住宅建筑節能設計的實現方式思考

摘 要：建筑節能是城市住宅建筑未來發展的一個新的趨勢，是實現我國可持續發展戰略的重要舉措。本文結合筆者多年實踐經驗，在介紹建筑節能涵義的基礎上，分析了建筑節能研究的現狀及存在的問題，并對住宅建筑節能設計的實現方式進行探討，供類似研究工作參考。

關鍵詞：住宅建筑；節能設計；單體設計；實現方式

1 建筑節能的涵義

建筑節能指的是在保證建筑物較高舒適性的條件下，合理使用能源、不斷提高能源利用效率并達到節約能源、減少能耗的目的。建筑能耗是指建筑在正常使用條件下所消耗的總能量，包括采暖、空調、照明、熱水供應、炊事、家用電器等方面的能耗，隨著居民生活水平的提高，住宅建設的迅速發展及人們對住宅室內舒適度環境的追求，造成了能源的大量消費，因此，推廣建筑節能對建設資源節約型社會有著十分重大的意義。要想達到節能效果，可通過合理的建筑規劃設計、單體設計，改善建筑物圍護結構的保溫及隔熱性能，充分利用自然通風、太陽能資源、余熱回收等措施，提高采暖、通風及空調系統的能效。

2 住宅建筑節能設計的實現方式

建筑節能不僅僅只是建筑的材料、建筑設備節能的問題，曾經“節能建筑”被當成了時尚去追求，一批有著最新節能技術的建筑產品蜂擁而至，“高”技術也造成了“高”造價，把建筑節能引入誤區。在建筑中，建筑設計是源頭，建筑節能是一個建筑整體和宏觀區域控制的問題，節能型住宅建筑應從整體規劃設計（包括建筑的選址、建筑布局、建筑形態、建筑物的間距、通風及朝向等多方面）、建筑單體設計（包括建筑的圍護結構如外窗、屋頂及外墻等）、建筑細部構造設計以及建筑設備設計等多方面考慮。因此從規劃及方案設計階段就應該注重節能問題，通過分析當地的氣候、水文、地理等自然條件進行合理地布置，注重地域和氣候特點，因地制宜。考慮整體的生態環境因素，充分利用現有資源，合理開發利用，從設計入手做好建筑節能。通過節能措施，在滿足室內環境指標的前提下，達到節約能源、保護環境、改善建筑功能的作用，以降低我國住宅建筑的耗能比、減少高耗能建筑比例、改善我國建筑節能相對落后的狀況，做到人類和生態的可持續發展。如在廣東等南方地區，以炎熱潮濕的氣候為主，節能設計不能等同于北方，在保溫設計的同時應該強調建筑物的遮陽和對流。建筑外立面的造型、色彩、窗墻比等都會對節能產生重要的影響。

2.1 合理的建筑規劃設計

建筑的規劃設計要強調“以人為本，環境為先”的原則，最大限度地提高能源和材料的使用效率，減少在建設和使用過程中對環境的污染，在滿足建筑的適用性、耐久性的同時，著重強調“均好性”，注重環境、節能、環保三大主題，使建筑和環境都達到可持續和諧發展，提高住宅空間品位，提升城市的品牌。因此節能設計不能單純地依賴節能保溫材料的應用，而應該從住宅建筑方案設計階段入手，規劃設計過程中，在保持原有生態環境的基礎上，通過分析當地的氣候、水文、地理等自然條件進行合理的規劃建筑布置，因地制宜進行建筑設計。從合同、組織、技術、經濟等各方面，采取措施有效控制工程造價，考慮選址、能源、室內環境質量和運營維護等因素，進行全生命周期分析。

