住宅建筑設計的節能措施分析

徐秋惠

（廣東中山建筑設計院股份有限公司 廣東中山 528403）

住宅建筑設計的節能措施分析

徐秋惠

（廣東中山建筑設計院股份有限公司 廣東中山 528403）

近年來，能源問題已經成為當今世界共同關注的問題，怎樣充分利用有限的資源和最大限度的節約能源是當今社會必須解決的共同課題。合理地利用資源，提高資源及能源的使用效率,使建筑熱環境與建筑節能相結合,從建筑領域實現資源和能源的節約，做到人類與生態的可持續發展。

住宅建筑設計；節能措施

隨著經濟的發展、城市化進程的加快、城市居民生活水平的提高，創建低碳、環保的綠色生活，已經逐步成為人們生活的主旋律。建筑作為人們生活的重要場所，它的能耗在整個資源和能源中占有相當大的比重。而住宅建筑作為建筑的重要組成部分，做好住宅建筑設計的節能措施，對降低整個建筑領域的能耗起著不可忽視的作用。因此,解決好建筑的節能問題十分重要,建筑節能既是建設節約型社會的重要組成部分,也是建設節約型社會的有效途徑。

1 節能住宅的概念和意義

采用新型節能圍護體系和綜合節能技術措施使住宅的綜合能耗降低，達到國家規定的節能目標，并具有良好的居住功能和環境質量的住宅，我們稱之為“節能住宅”。

目前,我國使用建筑的能耗達到終端總能耗的30%,在總能耗中占據首位。而我們國家正處在城市化的上升階段,全國民用建筑的總面積達到了400×108m2,既有建筑和新建建筑中高能耗建筑的比例極高，能源短缺將成為制約經濟發展的重要因素。建筑物保溫隔熱性能差，供能系統效率低，導致建筑物要達到規定的舒適度，單位面積所需的能耗就會增加。在住宅總體規劃及單體設計中，為住宅的主要空間爭取良好朝向，滿足日照要求，充分利用天然資源，是最基本的改善住宅室內熱環境的設計，也是最基本的節能措施。住宅作為人類生活的重要場所，在其建設與使用過程中，不可避免地消耗著大量的能源和資源。因此，對住宅進行節能設計具有十分重要的意義。

2 住宅建筑節能設計的必要性

我國的建筑能耗比發達國家高2～3倍,加上再生資源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,將進一步擴大我國能耗的基數,造成潛在的能源危機。建筑節能設計就是應用大量的節能技術和節能材料，有效地改善建筑的熱環境質量，提升建筑整體的熱效率。而在我國，建筑能耗相當嚴重，建筑節能勢在必行。研究和設計出舒適健康的節能住宅是時代賦予建筑師的使命，而要實現建筑領域真正的節能，還需要全社會共同的努力。

3 住宅建筑設計的節能措施

3.1 住宅總平面設計的節能措施

居住區的規劃設計是為居民營造“居住環境”，必須堅持“以人為本”的原則，注重和樹立人與自然和諧及可持續發展的觀念。

居住區內住宅群體平面組合基本分為行列式布置，周邊式布置，混和式布置和自由式布置。在進行居住區規劃設計時要根據具體情況，因地制宜，創造不同的布置形式。住宅群體的組合一般為成組成團的組合，它們要結合地形，照顧日照，防止日曬，保證通風，并能有效地防風。行列式和自由式能爭取到較好的朝向,使大多數房間能夠獲得良好的自然通風和日照。減少向主要房間東西向開窗，縮小東西向開間就能有效地防止日曬。

住宅單體的多單元組合，減小建筑的東西向間距，通過相互的遮擋來降低外墻所吸收的熱能，或者利用傳統的院落布局模式使建筑物間、建筑與院落之間進行遮擋，獲得住宅建筑規劃與設計的效用最大化，實現住宅節能的可持續發展。同時，要保證住宅能源的可持續性，除了節能省地，還應做到少消耗能源、高性能品質、輕環境污染、長生命周期和多回收利用。

