淺談節能新規條件下住宅建筑節能設計

1建筑設計中常見的節能處理技術

在現代住宅建筑設計中，節能技術的應用已經成為提升建筑經濟性能與生態性能的關鍵因素。建筑設計中常見的節能處理技術，包括建筑遮陽設計、圍護結構隔熱設計、強化室內散熱設計、建筑設計的選址和節能設計以及建筑戶型節能設計等[1]。

1. 1 建筑遮陽設計

建筑遮陽設計是降低建筑能耗的有效手段之一。通過合理的遮陽設計，可以減少夏季太陽輻射對建筑內部的熱量增加，同時保證冬季陽光的充分利用，進而達到節能的目的。遮陽設計包括固定遮陽和可調節遮陽兩種形式。固定遮陽通常采用懸挑、陽臺、遮陽板等形式；而可調節遮陽則包括百葉窗、遮陽簾等，可以根據不同季節和時間調整遮陽角度和位置，以適應不同的光照需求[2]。

1.2 圍護結構隔熱設計

圍護結構的隔熱性能直接影響到建筑的能耗。在建筑設計中，應采用高效的隔熱材料和合理的結構設計，以減少熱量在建筑內外之間的傳遞。例如，外墻可以采用保溫隔熱材料，如巖棉、聚苯乙烯泡沫板等，窗戶則可以選擇低輻射玻璃或雙層玻璃來提高隔熱性能[3]。此外，屋頂和地面的隔熱設計也同樣重要，可以通過保溫層的設計來減少熱量的損失。

1.3建筑朝向與節能設計

在建筑設計中，朝向是一個關鍵因素，它與節能設計緊密相關。朝向不僅決定了室內的自然光照情況，還影響著建筑對氣候條件的適應性、風向的利用、熱環境的控制以及室內空間的布局。南向的建筑由于可以獲得更多的自然光照，能夠有效減少對人工照明的依賴，從而達到節省電能的效果。同時，根據不同地區的氣候特征，建筑朝向可以優化太陽輻射的利用，提高室內溫度，減少供暖或制冷的能耗。此外，合理的建筑布局和朝向還有助于利用自然風，增強通風效率，降低對人工通風系統的依賴。

在熱環境控制方面，南向建筑在冬季可接收更多太陽熱量，夏季則可通過遮陽設施減少熱量的進入，實現熱環境的自我調節。結合建筑朝向，還可以選用合適的保溫隔熱材料和節能技術，如外墻保溫和雙層玻璃窗，以提升建筑的保溫性能，減少能源消耗。

室內空間布局也受建筑朝向的影響，將主要生活空間如起居室和臥室布置在南向，不僅能提供更舒適的居住環境，還能享受更好的采光條件。此外，建筑朝向還關系到居住者的視覺體驗，合理選擇朝向有利于建筑擁有更好的景觀視野，提升居住者的生活質量。

在設計階段，進行成本效益分析是必要的，應綜合考慮建筑朝向對節能的長期效益與初期投資之間的關系，選擇成本效益比較高的設計方案。總之，建筑設計中的朝向選擇是實現建筑節能的重要環節，需綜合考慮地理位置、氣候條件、用戶需求和成本效益等因素，要以科學的方法進行朝向設計，進而提高建筑的能源效率，降低運營成本，促進可持續發展。

1.4建筑戶型節能設計

建筑戶型節能設計涉及多個方面，包括建筑物的采光設計分區和建筑物自然通風設計。

1.4.1建筑物的采光設計分區

合理的采光設計可以減少人工照明的使用，降低能耗。設計時，應根據不同功能區域對光線的需求進行分區設計。主要活動區域應設置在靠近自然光源的

位置，而輔助區域則可以設置在光線較弱的位置。此外，還可以通過設置天窗、采光井等方式來增加自然光的利用率。

1.4.2建筑物自然通風設計

自然通風是提高室內空氣質量、降低能耗的有效方法。設計時，應考慮建筑朝向、窗戶位置和大小，以及室內空間的布局，以便實現良好的自然通風效果。例如，可以通過設置對流窗、高窗等方式來促進室內空氣的流動，減少對機械通風的依賴。

1.4.3住宅戶型窗墻比設計

窗墻比（Window-to-WallRatio，WWR）作為建筑圍護結構設計的關鍵參數，反映了外立面開窗面積與墻體總面積的比例關系，其數值設定直接影響建筑的能耗性能和室內環境品質。在住宅節能設計中，窗墻比的優化配置尤為重要，它不僅是建筑熱工計算的基礎參數，更是平衡采光需求與能耗控制的重要杠桿。

