié)能措施

中圖分類號：F287.8文獻標志碼：A文章編號：1673-291X(2009)12-0152-02

一、居住建筑節(jié)能設(shè)計含義

1節(jié)能的重要性。中國建筑能耗約占全國總能耗的30％，建筑物保溫隔熱性能很差，再加上供能系統(tǒng)的低效率，致使建筑物要達到規(guī)定的舒適度，單位面積所需的能耗比同緯度發(fā)達國家高出3～5倍。因此，生態(tài)住宅進行節(jié)能設(shè)計具有十分重要的意義。

2節(jié)能設(shè)計的內(nèi)容。建筑節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，從建筑材料和制品的選擇與生產(chǎn)、建筑規(guī)劃與設(shè)計、建筑施工技術(shù)與管理、建筑設(shè)備設(shè)計與選型，到建筑物在使用過程中自然能源開發(fā)與利用，采暖、空調(diào)、照明等設(shè)備的能耗節(jié)省，各個環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)和緊密聯(lián)系。

節(jié)能設(shè)計的原則在整個建設(shè)活動中，通過綜合衡量生態(tài)住宅小區(qū)各個方面，在不破壞原有環(huán)境的條件下，盡可能減少自然資源耗費，將環(huán)境、氣候等綜合因素轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的空間、高舒適度的環(huán)境和完美的建筑形式。

二、居住建筑環(huán)境規(guī)劃節(jié)能設(shè)計原則

(一)建筑規(guī)劃節(jié)能設(shè)計

(1)應(yīng)優(yōu)化建筑布局，提高住區(qū)風環(huán)境質(zhì)量，達到夏季通風良好，冬季局部最大風速不超過5m／s，建筑物前后壓差不大于5Pa，這樣有利于減少住宅冷風滲透量，從而減少住宅冬季采暖負荷，達到節(jié)能的目的。(2)合理的建筑規(guī)劃設(shè)計，應(yīng)注意盡可能爭取到建筑物合理的間距、最有利的朝向，采用南北向或接近南北向，主要房間宜避開冬季主導(dǎo)風向，使建筑物冬季可以增大太陽輻射熱，夏季可以減少太陽輻射熱，且與當?shù)叵募局鲗?dǎo)風向一致，避開冬季主導(dǎo)風向。

(二)建筑物節(jié)能設(shè)計

建筑單體節(jié)能設(shè)計主要通過構(gòu)造、技術(shù)手段創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境，減少能耗，減少排放。應(yīng)盡量增加房屋進深，控制其體型系數(shù)，減少外表面與室外空氣的接觸就能減少散熱，降低建筑物采暖能耗。一般來講，體積大、體形簡單的建筑以及多層和高層建筑，體形系數(shù)越小，節(jié)能效果越好。對夏熱冬暖地區(qū)，居住建筑平面布置，必須保證使一套住房內(nèi)不同方位的房間有流暢的氣流，臥室、起居室應(yīng)為進風房間，廚房和衛(wèi)生間應(yīng)為排風房間，形成有利于夏季涼爽的穿堂風。這種采用生態(tài)設(shè)計手段創(chuàng)造環(huán)境微氣候的思想，是節(jié)能設(shè)計的重要手段。

1外墻保溫隔熱節(jié)能設(shè)計。冬季通過外墻散發(fā)的熱量，約為建筑物總散熱量的20％，夏季通過外墻壁吸收的熱量約為建筑物總吸熱量的30％。因此，外墻采取保溫隔熱措施非常重要。外墻應(yīng)采用傳熱系數(shù)小、蓄熱能力及強度較低的砌塊墻體，如加氣混凝土砌塊；或采用新型節(jié)能復(fù)合墻體材料，使建筑物外墻熱工性能滿足規(guī)定的節(jié)能標準。如外保溫、內(nèi)保溫、夾心保溫和內(nèi)、外混合保溫。推薦采用外保溫技術(shù)，因為無論從保溫效果還是從外墻飾面安裝牢固度和安全性考慮，外保溫都是最好的外墻保溫方式。據(jù)有關(guān)資料，采用該技術(shù)，可使外墻傳熱系數(shù)降低到0.5W／m2·℃。