我國夏季盛行東南風，冬季主導風向與夏季大致相反，提高住宅群體的自然通風效果，妥善安排居住區的規劃布局。

3.2 住宅建筑外部環境的節能設計

住宅建筑外部環境設計是在分析建筑周圍氣候環境條件的基礎上，通過合理的規劃，對建筑周邊進行綠化，道路，地形以及建筑小品的設計，使建筑獲得一個良好的外部微氣候環境，達到節能的目的。

在居住區內部，可通過道路，綠地，河湖水面等空間，將風引入居住區，使其與夏季主導風向相一致，提高居住區的自然通風效果。

綠化在建筑群體中起著聯系、分隔、襯托、補充和重點美化等作用，為人們帶來清新的環境。利用綠化和地形等自然條件，還可以設置防護帶，對建筑起到一定的防噪，防曬等作用。而綠色植物還可吸收周圍的熱量，通過光合作用給人們提供能量。合理地組織居住區內外的交通，也能有效地防止噪聲。

住宅單體的多單元組合，可以節約用地，減少建筑物外圍護面積，從而減少能耗；而少單元組合，可以擴大光照面積，使居住區內的氣流暢通。應視不同地域而采取相應的優化組合方式。

3.3 圍護結構節能

3.3.1 圍護結構——外墻

外墻的節能措施主要體現在墻材及外裝飾面材料的選用上。墻材要選用高效節能的自保溫墻材，如蒸壓加氣混凝土砌塊，空心頁巖磚，陶粒混凝土空心砌塊等材料。這些砌塊本身就能滿足國家相應規范的規定，同時也符合國家的墻改政策。當外墻的大部分圍護結構為即剪力墻和門窗時，除門窗位置有能量損失外，剪力墻也是能量損失較多的地方，這時墻體就需要考慮采用保溫隔熱措施。傳統的保溫隔熱措施分有外保溫、內保溫和內外兼做保溫三種。在南方沿海地區需考慮臺風的影響，常用無機保溫砂漿做內保溫。而外裝飾面材料在選用上，夏熱冬暖地區宜選用淺色光滑的外裝飾面材料，因淺色光滑的外裝飾面材料其外墻面的太陽輻射吸收系數偏小，夏季能反射較多的太陽輻射熱，從而降低室內的得熱量和外墻內表面溫度。其它地區應綜合考慮，應既滿足冬季采暖要求，又滿足夏季降溫要求。

3.3.2 圍護結構——門窗

門窗既要滿足采光的要求，也要滿足自然通風的要求。《住宅建筑規范》GB50368-2005第7.2.2條要求“臥室、起居室（廳）、廚房應設置外窗，窗地面積比不應小于1/7”，第7.2.4條要求“住宅應能自然通風，每套住宅的通風開口面積不應小于地面面積的5%”；《夏熱冬暖地區居住建筑建筑節能設計標準》JGJ75-2012第4.0.13條規定“外窗（包含陽臺門）的通風開口面積不應小于房間地面面積的10%或外窗面積的45%”。住宅建筑應能依靠自然通風改善熱環境，縮短房間空調設備的運行時間，從而節能。

門窗是能量損失較多的地方，其節能措施主要分為材質節能和建筑構造節能。材質節能指門窗的玻璃或窗框采用節能的類型，如采用中空玻璃，LOW-E玻璃，熱反射鍍膜玻璃等等或采用

具有隔熱或絕熱性能的窗框。但相對普通的鋁合金框和普通的玻璃來說，此方法成本較高，影響建筑的整體造價。構造節能指對門窗洞口設置外遮陽措施，如水平遮陽、垂直遮陽或綜合遮陽，這種做法對門窗洞口有一定的防護作用，同時也避免了過分提高和依賴窗自身的遮陽能力，輕視窗口建筑構造遮陽的設計誤區。所以，對門窗洞口設計時要優先考慮建筑構造遮陽，其次考慮安裝裝飾構件進行遮陽，最后才考慮提高窗自身的遮陽能力。

