房屋建筑節能設計初探

袁文革

摘要:通過對住宅小區的建筑節能設計分析,研究了住宅節能設計中在造型設計、遮陽技術等方面存在的問題,提出相應的措施,希望能為房屋節能設計提供一定的參考。

關鍵詞:房屋建筑 能耗 節能設計

我國是一個資源大國，擁有著豐富的能源,但是隨著我國經濟的快速發展,人們對生活品質的要求越來越高，對能源的需求也越來越多,節能已成為實現社會經濟可持續發展和提高人民生活品質的首要問題。建筑領域早已把節能納入建筑設計具體的工作程序中,使建筑節能設計的實施與檢驗提上日程。因此，房屋建筑節能設計便成為值得一個高度關注的焦點。

一、住宅能源概況

1、項目概況

首先觀察小區的地理位置，尋找能夠利用的可再生資源。例如：小區臨近河流,具有豐富的自然流水資源，可利用水力資源進行能源轉換；小區如處于平原地區可利用其豐富的太陽能資源進行發電等。對于住宅小區的熱工設計必須當地的熱環境為基礎,滿足夏季防熱、隔熱和散熱的要求,還要兼顧冬季保溫。

2、住宅能耗構成

住宅能耗是指住宅在使用過程中的能量消耗 ,主要包括建筑采暖、炊事、熱水供應、空調、照明、家用電器、通風等。其中以空調和采暖能耗為主,根據統計,在南方住宅的生活用能中,采暖空調能耗可達40 %～55 %左右。

二、住宅建筑節能設計分析

住宅節能設計是整體的設計,從小區規劃設計、建筑單體設計、建筑細部設計一直到環境控制系統,每個環節都相互影響、相互制約。因此在做節能設計時,要從全局出發,按照因地制宜、整體設計以及全過程控制的原則,結合氣候、經濟、 技術等多方面的因素全面展開。下面對住宅小區進行全面的分析,研究節能技術在建筑中的使用。

1、小區的整體規劃

1. 1 采光和日照

住宅設計根據當地的日照情況,采用點式布局,合理布置建筑間距,保證了建筑南墻的太陽輻射面積在整個采暖季節中不因遮擋而減少 ,并使房間采光充分且滿足住宅建筑中每戶至少應有一個居住空間在大寒日能獲得滿窗 2 h日照。

1. 2 朝向

好的朝向可達到舒適的室內熱環境,特別對于夏熱冬冷地區的建筑。住宅采用平行設計,盡量使所有房間都朝向最佳朝向,避免起居室、臥室等主要使用房間受東、西向日曬。

1. 3 通風

通風順暢可加速熱量的散失,改善環境溫度,減少空調能耗。小區在布置上順應成都市的盛行風向,以利于夏季通風散熱。

2、單一建筑的空間布置

2. 1 平面布局

住宅小區由于有限的土地資源及需要達到的經濟效益,使建筑在設計中不能保證所有的房間都具有最好的朝向和通風等條件,因此根據房間的重要程度作相應的安排,臥室、起居室等重要房間的朝向宜南偏東,保證使用時間較長的空間的采光；廚房、衛生間等輔助用房則偏重考慮它們的主導風向。

2. 2 立面設計

建筑的造型和其圍護結構形式對建筑物性能有決定性影響,可直接作用于建筑的自然采光 ,自然通風及建筑物與外環境的換熱量等。住宅小區的立面設計盡量采用簡潔造型并在保證每個房間的自然照明下嚴格控制建筑的窗墻比。

2. 3 建筑細部處理

1)外墻和屋頂保溫隔熱技術的采用。對建筑圍護結構進行保溫,能夠提高冷天外墻內表面的溫度,使室內氣候環境得到改善。住宅的外圍護結構采用效果相對較好的外保溫方式,在住宅的外層圍護結構中增加保溫隔熱層。2)門窗。門窗的選擇不僅要從外觀、性能、使用等方面考慮,還要從開發商對項目投入的資金進行綜合選擇。小區的門窗采用了塑鋼門窗。3)雙層玻璃。考慮單玻璃巨大的能量流失開發出的雙層皮玻璃既滿足了建筑的功能需求又降低了能耗。小區除了門窗玻璃的使用外,起居室陽臺的欄桿也使用的是玻璃圍護結構,因此選用了雙層玻璃降低能耗。

