住宅建筑生態節能設計研究

趙永生

(酒泉格瑞建筑設計有限公司，甘肅 酒泉735000)

1 綠色住宅建筑設計的內容

1.1 全壽命周期的概念

全壽命周期主要強調建筑對資源和環境的影響在時間上的意義。建筑從最初的規劃設計到后續的施工建設、 運營管理及最終的拆除，形成了一個全壽命周期。 關注建筑的全壽命周期，意味著不僅在規劃設計階段充分考慮并利用環境因素，而且確保施工過程中對環境的影響減至最低，運營管理階段能為人們提供健康、舒適、低耗、高效、無害的空間，拆除后又對環境危害降到最低。 建筑對資源和環境的影響要有一個全時間段的估算，建筑初期投入可能很低廉，但是運營成本可能會很高。

1.2 強調最大限度的節約資源，保護環境和減少污染

建設部提出了“四節一環保”的要求，即著重強調節地、節能、節水、節材和保護環境，這也是我國建筑業可持續發展面臨的主要問題。保護環境、減少污染，資源的節約和資源的循環利用是關鍵，“少費多用”做好了必然有助于保護環境、減少污染。

1.3 滿足建筑根本的功能需求

保證使用者的健康是最基本的要求，節約不能以犧牲使用者的健康為代價。“適用”強調的是適度消費的概念，決不能提倡奢侈與浪費。高效使用資源需要加大綠色住宅建筑的科技含量， 比如智能建筑，通過采用智能的手段使建筑在系統、功能、使用上提高效率。

1.4 建筑要與自然和諧共生

建筑業再也不能延續高消耗、高污染的傳統建筑發展模式，必須大力發展綠色住宅建筑，才能適應現代城市生態建設發展的需要。 不然，將會在建筑領域再次重蹈先污染后治理的覆轍，危及后代子孫的生存。 發展綠色住宅建筑的最終目的是要實現人、建筑與自然的協調統一。

2 綠色住宅建筑的生態節能設計策略

2.1 自然通風設計

從節能和舒適的角度考慮，自然通風是設計中要注意的一個很重要的問題，在建筑設計中平面應避開冬季主導風向，充分利用春、夏、秋季涼爽時段的自然通風，通過被動方式，利用室外氣流帶走室內產生的余熱，從而保證室內的熱舒適性，并縮短空調開啟時間，達到節能的目的。

2.2 建筑朝向設計

朝向對建筑能耗的影響也十分重大。太陽的輻射得熱在夏季會增加制冷負荷，在冬季則能降低采暖負荷。 朝向選擇時應從當地氣象條件，地理環境，建筑用地等全面考慮，從節約用地的前提出發，優先采用本地區的最佳或接近最佳朝向，滿足冬季能爭取較多的日照，夏季避免過多的得熱，還應有利于自然通風，從長期實踐經驗來看，南向是我國各地區較為適宜的建筑朝向，但在建筑設計時會受到各方面因素的制約，不可能都采用南向，就應因地制宜合理確定建筑朝向，以滿足節能與舒適的要求。

2.3 建筑體形系數

建筑體形系數是節能建筑設計特別要重視的問題。體形系數就是指建筑物的外表面積與外表面積所包圍的體積之比。 建筑體形的變化，直接影響建筑采暖空調的能耗大小，體形系數越小，從降低能耗的角度出發，應將體形系數控制在一個較低的水平，但過低的體形系數會壓制建筑設計師的創作靈感，平面布局受到限制，使建筑造型呆板，使用功能不能合理的安排，因此，在具體的設計過程中，須權衡利弊，合理確定建筑造型，凹凸面不要過多，盡可能減少建筑的外圍護面積避免體形變化過多而使體形系數增大，應將體形系數定在一個標準規定的范圍內，以減少建筑能耗。

