淺談住宅建筑節能設計及可持續發展

羅平

摘 要：可持續發展的概念如今已經深入到了社會生產的各個領域，建筑行業也不例外，而在建筑設計領域，將節能和可再生資源的利用納入設計范疇是文章研究的重要主題。其中，建筑設計的材料應用以及建筑結構的合理性是可持續建筑設計的兩個大方向。

關鍵詞：住宅建筑；節能設計；可持續發展

1 建筑節能設計的重要地位

由于我國建筑節能設計工作起步較晚，現有建筑不僅耗能高，而且能源利用效率很低，單位建筑能耗比同等氣候條件下的發達國家高出2～3倍。隨著城市建設的高速發展，我國的建筑能耗逐年大幅度上升，已達全社會能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生產能耗約13%，建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。由此可見，龐大的建筑能耗，已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建筑行業全面節能勢在必行。

2 關于建筑設計中的節能設計

2.1 規劃設計中的節能設計

2.1.1 合理選址及建筑密度。建筑選址主要是根據當地的氣候、地質、水質、地形及周圍環境條件等綜合因素來確定。設計建筑的密度時，較低的建筑密度意味著住宅區內會有更多的空間設置開敞空間及綠地，同時較低的建筑密度也是合適建筑間距、充足日照、通暢的風道的有力保證。

2.1.2 正確選擇朝向。朝向影響到風如何進入室內及風在室內的流動方向。而建筑因受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約，要使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是比較困難的，因此，選擇出這一地區建筑的最佳朝向和較好朝向，盡量避免東西向日曬。入口與出口間的直接軸線經常是空氣在房間內流動的路徑，當進風口與風向成正交（90度）時，空氣流動會直接朝向出口，對房間內其他部分的作用很小。

2.2 建筑圍護結構節能設計

2.2.1 我國的建筑圍護結構保溫隔熱性能普遍較差，外墻和窗戶的傳熱系數為同緯度發達國家的3～4 倍。以多層住宅為例，外墻的單位面積能耗是4～5 倍，屋頂是2.5～5.5 倍，外窗是1.5～2.2 倍，門窗空氣滲透率是3～6 倍。建筑圍護結構組成部分（屋頂、外墻、門和窗、遮陽等設施）的設計對建筑能耗與用戶所處熱舒適環境有根本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%～6%，而節能卻可達20%～40%。通過改善建筑物圍護結構的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內，在冬季可減少室內熱量的流失，使建筑熱環境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。

2.2.2 屋頂節能。屋頂是住宅第五立面，對建筑造型起著重要作用。住宅做斜坡頂屋面，可借助屋面坡度與日照斜率相接近的特點，可再降低住宅頂層的層高。在維持平屋面住宅日照間距的條件下，既取得了改變建筑輪廓、有效地解決了屋面防水和擴大屋頂部位使用空間的效果；也減少了住宅之間的日照間距，節約了建設用地。平屋頂可采用北向的退臺，既獲得露天活動空間，也可縮小日照間距。

2.2.3 墻體節能。墻體是建筑外圍護結構的主體，其功能主要是承重、防水、防潮、隔熱、保溫。其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量，一般情況下，單一墻體材料往往難以同時滿足保溫、隔熱要求，因而在節能的前提下，應進一步推廣空心磚墻及其復合墻體技術。其一般做法是，用磚或鋼筋混凝土作承重墻，并與絕熱材料復合。

2.3 建筑材料節能設計

合理選用建筑節能材料也是全面建筑節能的一個重要方面。建筑材料的選擇應遵循節約資源和能源、減少環境污染，避免溫室效應與臭氧層的破壞、容易回收和循環利用的原則。一方面，隨著科技的發展，大量的新型高效材料不斷被研制并應用到建筑設計中去，比如目前在社會上出現的新型建筑材料有加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、小型混凝土空心砌塊、纖維石膏板、新型隔墻板等。另一方面，要結合當地的實際情況，發掘出一些地方節能材料，更好地應用到建筑節能中去。

3 建筑設計中利用可再生能源的設想

可再生能源在暖通空調系統中的應用包括：太陽能的應用、自然通風的應用、地下水的應用、地熱（冷）的應用等。節能理念在建筑施工過程中的應用，最為關鍵的環節，在建筑施工過程中，離不開對各種新能源的利用，離不開對各種新型節能設備的采用。在遵循建筑節能理念的基礎上，要根據建筑所在地的實際情況，綜合對各種清潔能源進行開發利用，比如可以安裝太陽能熱水器，太陽灶，進行太陽能的開發，水能，地熱能，風能比較豐富的地區可以安裝相關設備，加強對各種新能源的利用效率。

3.1 太陽能在暖通空調中的應用

3.1.1 太陽能采暖技術應用。太陽能采暖是利用太陽能板加熱水，再利用電能作為輔助，把加熱的水在地下管道中流通，從而使整個房間達到取暖的效果。降低了以往常用的鍋爐、電熱膜或天然氣等不可再生資源的使用率。

3.1.2 太陽能制冷技術應用。（1）吸收式制冷系統。自蒸發器出來的低壓蒸氣進入吸收器，被吸收劑強烈吸收，吸收過程中放出的熱量被冷卻水帶走，形成的濃溶液由泵送入發生器中，被熱源加熱后蒸發，產生高壓蒸氣，進入冷凝器冷卻，而稀溶液減壓回流到吸收器，完成一個循環。（2）吸附式制冷系統。工作過程由熱解吸和冷卻吸附組成，基本循環過程是利用太陽能或者其他熱源，使吸附劑和吸附質形成的混合物（或絡合物）在吸附器中發生解吸，放出高溫高壓的制冷劑氣體進入冷凝器，冷凝出來的制冷劑液體由節流閥進入蒸發器。制冷劑蒸發時吸收熱量，產生制冷效果，蒸發出來的制冷劑氣體進入吸附發生器，被吸附后形成新的混合物（或絡合物），從而完成一次吸附制冷循環過程。

3.2 自然風的應用

由于利用自然風提供建筑所需要的冷量，與常規空調相比，在運行中不用電甚至少用電，既節約能源，又減少對環境的污染，同時也優化了室內空氣質量。自然風的供冷是暖通空調應用中的重要組成部分：當室外空氣的焓值和溫度低于室內時，供冷期內就可利用室外風所帶有的自然冷量來全部或部分滿足室內冷負荷需要。

3.3 地下水的應用

地下水由于地層的隔熱作用，其溫度受氣溫影響很小。在暖通空調中，有些地下水可以直接作為冷源，更是熱泵良好的低位熱源。所以水源熱泵有著良好的節能前景。

4 結語

可持續發展對中國的發展具有重大意義。中國人口眾多，生產力水平低，不但人均資源少，能源利用效率也很低，比發達國家低10多個百分點。資源浪費的直接后果是污染嚴重，全球大氣污染最嚴重城市排名前10位中我國占了7個，生態環境比較脆弱，只有實行可持續發展才能振興中華。建筑節能是建筑界實施可持續發展戰略的一個關鍵環節，我國要實現健康有序的可持續發展，就必須狠抓建筑節能，給后代多留一片綠。

參考文獻

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