研究表明，窗墻比的合理取值需要綜合考慮多重因素。從建筑性能角度看，較大的窗墻比雖有利于自然采光和通風，但會顯著增加建筑圍護結構的熱傳導；從地域適應性看，寒冷地區宜采用較低窗墻比以減少熱損失，而溫暖地區則可適當提高窗墻比以增強自然通風；從技術層面看，需結合節能玻璃等新材料技術來彌補大窗墻比帶來的熱工缺陷。此外，建筑朝向、功能布局、空間感受以及當地節能規范等要素都應納入窗墻比設計的考量范疇。

基于上述分析，現代住宅建筑的窗墻比設計應遵循“因地制宜、性能優先”的原則，通過科學的參數優化和適宜的技術措施，實現采光舒適度與能源效率的最佳平衡。下文將結合廣東地區A住宅項目的具體實踐，深入探討窗墻比優化設計在夏熱冬暖氣候區的應用策略與實施效果。

2現代住宅建筑物設計的案例分析

2.1 工程概況

A項目位于廣東省深圳市，地處華南沿海，屬于亞熱帶海洋性氣候，年平均氣溫 22% ，5~9月平均氣溫為 25%～28% ，常年主導風向為東南風。本項目所在地為夏熱冬暖地區B區（4B)，總用地面積約4萬 m² ，總建筑面積約為36.5萬 m² ，規劃設計為9棟住宅塔樓、沿街底商和公共配套。1棟為47層住宅建筑，高 147m ；2棟為47層住宅建筑，高 148m 3棟為47層住宅建筑，高 147m ，4棟為47層住宅建筑，高 144m ；5棟為48層住宅建筑，高 145m ；6棟為48層住宅建筑，高 144m ；7棟為48層住宅建筑，高 144m ；8棟為48層住宅建筑，高 145m ；9棟為47層住宅建筑，高 147m 。該項目地質條件穩定，周圍無高山，所以場地周圍的風環境與日照環境相對穩定，這也為節能提供了良好的基礎。本研究選擇該項目中的6#住宅建筑作為研究對象，以案例的形式探索節能處理技術在現代建筑設計中的應用實踐。

2.2建筑群體的節能布局

該住宅項目位于深圳，夏季主導風向為北向及西北向，冬季則以東南風為主。基于當地氣候特點，項目采用開放式建筑群體布局策略，以優化場地自然通風效果。具體而言，設計采用西側與北側半圍合式布局，可有效阻隔冬季來自北方及西北方向的冷空氣；同時，東側采用開放式設計結構，結合場地東側水渠景觀，在夏季東南風主導時，既可降低氣流溫度實現室內降溫，又能維持小區適宜的濕度環境。

2.3建筑物單體設計方案

2.3.1住宅的體形系數

A住宅項目的體形設計充分考慮了節能原則。建筑的體形盡量簡潔，減少外墻面積，從而降低熱損失。同時，建筑的高度和寬度比例經過精心計算，以優化自然通風和日照條件。例如，建筑的南向設計有較大的開口，以便在冬季最大限度地吸收太陽輻射，而在夏季則通過遮陽設計減少太陽直射。

以6#樓為例，其外表面積為 27384.75m² ，建筑體積為 68839.46m³ ，經計算體形系數 S=F₀/V₀= 27384.75/68839.46≈0.4 。該數值符合當前節能設計標準對體型系數的限值要求。能夠為居民提供一個既節能又舒適的居住空間。綜上所示，A住宅項目的形體設計不僅在視覺上呈現出簡潔大方的風格，更在功能上實現了節能減排的目標，充分體現了設計團隊對可持續建筑發展的專業追求。

2.3.2 外遮陽設計

外遮陽首先要滿足節能規范的強制性要求，同時要考慮對立面的影響及住戶實際使用的安全性及視覺通透性。本項目采用300寬水平挑板 + 中空內置百葉的遮陽構件，東、西向外窗遮陽系數為0.8，在不同的季節均能解決 80% 的陽光直射，可滿足夏熱冬暖地區對外遮陽0.8的要求。同時，還兼具了水平遮陽板和百葉窗的遮陽優勢。水平遮陽板可以有效阻擋直射陽光，而中置百葉窗則可以增加調解遮陽的靈活性，提供了更加全面的遮陽解決方案，可以優化室內光線并提高居住舒適度。此外，在項目實施過程中，基于建筑主要功能房間以南北朝向為主的特點，采用300寬水平遮陽板配合中置百葉窗的遮陽方案具有顯著優勢，既能有效調節室內光熱環境，又能營造舒適宜居的空間氛圍。外挑遮陽板與建筑立面線條有機融合，保持了外立面的整體美觀性；而中空內置百葉配備手動調節裝置，既保證了使用的便捷性，又最大限度降低了百葉對室內視線的干擾。

