住宅建筑設計中的節能措施應用分析

孔燕

中通服咨詢設計研究院有限公司 江蘇 南京 210000

引言

隨著我國社會經濟的快速發展，人們對建筑功能的需求也越來越多，除了要求建筑具有良好的外觀以外，還要求建筑盡可能節能環保。建筑節能設計能夠有效降低建筑能耗，減少建筑使用對生態環境的影響。

1 現代化建筑及其節能設計概述

傳統建筑無論是土木結合還是磚木結合，都是以木構架為主體的建筑體系，除去那些高大的宮殿、宗教建筑外，大量建筑均單體不大，沒有通風空調等現代機電設備。現代建筑工程存在體量大，功能復雜的特點，為滿足人們的使用和舒適需求，在建筑工程設計中大量使用的通風、空調等機電設備情況非常普遍。由于通風、空調等機電設備的使用會消耗能源，不利于節能減排，設計者如充分利用傳統建筑工程所蘊含的節能智慧，并將其應用到現代化建筑工程的節能設計中，以此來達到盡可能降低機電設備使用、節省能源消耗的節能效果[1]。

2 為什么要加大建筑技術中節能環保措施

在當前的大環境下，我國提倡建設資源節約型和環境友好型社會，國家和人民更加重視保護環境和節約資源。因此，消耗大量資源以及可能對環境產生嚴重污染的建筑行業，必須積極響應節能環保政策，在建筑設計方面采取節能環保措施是很有必要的。目前，我國節能環保的建筑設計成本可能比非節能環保的建筑設計成本要大，但隨著科學技術的進一步發展，前者的成本必定會比后者成本更少。當下，許多城市在開展老舊城區改造工作，但是在改造的過程中，相關部門不了解當地的情況，忽視了居民對舒適性的要求；同時，改造部位多為門窗外柵欄等外部部位，可再生資源未得到充分利用。這些問題都說明了當前我國建筑設計需要節能環保。下面以北方寒冷地區的房屋建筑為例。在北方房屋采用外墻外保溫技術、屋頂平改技術、門窗更換技術、遮陽技術之前，北方家庭每年冬季需要繳納高額的暖氣費，政府也需要提供大量的燃料，空氣污染問題嚴重。最終，人民生活成本不斷增加，居住環境變得越來越差。因此，增加建筑技術中節能環保的措施是有必要的。

3 節能措施在住宅建筑設計中的運用

3.1 節能設計融入住宅的整體布局

節能設計需要融入整體的建筑設計中去，這樣才可以實現整體的建筑節能設計布局。設計人員在進行民用建筑外部環境設計時，需要盡可能地利用當地的環境優勢，比如在透風且光照充足的地方建設建筑物，這樣可以充分利用太陽能、風能等可再生資源，從而減少建筑內部的電能使用，達到節能的效果。因此，設計人員必須認真勘查建筑物所在地的氣候條件，清晰掌握當地的光照、通風情況，只有這樣，才可以最大限度地利用自然資源，合理實現建筑節能環保的目標。除了可以通過自然資源開展節能設計之外，設計人員還可以通過合理節省土地使用來達到節能的目標。例如，采取科學方式縮減建筑物間的距離可以起到節約土地使用面積的方式，提升土地資源的利用率，同時保證建筑物的質量。與此同時，在開展建筑物內部空間設計時，可以充分利用地下空間面積，比如將機房、超市、儲藏室等都布局在地下，這樣可以提升建筑物的內部空間使用率。另外，居住用房可以考慮設計全開放式的客廳、廚房，這樣在提升居住房屋的使用空間的同時，內部通風和采光效果也得到了提升。除此之外，還可以考慮采取并列式或平行式的物件布局方式，提升內部空間的使用效率。

3.2 住宅戶型平面合理設計，控制體型系數

在住宅建筑設計中，平面設計是其中一項重點內容，在具體平面設計工作的落實中，設計人員要提前了解人們對于居住條件、居住環境的需求，在此基礎上進行設計，可以確保設計的有效性。住宅戶型設計通常采用的是南北通透設計方式，該種設計方式的主要目的是，促使住宅建筑通風能力得到提升，強化建筑自身采光能力，而且可以達到冬暖夏涼的效果。建筑的體型系數對節能影響較大，一般來說控制建筑的體型系數，主要是減少建筑物外表面積，減少建筑形體的凹凸。前期設計時住宅應盡量選用外輪廓規整戶型，通過控制建筑體型可以達到降低建筑整體能耗。《江蘇省民用建筑施工圖綠色設計文件編制深度規定》要求居住建筑因體型系數超標而進行性指標設計時，屋面、墻體、窗戶的傳熱系數、屋面和墻體的熱惰性指標應滿足相近體型系數達標時規定性指標的要求。即體型系數超標時，需要加強屋頂、外墻和門窗的保溫效果[2]。

