節能理念在民用住宅設計中的有效應用及發展

錫林郭勒盟住房和城鄉建設事業發展中心 宋寧寧

建筑業作為高消耗、高排放的產業，傳統建筑工程消耗各種能源較多，從而導致工程建造過程中會產生種種環境污染問題。隨著國家對生態文明建設高度重視，對貫徹綠色發展理念堅定決心，節能環保理念也對建筑行業提出了更高的要求。在此背景下，建筑節能設計的戰略地位得到不斷提升。

一、現狀民用建筑設計中節能設計存在問題

（一）耗能大

隨著社會經濟的快速發展，人們對自身居住建筑質量和性能的要求也日益增加，為了更好地滿足人們需求和社會的發展要求，在建筑設計中往往會有大量的能源消耗，這違背了綠色環保的節能理念。然而，建筑行業的能耗具有鎖定效應，對于已完工的建筑，能源消耗相對固定，很難有所減少，如果建筑從設計、建材、施工到運營等各個環節沒有很好地融入綠色節能理念，使用過程中的能耗也會有所增加，如果后期再對建筑進行節能改造，難度相對較大，經濟成本過高，并且會隨建筑改造而產生二次能源消耗。因此，設計作為建筑各環節的首要內容，應通過現實可靠的技術、可行合理的造價、環境和社會易接受的方法將節能設計融入居住建筑，使人們可以從居住品質、環境、功能性等方面全面考量其是否符合自己的居住條件，從而使能源浪費的現象得以改善。

（二）忽略自然因素

自然因素包括日照、風向、氣溫、濕度等相關要素，這些要素都會影響到建筑總體布局設計。設計人員在對建筑格局結構進行設計時，需從地形、采光、通風、朝向等自然環境考慮，充分利用自然條件使建筑冬暖夏涼，節省能源。近年來，居住建筑的客廳比較流行落地門窗、大飄窗，因為購房者都希望自己的住宅更加通透明亮。但是購房者只片面地考慮了居住的空間感，忽略了房屋使用過程中的節能問題。一般情況下，窗墻面積比越大，采暖和空調的能耗也越大。因此，從節能的角度出發，應當限制窗墻面積比。如未充分利用要素相互影響，在光照較為充足時，室內溫度升高，夏季就需要利用空調達到降低室內溫度的目的。若室內通風效果不好，也會增加空調使用頻率。長期如此，不僅導致耗電增加的同時，還會因為缺少自然通風，出現“空調病”，影響身體健康。居住建筑為提高使用舒適性與節能性，設計時最大限度考慮利用自然資源，來為人們提供適用、高效的生活空間。

（三）建筑節能方式落后

由于社會的快速發展，其對能源的需求不斷加大，人們也逐漸意識到能源短缺方面的問題。我國對能源問題的關注起步較晚，直接造成節能方案設計水平不高，且實施后的效果也不盡如人意。相較于發達國家，我國民用建筑在供熱取暖方面能源消耗較大，且當前還沒有理想的供暖效果。例如，在集中供暖的過程中，煤炭是主要的材料，在燃燒煤炭的過程中未充分利用就直接丟棄，進而造成資源浪費。為了緩解該現象，通過科學有效的措施對現有的節能技術進行改善，或加大地源熱泵、電廠余熱的利用，有效減少居住建筑的能源浪費現象。

二、節能設計在民用建筑設計中的應用原則

（一）堅持因地制宜

在民用建筑節能設計的過程中，要以降低建筑能耗為節能目標，遵循可持續發展基本原則，堅持因地制宜，充分結合當地的自然環境因素、氣候特征、建筑功能、居民行為活動特點等因素，才能有的放矢地采取相應的措施，揚長避短，合理設計建筑朝向、體形、間距、高低及道路網的布局、廣場綠地的分布等微氣候，進而設計出高質量、低能耗的居住建筑。例如，我國北方寒冷地區的建筑更強調保暖，應合理排布樓棟朝向，保證更多的日照時間；而南方溫和多雨地區則要注重雨水氣候的影響，建筑設計應注重排水方便，避免洪澇。建筑布局優化設計要充分了解當地實際，對不同區域的氣候條件和地質條件等外部空間環境充分研究后，得出適合該區域的節能方案，由此降低建筑的能耗。另外，還可以對可再生的太陽能資源和發電板進行利用，或者是在建筑中增加雨水收集和處理裝置，方便居民進行綠化，降低水資源消耗，以實現建筑節能。