2.4 外墻的保溫隔熱性能

由于外墻在整個建筑外包面積中占的比例最大，對建筑能耗的影響也最大。 在嚴、寒地區冬季室內外溫差達30～60℃以上，墻面傳熱造成的熱損失非常可觀。因此墻體的保溫隔熱是建筑節能的一個重要部分。在設計時應控制墻體的傳熱系數，采用保溫性能好的砌體，如加砌混凝土自保溫砌體，也可采用多層復合墻體，根據保溫層位置的不同，復合墻體可分為外保溫，內保溫、及夾心保溫墻體，每種保溫形式有各自的公有特點外墻內保溫和自保溫由于結構的原因很難消除冷橋熱橋，而采用外保溫，則由于保溫層覆蓋整個外墻面而有利于避免冷橋熱橋的產生，內保溫還會受二次裝修的影響，并占用室內空間，國家已開始限制在居住建筑內使用它，但對于少量使用的墻體內保溫是合理的。 夾心保溫是兩側為墻體材料中間為保溫材料，這種材料有利干其內外裝修的優點。另一方面，外墻外保溫體系可以保護主體結構，延長建筑物使用壽命，也可以方便地對舊有建筑物進行節能改造，從長遠來看，外保溫的優越性明顯高于其它形式，因此外墻應優先采用外保溫來達到節能目的。

2.5 門窗的保溫隔熱性能

在整個建筑物的熱損失中，門窗縫隙空氣滲透的熱損失則占20%～30%。 所以，門窗是圍護結構中節能的一個重點部位。 門窗節能主要從減少空氣滲透量、減少單位面積傳熱量等方面進行。 減少滲透量可以減少室內外冷熱氣流的直接交換而增加設備負荷，可通過采用密封材料增加窗戶的氣密性；減少傳熱量是防止室內外溫差的存在而引起的熱量傳遞，建筑物的窗戶由鑲嵌材料和窗框、扇型材組成。 為此，要加強節能型窗框和節能玻璃等技術的推廣和應用。塑鋼門窗不僅防噪隔聲功能顯著，防雨水滲漏能力強，空氣滲透量小，更主要的是塑鋼門窗的導熱系數極低，隔熱效果優于鋁材1250 倍，在采暖和制冷上，能耗要低30%～50%， 室內空調的啟動次數明顯減少， 耗電量也顯著減少。

2.6 屋面的保溫隔熱性能

屋面在整個建筑圍護結構中所占的比例雖然遠低于外墻，但對頂層房屋而言，卻是比例最大的圍護結構，其保溫隔熱性能的好壞，直接影響頂層房屋的室內熱環境與建筑能耗，與外墻一樣，也應控制傳熱系數，采用高效保溫材料作為屋面的保溫層，根據保溫層的位置分內保溫和外保溫，一般屋面大多采用外保溫，傳統的做法是保溫層設在防水層內，現在更科學的做法是保溫層設在防水層外的倒置式保溫屋面，既提高防水層的耐久性，又達到保溫隔熱效果。

2.7 采暖系統的節能

城市供暖實行城市集中供暖和區域供暖， 合理提高鍋爐的負荷，改善鍋爐運行效率，采用管網水平衡技術，以及加強供熱管道保溫，可以大大提高熱效率。 除此之外。 應該運用高技術成果開發高效節能的建筑設備，利用可再生能源，充分提高采暖空調系統的用能效率，從而節約能源。

總之，綠色住宅建筑是指在住宅建筑的全壽命周期內，可最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。是消耗最小的能源、資源與環境損失，換取最好的人居環境的建筑。綠色住宅建筑設計的基本內容∶在人與自然協調發展的基本原則下，運用生態學原理和方法，協調人、建筑與自然環境間的關系，尋求創造生態建筑環境的途徑和設計方法。 體現人、建筑環境與自然生態在“功能”方面的關系，即生態平衡與生態建筑環境設計和“美學”方面的關系，即人工美與自然美的結合。

［1］齊芳燕.居住建筑設計中的節能措施探討[J].經濟研究導刊，2009（12）.