3.3 保溫節能材料的合理選擇和應用

在現代建筑的節能設計中，設計者合理選擇不同地區當地普遍使用的材料，來提升整體建筑工程的節能效果。①建筑墻體材料的合理選擇。因為我國的地理環境十分廣袤，南北方氣候環境存在很大不同，因此在具體的建筑工程節能設計中，設計者應借鑒傳統建筑工程技術，根據不同地域和不同條件來進行建筑材料的合理選擇。比如，陜北的窯洞，為有效適應氣候特征，利用有較好蓄熱效果的土坯等材料作為墻體材料；北方一些采用了三七墻、四九墻的磚混建筑，房間內冬暖夏涼。這是由于土墻與磚墻都能夠很好地蓄熱，墻體熱容量越高，室內的溫度變化就越小，越能維持穩定的熱環境。現代建筑普遍采用熱惰性好的墻體材料并結合EPS、XPS、巖棉等保溫材料的使用，對維持室內的熱環境非常有效，可減少空氣調節設備的使用。②建筑門窗材料的合理選擇。對于建筑節能來說，提升墻體的保溫隔熱性能是比較容易的，因為保溫材料的價格并沒有那么昂貴。但窗戶作為建筑節能設計中除墻體外的非常重要的組成部分，造價較高。選用采用鋁包木窗框，結合雙層或三層中空、真空或鍍膜玻璃這類傳熱系數低的門窗才能滿足規范和使用要求。窗墻比大的住宅，對窗戶玻璃、型材和遮陽的要求都很高，因此在住宅設計過程中，在滿足使用和日照通風要求的前提下，合理控制窗墻比至關重要。由于節能規范和綠色建筑的要求越來越高，在設計初始，在外立面和平面設計時，充分考慮窗戶比。

3.4 做好采光通風設計

采光通風設計是住宅建筑設計中一個非常重要的部分，規范中對日照、采光和通風都有明確的要求。首先在住宅總平面布置時，盡量爭取較大的日照間距，使每戶住宅的日照滿足規范要求；其次在平面設計過程中，主要居住空間盡量避免凹凸設計，減少自遮擋等不利因素。在采光方面，尤其要重視在凹槽、連廊、天井等周邊次要空間的采光，滿足日常生活的需求。在通風設計方面，應結合當地常年主導風向，采用氣流模擬分析通風情況。在住宅單體設計時，盡量南北通透，各居室保證一定的開窗通風面積，便于氣流組織和對流。

3.5 圍護結構的節能設計

由于住宅建筑圍護結構直接關系到建筑物的保溫效果，因此在進行節能設計時需要關注圍護結構的設計。建筑圍護結構對建筑物墻體的隔熱保溫效果起著決定性作用，直接關系到節能設計的實施效果。因此，在開展外圍護結構的節能設計時，需要科學合理地選擇保溫技術以及所使用的節能材料。通常情況下，目前采取的墻體保溫節能技術多是外墻保溫技術，分為外墻外保溫、內保溫和自保溫3類技術類型。根據不同的地區，不同的體形系數，外圍護結構有不同的要求。建議結合裝配式建筑外墻等技術，合理采用綠色、經濟、環保的材料，并滿足建筑防火規范的要求。

3.6 建筑空間布局的合理設計

在進行現代化建筑工程設計中，為使其達到良好的節能效果，一項關鍵的內容就是對其空間進行合理的布局。如果建筑空間設計不夠合理，人們就需要通過安裝空調等的方法來進行室內降溫，這樣勢必會產生很大的能源消耗。在北方傳統合院合院的設計中，對于西曬的房間會賦予次要功能、對室外庭院和建筑的回廊進行科學組合，在整體建筑空間中增加了更多的陰影區域，這樣便可達到良好的遮陽降溫效果；南方的吊腳樓，為避免潮濕以及有好的通風，生活空間位于上層。所以我們可以對傳統建筑的設計加以科學借鑒，在現代建筑的設計中采用把次要功能房間的布置在次要朝向、加設回廊和圍廊等手法來實現建筑空間結構的合理優化，提升其遮陽效果。