3、住宅小區節能設計中存在的問題

3. 1風環境欠佳

住宅小區建筑的高度對室外風環境具有很大的影響,對于高層建筑,局部地方可能風速過大便會對人們的生活和行動帶來不便,對于建筑節能上,會在冬季使冷風的滲透加強,導致采暖負荷增加。如果小區規模不大,對于高層建筑的單體設計和全體布局會欠全面的考慮,在處理小區風環境上不全面。

3. 2 造型上的缺陷

在建筑設計中,原則上應減少建筑物外表面積,適當控制建筑體形系數,即建筑物外表面積與其所包圍的體積之比,減小建筑面寬,加大進深或增加組合體,建筑外形選用長條形,而體形復雜,凹凸面過多的塔式住宅對節能不利。住宅小區是點式平面的塔式住宅,且整體呈鋸齒形狀,比較造型規整的住宅設計,能耗相對要高。

3. 3 有限遮陽技術的使用遮陽系統

小區的陽臺做內陽臺,可有效減少陽光對室內的直接照射又能保證整個房間的通風采光效果。不過整個小區的遮陽技術的使用還是不夠的,住宅多采用飄窗,上部結構挑出板基本不能起到遮陽的效果,這部分的能耗有所缺失。

4、住宅節能設計的發展及應采取的措施

4. 1 優化風環境

良好的室外風環境,不僅能為人們創造舒適的生活環境,還能使建筑在冬季防風以及夏季有效利用自然通風的問題上達到最好的效果。例如盆地屬于準靜風區(風速小于 1. 5 m/ s的頻率大于 50 %的區域),對應項目的整體環境,可采用墻、板防風帶等設置屏障、避開不利風向等方法來解決冬季防風的問題。豐富小

區綠化環境,利用植被改善小區微氣候。

4. 2 重視遮陽技術的使用

窗口遮陽措施的使用能阻斷直射陽光透過玻璃直接進入室內,防止陽光過分照射和加熱建筑的圍護結構,并且能為室內創造舒適的熱環境,降低室內溫度和空調能耗,具有顯著的效果。對于周圍環境來說,外遮陽是避免光污染較有效的途徑。因此,我們在設計中可以豐富遮陽方式,采用水平遮陽或者垂直遮陽,采用擋板遮陽、綠化遮陽、遮陽篷以及其他遮陽方式。將遮陽作為建筑造型設計的元素,融入小區整體設計。

三、太陽能資源的利用

現代房屋建筑節能設計的另一個方面是開發利用新能源，太陽能作為一種可再生的潔凈能源，是建筑上很有利用潛力的新能源之一。太陽能在我國大部分地區都具有良好的利用條件，全年日照時間最長可達2800h-3300h，年日照時數大于2200h的地區，占全國面積2/3以上。絕大部分采暖地區均分布在長日照區域內，這些地區日照時數6h/d的年總出現天數都在200d以上，多的可達300d。目前，隨著節能設計研究和房屋建筑設計的發展，基于房屋建筑的布局特點和使用特點，附加陽光間與室內采暖設備相結合的節能設計已經獲得人們越來越多的關注。它能使房屋建筑在室外氣象參數劇烈變化情況下，室內溫度分布更為均衡，同時改善了室內熱環境并節約了能源，達到一個良好的效果。

結語

建筑節能設計是一項重大且持續的工程,住宅節能是我國建筑節能的重點,隨著建設的繼續,新規劃的實施、新材料的引用以及新的設計方式的嘗試都會對住宅建筑節能總體設計提出新的問題,我們要客觀的分析,結合氣候、技術、經濟等諸多因素,遵循因地制宜、整體設計和全程控制的原則,進行住宅節能設計和優化。

參考文獻: [1] 魚建琳,王灃浩.建筑節能應用技術[M].北京：化學工業出版社2006

[2] 房志勇.建筑節能技術教程[M]. 北京:中國建材工業出版社

1997

[3] 付祥釗.夏冬地區建筑節能技術[M].北京:中國建筑工業出版社2002