3.3.3 圍護結構——屋頂

屋頂的節能措施分為屋面材質節能和屋面構造節能兩種。屋面材質節能指在屋面的構造做法中加入保溫隔熱材料，如復合發泡水泥，玻璃棉，聚苯乙烯泡沫板等等，也可是成品的保溫隔熱磚，使屋面具有保溫隔熱性能，從而降低能耗。屋頂的外裝飾面層對室內熱環境也有一定的影響，選擇淺色光滑裝飾面層，有助于降低屋面的太陽輻射吸收系數，從而減少太陽輻射熱在屋面的聚集，減少室內熱環境能耗。屋面構造節能是指將屋面做成架空屋面、蓄水屋面或種植屋面，通過空氣、水、土壤等將屋頂結構與室外空間分隔開，形成一種冬季保溫、夏季隔熱的節能型屋面。

除了不斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能，加強屋面的保溫隔熱措施，在住宅建筑體型設計時，用最少的圍護結構面積形成最大化的滿足功能要求的室內空間體積，有利于建筑節能。平面形狀規整，減少外圍護結構面積，意義在于減少不必要的墻體外表面積，避免熱損失。

現在，高效保溫材料已開始應用于墻體、屋面，有效的遮陽措施也開始應用于門窗洞口。建筑設計的節能措施已開始啟動。

3.4 太陽能利用

太陽能作為一種巨大、清潔、普遍的可再生能源，取之不盡，用之不竭。如何合理利用太陽能，將太陽能利用與建筑節能技術相結合，可以降低能耗，減少環境污染。

太陽能的利用分為主動式和被動式的。主動式的太陽能利用指太陽能熱泵系統，被動式的太陽能利用指直接對太陽能進行收集、儲藏和再分配，如太陽能采暖，太陽室，屋面水池，現代溫室園藝等等，也可通過發光器把光能釋放，進行日光浴,栽培花卉、蔬菜或供地下室及背陰處使用，達到節能的效果。

發展太陽能熱利用的一個重點方向就是太陽能熱水系統工程化，即將所有太陽能熱水系統統一規劃、設計、施工安裝和管理。

3.5 暖通空調和照明設計的節能

隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，對暖通空調的需求也逐漸上升。對于住宅建筑，選擇集中空調還是分戶空調方式，要結合當地的能源、環保等因素，通過仔細的技術經濟分析來確定，同時還要兼顧考慮用戶對設備運行費用的承擔能力。因這項費用由用戶自行支付，而這也是增強人們節能意識的手段之一。

夏熱冬暖地區冬季較暖和，需要的采暖時間短，熱負荷較低，可直接以電來采暖。在空調設計布置室外機時，要保證相鄰的室外機吹出的氣流互不干擾，避免空調器的效率下降，造成不必要的能源浪費。在立面設計時，從美觀或建筑整體的角度會考慮采用裝飾構造對室外機進行遮擋，要注意裝飾構造不應影響室外機的散熱，同時不要對室內外的空調機排氣道形成阻礙，避免室內空氣流通不暢，設備效率下降，形成新的能耗。

住宅建筑采用空調設備讓人們擁有舒適的熱環境，但這勢必需要消耗能量。當室外的空氣質量較好時，應重視自然通風。通過自然通風創造舒適、健康、安全、環保的室內環境，是最有效的節約能源的途徑。當自然通風無法滿足室內舒適的熱環境時，才開啟空調設備或系統，才是真正做到“以人為本”的節能前提。

照明是能源消耗的大戶，除養成良好的用燈習慣外，我們還要選擇高效、節能、環保的綠色光源，且在公共部位采取必要的節能控制措施，才能更有效地節約能源。

4 結語

隨著社會的不斷發展，人們對住宅建筑的要求越來越高。住宅建筑節能設計勢在必行，是每一位建筑師必須考慮的。建筑節能直接關系到國家資源的戰略、可持續發展，需要全社會共同努力，才能創造出我們低碳、環保的綠色生活，才能保護好我們美好的家園。

[1]民用建筑節能管理規定[M].中華人民共和國建設部,2006,1.

[2]姜春明.住宅建筑設計的節能措施探討[J].中國新技術新產品，2OlO，9.

[3]劉元浡.當代城市住宅建筑設計中生態理念的思考[J].建筑結構,2010,(S1).

[4]中華人民共和國住房和城鄉建設部.夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準JGJ75-2012.2012-11-02.