（二）堅持本土化和外部環境的設計

將節能設計應用到民用建設設計中，需要滿足本土化和外部環境的設計原則。本土化設計是指，在設計中應將當地人文生活方式和一些習俗進行結合，在實現節能設計的同時，既要確保建筑同大眾審美相符，又要做好外部環境的設計和布局，為人們的活動、休息提供方便。例如，對于南方城市來說部分地區的位置與赤道較為接近，有較大的太陽高度角，日照間距小，可以將轉向忽略不計，且空間布局具有靈活性特征；但是缺點是住宅之間的綠地面積較小，為了加強綠地之間的相互聯系，可以選擇底層架空手法，不僅可以解決通風問題，同時還能避免因空間較小而出現壓抑的感覺，若是北方小區選擇這種方式并不會感到眼前一亮，顯得多此一舉，同時還會引發管理和節能方面的問題，除非是出現特殊情況需要選擇這種方式解決。另外，在堅持節能設計的同時，還要盡可能增加建筑美感，但也不能一味追求造型等次要因素，而忽略內部功能的布局，應將建筑的功能、流線考慮進去，以提升生活質量。因此，在民用建筑設計中引入節能設計理念，應融入本土化設計和對外部環境的合理設計理念。

（三）選用合適的節能材料

節能材料質量會直接作用到整體建筑質量上，材料的選取是否得當直接對建筑節能效果產生影響。通常情況下，應采用不破壞自然環境、新型環保或可循環利用的節能材料。其一是將保溫隔熱措施做好，將建筑物能耗降到最低。對于大部分的建筑物來說，其結構以鋼筋和砂石建造為主，自身散熱較好，會增加能源消耗，而將隔熱與保溫措施進行結合，可有效減少建筑物的能量散失，如玻璃從單層換成雙層，可明顯提升保溫效果，進而降低取暖中的能源消耗；其二是積極鼓勵選用綠色、新型的高性能建筑材料，該類型材料的性能更為優越，且可以延長使用時間，功能也較為完備，可進一步提升材料的綜合經濟效益。例如，可以優先選用高強鋼筋及高耐久性的混凝土，為了將建筑全壽命周期延長，可以將功能變動的靈活性水平考慮進去。其三選擇傳統的“低”技術手段，如對于傳統、有效的節能措施，如自然通風、建筑遮陽進行考慮，若是一味地強調節能高科技，而忽略了對低成本節能技術的應用，就會同國家倡導的“節能”背道而馳，投入成本隨之增加。隨之經濟投入的增加，極易可能在將來施工中發生變化，最后導致建筑同節能設計標準不符。總之，只有保證節能材料的各種工程造價具有科學合理性，才能實現環保節能的目的。

三、節能設計在民用建筑設計中的有效應用

（一）合理運用水資源和冷暖資源

水資源屬于不可再生資源，再加上我國人口眾多，人均水資源占有量較少，因此，將節能設計應用到民用建筑，對水資源進行有效應用意義重大。在民用建筑設計中，可設置對污水進行二次利用的回收系統，在規劃布局中逐漸引入海綿城市理念，進而對水資源進行最大化利用。

另外，因人們對室內溫度和空氣質量的適宜性要求，冷暖空調裝置大都是日夜連續不停的運作，對能源的消耗較大。為了凸顯民用建筑設計的節能特性，需要將建筑智能化特征考慮進去，在室外溫度適宜的情況下，盡量避免通過機械強制制冷的方式對房間進行降溫，可以選擇自然通風的方式來降低房屋內溫度。同時還借助于建筑智能系統，抑制房屋內部熱量產生，通過熱吸收的方式，防止室外熱量進入房屋，并對室內熱量進行準確引導，不斷向室外進行釋放，進而實現節約能源的目的。