2阻斷熱橋節(jié)能設(shè)計。熱橋是熱量傳遞的捷徑，不但造成相當大的冷熱量損失，而且會有局部結(jié)露現(xiàn)象。因此在設(shè)計施工時，應(yīng)當對嵌入墻體混凝土梁柱，預(yù)制板接縫、外墻角、檐口、勒腳、外門窗、陽臺板、突出圈梁及構(gòu)造柱等位置采取保溫隔熱措施，將其熱橋阻斷，達到較好的保溫節(jié)能效果。

3屋面保溫隔熱設(shè)計。屋面能耗在圍護結(jié)構(gòu)總能耗中占有相當?shù)谋壤虼藨?yīng)當重視其保溫隔熱效果。屋頂應(yīng)采用高效保溫隔熱屋面，一般而言，屋面的傳熱系數(shù)小于外墻的傳熱系數(shù)，可根據(jù)屋面的形式，選用不同的保溫材料，其傳熱系數(shù)、熱惰性指標應(yīng)滿足當?shù)匾?guī)定標準；也可采用架空形保溫屋面或倒置式屋面等方法達到提高屋面保溫隔熱性能的目的。與此同時，有條件的可采取屋頂綠化屋面、蓄水屋面、淺色坡屋面等措施來降低夏季太陽輻射熱，以達到節(jié)能效果。

4外門窗系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計。外門窗是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，其保溫性能和氣密性能對采暖能耗有重大影響，是墻體失熱損失的5～6倍，因此應(yīng)該是節(jié)能的關(guān)鍵部位，是改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和提高建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。為了減少外門窗能耗，根據(jù)當?shù)鼐唧w情況，可以通過提高門窗的氣密性、采用適當?shù)拇皦γ娣e比、加窗玻璃層數(shù)、采用百葉窗等措施來提高門窗的保溫隔熱性能。

5遮陽設(shè)施節(jié)能設(shè)計。遮陽設(shè)施設(shè)計，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的具體情況而定。建筑遮陽是傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)，通過降低太陽輻射過熱和眩光改善室內(nèi)環(huán)境氣候，提高室內(nèi)熱舒適性和視覺舒適性，最終達到節(jié)能目的。遮陽設(shè)施分類方法很多，從安裝位置分為外遮陽和內(nèi)遮陽。

三、居住建筑節(jié)能設(shè)計中有關(guān)技術(shù)的探討

1關(guān)于小區(qū)總平面的環(huán)境設(shè)計。經(jīng)驗表明，建筑單體的居住舒適度和建筑的環(huán)境有很大的關(guān)系。位于城市中心區(qū)的居住小區(qū)由于周圍樓房林立，加之中心區(qū)的地價高，開發(fā)商為了保證必要的利潤，小區(qū)內(nèi)建筑的密度也大，因而徐州市中心區(qū)的幾個居住小區(qū)，與城市邊緣區(qū)的幾個居住小區(qū)比較，夏季不僅室外氣溫要高(1℃—2℃)而且無風悶熱。

2大進深的住宅有利于節(jié)能節(jié)地。目前的住宅設(shè)計。為了采光的需要大都進深較小，通常在10m左右。炎夏季度受太陽的輻射熱影響較大，室內(nèi)溫度很快就上升到接近室外溫度，在夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)的使用率逐年上升。現(xiàn)行建筑設(shè)計節(jié)能標準中規(guī)定了建筑體形系數(shù)的最大限值，其目的也是為了減小陽光的輻射量。而減小體形系數(shù)的最有效的方法就是適當加大房屋的進深。加大房屋的進深還有利于節(jié)省建筑的用地，中國是人多地少的國家，節(jié)約土地資源也是我們應(yīng)盡的責任，因此希望我們的建筑師能向傳統(tǒng)民居學(xué)習(xí)，多設(shè)計一些現(xiàn)代的大進深的住宅。

3合理設(shè)計住宅的朝向。在小區(qū)建設(shè)中，住宅往往可以選擇適合當?shù)氐淖詈玫某颍话闶悄掀珫|。這既有利于夏季主導(dǎo)風(東南風)的進人，也有利于防止太陽的西曬，減小陽光的輻射熱。但是在中國的中小城市，在道路兩旁的建筑物，當?shù)缆窞槟媳毕驎r，臨街的房屋則成為了東西向。次要道路兩旁的建筑物通常只能一層、二層為商業(yè)建筑，以上各層通常都是住宅，西向的住宅整個下午都被太陽炙烤，因而對建筑節(jié)能十分不利，我們應(yīng)重視和解決這一問題。