3.7 推行節能科技

隨著科技水平的不斷提高，越來越多新節能技術融入住宅建筑中，有效地提高了整體的節能效果，例如在建筑中利用新型的節能空調和節能熱水器，都可以降低不可再生能源消耗。新型技術自動調節型住宅，利用太陽能實現整體住宅內部電力的供應，同時也可以將能量儲存在其中，有效地提高整體的控制效果。現住宅設計中采取裝配式技術，全面提高建筑的保溫效果，貫徹落實因地制宜原則，減少不可再生能源的排放。通過節能和環保的相互統一提高資源的利用率，滿足環境管理的要求，避免出現能源浪費的問題。在節能設計時，要將設計理念融入計算機模型中進行全方位模擬，考慮周邊的氣候條件，快速地發現在設計方案中所存在的偏差，逐漸完善整體的節能設計模式。

3.8 合理使用水資源和冷暖資源

在人們日常生活中使用到的諸多資源里，水資源是十分關鍵的一項資源。因此，在進行民用建筑設計過程中，設計人員需用針對水資源進行科學合理的節能設計，盡可能減少水資源的浪費。例如，設計人員可以在進行節能設計時，將污水回收系統融入建筑設計里，將生活污水、廢水統一收集起來，采取污水凈化措施，從而實現污水廢水再利用。除此之外，設計人員還可以考慮增加人工濕地的設計，將生活污水排放到人工濕地，不僅解決了污水處理問題，也為城市增加了一片綠植，保護了當地的生態環境。在充分利用水資源的同時，還需要綜合考慮冷暖資源的使用。由于現代住宅大多采取冷暖空調進行溫度調節，通常是白天晚上都在使用空調，這在一定程度上造成了電能資源的消耗。所以，在進行節能設計時，將建筑智能化使用引入到設計方案中，實現智能化控制建筑，保持室溫穩定在適宜溫度狀態。

3.9 節能建筑技術設計

在開展綠色建筑設計的過程中，必須要從各個角度上合理開展設計，切實有效地保障建筑工程的生態降耗性能，滿足人們對美好生活的向往。當前節能降耗、生態環保理念深入人心，并且成為我國各個領域的發展方向。節能減排的生活當前不斷受到廣大群眾的追捧，所以在進行綠色建筑設計時，應該強化節能技術的應用，系統性地開展節能技術應用，保障整體建筑的綠色、生態化水平。可以結合綠色建筑工程建設需求，科學合理應用鋼結構框架進行設計，借助裝配式鋼結構框架確保建筑工程框架施工的生態性與科學性。針對門窗節能技術設計時，應該在確保整個建筑散熱、通風性的同時，結合不同城市的特點，設置科學的門窗施工技術參數。對門窗開設面積、門窗使用材料、門窗透光率等諸多因素進行考量。結合四季變化趨勢，充分應用自然光熱能源，減少人們對空調、地暖等諸多能源設備的依賴，實現節約降耗的目的。在開展節能建筑外墻設計時，需要選擇新型節能外墻保溫材料，并對建筑外墻開展高質量處理，使用保溫涂料、輕保溫板材等材料，引入復合型外墻施工技術手段。例如，可以通過設置加氣混凝土材料貼附到建筑外墻外側，這樣不僅可以吸附外界的噪聲，而且還可以增加整個建筑物的隔音效果，在保持建筑余熱的基礎上，實現對太陽光紫外線的擴散輻射，這樣切實有效地提高了自然能源的利用效率，降低了內部能源的消耗。在綠色建筑設計的理念下進行建筑設計，不僅可以滿足當前人們對建筑的功能性要求，而且還潛移默化地促進了我國建筑事業的穩定發展[3]。

4 結束語

綜上所述，隨著現代節能環保理念的不斷深入，節能環保也成為現代住宅建筑的必然發展方向。而在現代化建筑的節能設計中，滿足建筑使用需求的基礎上實現其能源消耗與運行成本的有效節約。因此，在住宅節能設計中，設計者可以對傳統的建筑工程技術加以合理應用，根據實際情況，利用傳統建筑的自然通風設計、遮陽及太陽能利用等可再生能源的技術，合理選用綠色節能環保材料，促進現代住宅工程的建設與發展。