（1）建筑物的選址及布局

建筑群體的布置是否合理，對冬季獲得太陽輻射熱和夏季通風降溫非常重要。如建筑選址上，建筑用地不宜選擇在洼地、山谷等處，應該選擇在向陽、避風的地段上，為建筑物爭取日照創造必要的條件。結合建筑用地的自然環境、氣候條件及建筑物的使用功能等，在不破壞原有生態環境的前提下，結合人的行為活動特點，建立一個自然———人工生態平衡的系統，降低太陽輻射、增強建筑物的通風效果，利用建筑樓群的合理布局，在節約土地資源的前提下增加建筑物之間的間距，既爭取日照，又能合理組織氣流，從而使建筑物與空氣的熱交換增加，降低建筑能耗。

（2）建筑形態

建筑形態的設計中不僅對建筑的體形系數有要求，而且需要冬季有利于避風寒，夏季減少日輻射熱。需要根據得熱和失熱的具體情況權衡后對建筑進行優化組合。

（3）建筑間距

建筑物的間距對人的心理及精神具有很大的影響，因此在進行設計時不能只單純考慮日照間距，要根據衛生視距及對人的影響進行綜合設計。人類對環境的認知是通過感官感受的，建筑時時刻刻伴隨著人們的生活，建筑物的間距過小則會讓人產生壓抑感，在緊張的工作后精神仍處于緊繃的狀態，社會就容易產生犯罪，對人有消極的影響。反之則過于浪費土地、資源，增大人流、物流的流動空間和時間。

（4）綠化設計

住宅小區不宜一概硬化，設計盡量選用可滲透地面，給大地以透水透氣的余地，不僅可以蓄積大量的雨水，緩解城市的“熱島效應”，改善環境質量，同時也可以緩解對城市下水管網和污水處理管網的壓力。小區綠化和水體也要綜合考慮，不是僅僅滿足于政府部門要求的最低綠化率，還要對植被的性能加以了解應用，如在建筑環境中，使用體態高大的喬木遮擋冬季寒風，行植闊葉樹可在夏天遮陽，大中小喬木與灌木相結合可降低噪聲。這不僅可以改善小區的微氣候，還可減少熱島效應，改善局部氣候。

2.2 建筑物的單體設計

建筑物的單體設計上，如何實現在滿足建筑物的美觀、實用的基礎上控制其體形系數達到節能的目的，對于建筑物來說，應減少建筑物的外表面積和加強圍護結構保溫，以減少能耗。外立面的造型、色彩、窗墻比等，要在滿足美觀、與環境相協調的基礎上進行設計，以減少傳熱耗能，在提高居民居住舒適度的同時又能達到節能的目的，實現我國可持續發展戰略。房屋單體設計時，要考慮多種因素的制約，進行優化組合。

（1）建筑物的體形系數

建筑物體形系數是指建筑物接觸室外大氣的外表面積與其所包圍的體積的比值。建筑物體形宜規則，減少凹凸，可適當增加房屋的進深，減少其外表面積，通過這些措施可減少體形系數。體積小、體形復雜的建筑，以及平房和低層建筑物，體形系數較大，對節能不利；而體積大、體形簡單的建筑物，以及多層和高層建筑，體形系數較小，對節能較為有利。在其他條件相同的條件下，進深大的建筑比進深小的好，外表整齊的建筑比凹凸變化多的好，長的比短的好，高的比矮的好，但建筑師在進行建筑創作時要結合功能綜合考慮。一般來講，體形系數不大于0.30，體形系數越小節能效果越好。

（2）建筑物的通風與朝向

做好單體建筑的通風設計，要盡可能考慮穿堂風。同時建筑物窗戶面積在滿足日照等衛生要求的前提下要適當，但又不宜過大，室內進風口和出風口同時存在的情況下，窗戶通風面積的大小是決定室內風速的關鍵，既可降低建筑物的成本又起到節能的作用，減少建筑物的二次耗能。實驗表明，增大房屋建筑通風換氣次數對降低夏季空調能耗效果明顯。

（2）建筑物窗墻面積比

窗墻面積比是指窗戶洞口總面積與同朝向建筑立面面積的比值。對于門窗，首先應符合功能要求，如充足的光線可避免白天燈光的使用，減少電能的損耗，同時也要滿足通風的要求；要使用保溫、隔聲，氣密性等級、水密性能好的符合國家標準的中空保溫玻璃，可以積極使用推廣一些先進的材料，如現在示范性項目中用的Low-E玻璃等，以達到節能的目的。

