淺談居住建筑節能設計

付凱

摘要：氣候是影響建筑設計的一個重要因素，在不同的區域，應有不同的建筑形態空間布局。本文針對夏熱冬暖地區氣候特征，從總體規劃、建筑平面布局、圍護結構、建筑遮陽等來探討該地區居住建筑節能設計。

關鍵詞：居住建筑；節能措施；設計

引言

上世紀全球的建設量等于之前人類所有建設的總和，這源于社會的發展，科技的進步，是人類文明程度的體現。然而，有限能源已逐步枯竭，自然資源遭到破壞，環境日益惡化，城市建設和建筑發展不斷面臨各種各樣的問題。必須以“可持續發展”的角度去審視我們的建筑設計，從根本上降低建筑能耗。另外，還必須適應社會的發展，滿足消費者的需求，提高室內舒適度，減少空調設備。

一、夏熱冬暖地區氣候特征

夏熱冬暖地區炎熱潮濕，夏季悶熱，氣溫較高，持續時間長達4—5個月，太陽輻射強度大，最熱月份室內氣溫高達32℃左右，特別是在頂層及西曬房間顯得十分悶熱難受，室內熱環境質量普遍較差。

二、夏熱冬暖地區居住建筑設計中的地域技術

為適應夏熱冬暖地區的氣候特征，必然要產生一系列適應性的空間形態。為此，節能建筑通常要有“穿堂風”、穿“隔熱服”、戴“遮陽帽”，建筑節能設計必須充分滿足夏季防熱要求。

1.居住區的總體規劃

在夏熱冬暖地區，為舒緩夏季酷熱的氣溫，居住區在總體規劃時，應根據夏季主導風向進行建筑小區的規劃，采用合理的布局、間距和適當的架空層以有利于小區的自然通風降溫；并宜在小區規劃用地范圍內，采取合理種植喬木、適當布置一定的水域面積、設置涼亭、廊道等遮陽措施，以改善建筑周圍的熱環境。小區內的硬地面宜為透水面層（如透水性鎖扣磚鋪砌的行車道、人行道、廣場、停車場等），透水性差的面層（如水泥或瀝青行車道路、人行道、廣場、停車場等）的面積不宜占過大比例。

2.建筑的平面布置

為了保證一套住房內不同方位的房間之間有流暢的氣流，建筑的平面布置宜結合外門窗洞口位置、房門、通道等組織好穿堂風。房間內部與可開啟窗口相對應位置宜有可以用來形成穿堂風的通道，如通過房門、門亮子、內墻可開啟窗、走廊、樓梯間可開啟外窗、衛生間可開啟外窗、廚房可開啟外窗等形成房間穿堂風的通道，通風通道上的最小通風面積不宜過小，應有足夠的寬度以保證空氣流通，風道兩端還可以設置篷、陽臺、百葉遮陽板或外廊以起到導風、遮雨、遮陽作用。

建筑平面布置時，不宜將主要臥室、客廳設置在正東和正西、西北方向。不宜在建筑的正東、正西和西偏北、東偏北方向設置大面積的玻璃門窗或玻璃幕墻。

3. 圍護結構的隔熱性能

節能建筑的圍護結構猶如一件保溫“隔熱服”，墻體采用隔熱性能良好的新型墻體材料，適當設置保溫層，且墻面作淺顏色處理。窗戶采用塑鋼窗框、鋁塑共擠型材，再結合建筑朝向選配普通玻璃或隔熱玻璃。另外，建筑屋面除了設置隔熱層或架空通風層外，還要考慮利用有土或無土種植的方式隔熱，戴上“遮陽帽”。

（1）墻體的隔熱

對于夏季高溫時間長的夏熱冬暖地區，要使得傳向室內的熱量少，就要把投射到建筑外表的太陽輻射熱轉移到建筑的外部環境中去。通常采用反射隔熱和升溫隔熱兩種方式。建筑外墻面采用白色粉刷或淺色飾面來達到反射隔熱的效果，采用隔熱性能良好的新型墻體材料達到升溫隔熱的效果，有單一外墻和復合外墻材料兩大類。在夏熱冬暖地區的居住建筑的外墻，優先采用單一材料制品，當單一材料不能滿足節能要求時，可采用復合形式。單一材料外墻包括加氣混凝土砌塊、空心砌塊等輕質砌塊。復合外墻又包括內保溫復合外墻、保溫材料夾芯復合外墻和外保溫復合外墻三類。適當設置保溫層，常采用聚苯顆粒保溫漿料抹面或鋪擠塑聚苯板、硬質發泡聚氨脂板等。對于東西外墻，可做花格構件或爬藤植物等垂直綠化來遮陽。