4建筑的綠化。多種一些樹冠面積大的喬木是十分有利的。但目前很多開發(fā)商為了省錢房前種的喬木來遮陽光只有小酒杯粗，十年、二十年都難以長成。建議喬木應(yīng)首選速成的樹，樹冠面積的樹種，最好是移植已生長多年的高大的喬木。

有條件時要盡量保留原有的樹木。除了室外綠化以外，建議要重視建筑屋頂面和墻面的綠化。特別是東西山墻可以種攀緣植物。此外平屋頂上可開辟屋頂花園，也可以吸收大量的太陽對屋頂?shù)妮椛錈幔欣诮ㄖ?jié)能。

5推廣太陽能熱水器。中國近幾年來，太陽能熱水器的應(yīng)用正在逐步普及，一些品牌和性能好的太陽能熱水器，在中國可以做到年平均220天可以供應(yīng)熱水，只有連續(xù)陰雨天才需要啟動電力熱水。利用太陽能熱水器不僅可供給熱水節(jié)能。而且夏季有利于降低屋頂?shù)臏囟龋⒁粋€節(jié)約型的社會，關(guān)系到人和自然的和諧和發(fā)展，建筑節(jié)能的重點應(yīng)該是住宅。

6合理面寬與住宅層數(shù)設(shè)計。一般來說，根據(jù)人的職業(yè)、年齡特征等，平均每天約1/3～1／2的時間是在住宅內(nèi)度過的，因此，住宅設(shè)計需要考慮空間健康因素和生理健康因素。它包括清晰的功能分區(qū)、適宜的空間尺度和無障礙的室內(nèi)布置。起居、飲食、洗衣等公共活動區(qū)，稱之為動區(qū)；睡眠、學(xué)習(xí)、個人清潔衛(wèi)生等私密性活動區(qū)，稱之為靜區(qū)。平面布置除了要求動靜分區(qū)外，還要考慮它們之間聯(lián)系的緊密性。具體地說住戶處應(yīng)設(shè)置一小門廳便于出入的人有存衣、換裝、整容的地方，也使外人不能窺視戶內(nèi)的活動與布置，保證家庭的私密性。

合理的功能空間面積取決于必要的設(shè)備、設(shè)施、家具布置所需面積、人體占有面積、生活或操作所需面積，將其綜合進行合理組織，求得一個符合居住行為的空間尺度。現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定居住層高一般不得低于2.50 m(凈高2.40m，《住宅設(shè)計規(guī)范》GB50096--1999)。根據(jù)這一規(guī)定，開發(fā)商已將其用到極限了再經(jīng)裝修，加上吊頂、吊燈、吊扇、鋪上木地板等，余下的凈高約只有2.00m～2.20m，再與寬大的空間相比豈不比例失調(diào)?所以，對動區(qū)如大開間客廳，這樣的寬高比確實使人感到壓抑，空氣也不流暢，甚至有不安全因素(如吊扇)，又如何談得上生態(tài)型、健康型、高舒適度、高功能配置呢?

住宅建筑層理想值：規(guī)范GB50096--99(1-0.3)把住宅分為四檔：低層(一至三層)、多層(四至六層)、中高層(七至九層)、高層(十層以上)。考慮城市規(guī)劃、街景、用地規(guī)模、投資、建設(shè)周期、抗震設(shè)防烈度以及不同時期建筑思潮等多種因素，建筑層理想值很難形成統(tǒng)一標準。低層住宅有其使用便利、投資少、周期短、管理簡便等優(yōu)勢。而高層由于使用系數(shù)偏低、設(shè)備復(fù)雜等等，往往不易被人們所接受。許多設(shè)計需要在保證日照距離的前提下，提高高低層住宅的密度，使之達到規(guī)劃要求的用地指標，縮短了住宅間距，成為高密度住宅區(qū)。

四、結(jié)語

我們的能源有限，需要大家共同去研究，不斷去探索，設(shè)計師應(yīng)當在人居環(huán)境建設(shè)中積極承擔推動者和先行者的責任，為中國住宅建設(shè)的理性發(fā)展貢獻力量。只要我們勇于實踐，并在實踐中不斷摸索，總結(jié)經(jīng)驗，既能把“節(jié)能省地型”工作做好，又能設(shè)計出高品質(zhì)住宅，對實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略意史深遠。

責任編輯陳丹丹