（3）屋面的節能構造

在建筑物受太陽輻射的各個外表面中，屋面是建筑物上部與外界直接接觸的重點部位，受輻射熱也是最多的，其保溫與隔熱對建筑節能具有重要意義。為達到節能目的，屋面上可設置架空層增加空氣的流動，蓄水屋面及設置屋頂綠化形成生態型屋面等。這樣不僅可以增加環境的美觀性，還可以改善建筑物屋面的熱工性能以達到節能的目的。屋面保溫材料的選用上不宜用密度大、導熱系數高的材料，這樣會導致屋面的重量和厚度過大，不利于結構設計；同時也不宜選用吸水率較大的材料，防止保溫層吸水而降低保溫效果。

2.3 加強圍護結構的保溫及熱工性能

現代建筑在設計時除保證建筑的安全性、舒適度、智能化和生態環境因素外，還應注重能源的有效使用和節約，減小外圍護結構的傳熱系數，強化建筑外圍護結構的隔熱構造。

（1）墻體保溫

外墻外保溫是在主體墻結構外側用粘接材料固定一層保溫材料，并在保溫材料外側抹砂漿或作其它保護裝飾，在外墻根部、女兒墻、陽臺、變形縫等易產生熱橋的部位，采用外保溫技術，可顯著消除“熱橋”造成的熱損失。目前主要采用的方式有：聚苯板保溫砂漿外墻保溫、聚苯板現澆混凝土外墻保溫、聚苯顆粒漿料外墻保溫等。外墻內保溫是在外墻結構的內部加做保溫層。總之，外墻保溫材料要選用導熱系數小的保溫材質，減少室內外的熱交換。另外，也可利用植物來調節氣溫，如在建筑物西側墻面上種植爬山虎，有利于吸塵和降噪，減少溫室效應。

（2）門窗保溫

建筑門窗的主要功能是在獲得足夠采光的條件下，需要控制門窗在有太陽照射時合理得到熱量，而在沒有太陽照射時減少熱量流失。影響門窗獲得能量的因素包括：窗戶的位置和朝向、窗戶類型的設計、使用的玻璃材料、設置合理的外遮陽等。門窗是構成熱能損失的主要因素，可以通過合理配置，減少門窗熱能損失。門窗能量傳遞方式主要有：輻射傳熱、對流傳熱、傳導傳熱，另外空氣滲漏也是窗戶能量損失的重要組成部分。

（3）建筑設備節能

如盡可能的利用自然光，采用高效照明光源；衛生器具的選擇上選用節水型衛生器具；空調器選用節能型等方式，暖通空調制冷在建筑中具有主動性，對建筑節能有很大的影響。

2.4 新技術的開發及應用

應用新型材料節能，引進新型建材生產技術、開發生產環保、節能型建筑材料是建材工業發展的必然趨勢。按照循環經濟的方式，研究發展太陽能光熱、光電應用、沼氣、風力發電等經濟適用技術，推動以節能、節地、節材、節水和環保為核心的綠色建筑的發展。

3 結語

住宅建筑節能是貫徹我國可持續發展戰略的重要舉措，能夠大大節約能耗，減少大量的二氧化碳、粉塵等的排放與污染，對全面建設我國小康社會具有重大的意義。因此，住宅建筑的節能設計不僅需要施工人員按照有關的規范條文進行施工，提高建筑設計水平，而且也需要建筑師的積極參與，需要全社會的支持。只有這樣，才能建造出低成本、高效率的節能住宅建筑，以促進社會經濟的發展。

參考文獻

[1] 王良.住宅建筑節能設計存在的問題及對策研究[J].科技風.2012年第22期

[2] 李克.住宅建筑設計的節能措施探討[J].城市建設理論研究.2012年第02期