（2）窗戶的隔熱

外門窗是建筑能耗散失最薄弱部位，其能耗散失約占建筑總能耗散失的2/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量減小外門窗洞口的面積；提高外門窗的氣密性，如設置泡沫塑料密封條，使用新型的密閉性能良好的門窗材料（如斷熱的鋁合金門窗、彩色涂層鍍鋅節能型門窗和塑（鋼）料門窗等）。在門窗框與墻間的縫隙密封可用彈性松軟輕型材料（如毛氈）、彈性密閉性材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設灰口等；框與扇之問的密閉可用橡膠、橡塑或泡沫密閉條以及邊框高低縫、回風槽等；扇與扇之間的密閉可用三元乙丙、硅橡膠等密閉條、高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間可用各種彈性壓條等。這些對提高外窗本身的隔熱性能是有利的，盡可能使陽光滯留在戶外，防止空氣滲透，再結合建筑朝向選配普通玻璃或隔熱玻璃。最常用的隔熱玻璃有：吸熱玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃。

（3）屋頂的隔熱

根據夏熱冬暖地區的氣候特點，充分利用氣候資源，屋頂的節能措施多種多樣。①設置隔熱層，通常采用增加屋頂的熱阻與熱惰性的實體材料層，如憎水膨脹珍珠巖、加氣混凝土塊、擠塑聚苯板等；②設置架空通風層，利用屋頂內部通風，及時帶走白天上面傳來的熱量，夜間也可對屋頂起散熱降溫作用；③ 屋頂內設置貼鋁箔的封閉空氣間層，其熱阻值提高3.6倍；④設置蓄水、含水屋面，是適應本氣候區多雨氣候特點的節能措施。通過蓄存天然降水或補充自來水作為水源，依靠水分的蒸發消耗屋頂接收到的太陽輻射熱量，屋頂內表面溫度下降3～5～C；含水屋面通過含水材料在含水狀態下具有一定的熱阻而起隔熱作用。此外，還可考慮利用有土或無土種植的方式隔熱，使人與自然融為一體的綠化隔熱設計，是美觀與隔熱功能的完美結合，屋頂猶如戴上皇冠的“遮陽帽”。

（4）建筑的遮陽

適當的遮陽設計對減少太陽輻射是十分有效的。專家研究發現，建筑內遮陽80%的熱量進人到了房間，而建筑外遮陽40%的熱量進入到了室內。從節能效果上講，建筑外遮陽是性能最突出的遮陽方法。

外墻外遮陽：充分考慮利用垂直綠化和構件實現遮陽，如百葉活動通風遮陽、陽臺飄檐遮陽、花格構件或爬藤植物等垂直綠化來遮陽。

外窗外遮陽：外遮陽板可以避免陽光直射產生眩光和房間局部過熱，改善室內光環境質量。外遮陽板可分為可調式和固定式。可調式遮陽板：根據太陽的照射角度來調節葉片的角度，從而達到遮陽調光的最佳效果。固定式遮陽板：分為水平式、垂直式、綜合式與擋板式四種形式。

屋面外遮陽：遮陽屋面是現代建筑設計中利用屋面作為活動空間所采取的一項有效的防熱措施，其做法可采用百葉板遮陽棚和采用爬藤植物遮陽棚。屋面采用百葉板遮陽棚的百葉片宜坡向北向45。；植物遮陽棚宜選擇冬季落葉類爬藤植物，這樣可達到夏季防熱冬季得熱的熱工設計效果。

三、居住建筑設計中的重要手段

根據當地的氣候特征，所創造出的建筑形態，是一種建筑文化的體現。其中所體現的“因地制宜”的原則及采用生態設計手段創造環境微氣候的思想，即”形式追隨氣候的“思想是設計中的重要手段。

四、具體的方案實例分析

這是廣東地區一住宅小區設計方案，較好地利用地域技術以及建筑構造學，適應夏熱冬暖地區的氣候特征，滿足建筑節能的設計思想。

1.特點

①造型簡約，經濟適用，節能節水。② 斜坡造型減小了建筑體量，尺度親切宜人。③大進深，小開間，合理分戶，節約用地。④ 日照充足，自然通風，冬暖夏涼，明櫥明衛。⑤ 主客分區，食寢分離，動靜分區，居寢分離。⑥框架結構，加氣混凝土小型砌塊，輕質復合建材，造型簡約，施工簡易。⑦生態型住宅，節約能源，冬暖夏涼。

2.太陽能的利用

設置太陽能屋面，將太陽能熱水器與屋面結合。

3.通風·遮陽

①屋頂植物構架有效遮擋陽光，降低屋頂內表面的溫度。②百葉式遮陽構架起降溫和導風作用。③廚房、廁所中設置通風管道，加強室內氣流流動，使廚房、廁所保持負壓狀態。

4.節約用水

①使用節水龍頭和坐便器。② 節約并合理利用水源，處理洗浴用水，收集雨水用于灌溉。

參考文獻

[1]JGJ75—2003，夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準

[2] GB 50176—93，民用建筑熱工設計規范

[3]DBJ15—50—2006，廣東省標準.夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準