（二）積極挖掘可再生能源和新能源

隨著新能源與節能環保等新興產業的發展，可再生能源在建筑領域的應用逐漸增多。在人們日常生活進一步推廣使用太陽能、地熱能、生物質能、風能等可再生能源，降低不可再生能源的使用量，具有十分重要的意義。對于民用建筑中的可再生能源利用，設計者應當按照安全可靠、技術成熟、實用美觀的原則與建筑進行一體化技術設計，盡可能減少對不可再生能源的使用頻率，將節能環保的理念落到實處。例如，安裝和使用太陽能熱水系統、太陽能供熱采暖和制冷系統、太陽能光伏發電系統等太陽能利用系統。或推廣海水源熱泵、污水源熱泵、地源熱泵、電廠余熱等可再生能源應用到民用建筑。另外，對可再生能源和新能源進行充分利用，不僅可以減少日后建筑使用過程中的能源消耗，還能在一定程度上保護施工場地周圍的環境，對增加能源供應，改善能源結構，提升人民群眾居住水平有重要作用。

（三）優化照明系統

在建筑所有能源消耗中，尤以民用建筑物照明系統的能源消耗量最大。一是充分利用自然光照明，按照設計要求，在室外安裝采光裝置，通過強化光導裝置，對光能進行運輸，在漫射器的作用下來導入自然光線，不管是陰雨天還是下雨天，或黎明或黃昏，在該系統的作用下都能確保室內的光線充足。二是對太陽能等資源進行利用，例如，以太陽能發電的方式為地下車庫供電。三是通過對建筑照明系統優化設計，選擇合適的光源或開關，例如，綜合考慮房間功能、生活習慣、使用需求等因素，制定個性化照明方案，選用調光開關，結合人們生活狀態和實際選擇不同亮度和燈光組合，以更好的貼合人們對光源需求。室外、樓道內則可以選用光控燈、聲控燈等，使民用建筑照明系統能源消耗降到最低。

（四）加強建筑整體節能設計布局

對于建筑節能來說，其屬于系統性工程，需要將其貫穿到建筑設計和施工中的全過程中來，是建筑物選址、規劃、設計、減災和使用等各個環節節能的綜合。對于建筑物節能設計來說，廣義上包含了前期的建筑物設計、選擇建筑材料和設備及后期建筑設備節能運行設計。整個設計流程中需要考慮到建筑節能規劃設計，建筑采光計算、建筑材料熱工設計計算、圍護結構節能設計、供熱與制冷節能運行設計等。通過對節能型的建筑材料、產品和設備積極進行引用，全面執行建筑節能標準，對建筑物使用中的節能設備加強運行管理，使用科學有效的方法對建筑圍護結構熱工性能進行合理設計，不斷提升采暖、制冷、通風、照明燈的運行效率；同時還能對可再生能源進行充分利用，不僅可以凸顯建筑物使用功能和室內熱環境質量，同時還能將建筑物能源消耗降到最低，以對能源進行科學有效的利用。因此，對于建筑設計人員來說，在建筑物設計中需要綜合考慮節能與建筑的觀賞性、功能性，盡快形成一套較為完善的節能設計流程。

此外，節能設計不僅體現在節約資源、減少環境污染方面，還體現在土地節約利用上。當前，我國城市用地緊張的問題較為突出，在建筑設計中應引入土地節能設計理念，通過縮小建筑物間距、提高土地利用率來達到節能的目的。但是，縮小建筑物間距的同時，不能為了追求節能而影響建筑質量、降低居住品質。一方面，可以提升建筑的地上空間使用率，將各建筑物按照功能和結構進行分類，將建筑物外形和布置形式與場地情況緊密結合，合理確定道路流線及寬度，因地制宜，緊湊布局，在滿足功能的情況下，最大程度上適應周圍環境，達到節約用地的目的。另一方面，可以提升建筑物內部空間利用率。在民用建筑設計中，可在地下空間中設置機房、超市及儲存空間等等。

四、結語

綜上所述，民用建筑同人們日常生活密切相關，可持續的生態發展觀已經深入到生活中的方方面面。為了將能源消耗降到最低，在今后民用建筑設計中必然會將節能理念融入其中，通過充分利用各類能源，盡可能利用基地周圍的自然條件，提高資源利用率；盡可能利用再生資源和節能新技術、采用節能建材、對系統進行整體設計，從而提高人們生活和工作環境的質量。設計人員應根據民用建筑工程實際，通過不斷優化設計理念，在工程建設中不斷提升節能設計水平，更好地滿足人們的居住需求。