2.3.3建筑圍護結構設計

外墻圍護結構的構造設計是節能的關鍵。當前住宅項目普遍采用鋼筋混凝土外墻體系，在降低外墻自身熱工性能的同時，也對保溫系統的選擇提出了更高要求。在新型保溫材料尚未成熟的情況下，大面積外墻外保溫系統難以實施，而內保溫系統則需兼顧防火性能。本項目采用差異化保溫策略：公共區域及廚房（除凸窗外）采用 30mmA 級保溫砂漿 +5mm 抗裂砂漿；其他功能房間采用 35mm 擠塑聚苯板 +10mm 石膏板；樓梯間采用 15mm 保溫砂漿 +5mm 抗裂砂漿；凸窗凹槽處局部采用 40mmA 級泡沫玻璃板 +12mm 水泥纖維板；凸窗部分則選用 35mm 擠塑聚苯板 + 10mm 石膏板。這種多材料組合方案既滿足了節能計算要求，又符合防火規范。此外，外墻涂料中摻入熱反射材料，使外墻平均傳熱系數 Km 值達到0.96W/(m²?K) ，在減少保溫層厚度的同時確保了隔熱性能。

針對夏熱冬暖地區的新規要求，外門窗玻璃至少需采用雙銀Low-E中空玻璃。本項目進一步結合綠色建筑隔聲標準，選用雙銀Low-E中空夾膠玻璃，較上一代節能設計顯著提升了門窗的節能效率和隔聲性能。

屋面保溫方面，在確保傳熱系數達標的前提下，保溫層厚度需顯著增加。本項目采用100厚（計算值80厚）擠塑聚苯板，雖構造做法與以往規范基本一致，但通過增加厚度有效提升了保溫性能。

3節能技術碳排放效益評估

基于案例項目所在地的碳排放特征及項目實測數據評估顯示，A住宅項目碳排放表現顯著優化。項目實際碳排放量為 24.36kgC0₂/ ( ，較參照建筑（ 42.44kgCO₂/ (m²?a) ）降低 42.6% ，超額完成40% 的減排目標；碳排放強度降幅達 18.08kgC0₂/ (m²?a) ，遠超 7kgCO₂/ 0 (m²?a) 的基準要求。這些數據表明，A住宅項目的節能處理技術不僅有效，而且在減少碳排放方面表現優異，還能帶來顯著的經濟效益，因為降低碳排放通常與減少能源消耗相關，而能源成本是住宅運營成本的重要組成部分。此外，減少碳排放還可能帶來政策激勵或碳交易市場的潛在收益。從環境和社會角度來看，節能處理技術不僅有助于改善室內環境質量，提高居住舒適度，還有助于緩解氣候變化和減少空氣污染，具有顯著的社會和環境效益。

通過對A住宅項目的案例分析，可以看到現代住宅建筑設計中節能技術的應用是如何在實際中發揮作用的。這些技術的應用不僅提高了建筑的經濟性能和生態性能，還為居民提供了更加健康、舒適的居住環境。未來，隨著節能技術的不斷發展和完善，現代住宅建筑的節能設計將更加高效和智能化，能為可持續發展做出更大貢獻。

4結語

綜上所述，在全球能源危機加劇與環境問題凸顯的雙重挑戰下，節能減排已成為建筑行業轉型發展的核心議題。現代住宅建筑中的節能技術應用，既具有降低運營成本的經濟價值，更是推動生態環境改善、履行可持續發展社會責任的重要途徑。通過對廣東地區A住宅項目的實證研究，充分驗證了節能技術在現代住宅建筑中的實踐價值與顯著成效。

參考文獻：

[1］唐曉琪，許惠．現代綠色建筑節能設計的發展及運用探究[J].居舍，2022（36)：113-115.

[2］尚雅斐．現代綠色建筑節能設計的發展及運用［J]．四川水泥，2021（8)：79-80.

[3］張鋒．中小型住宅建筑設計存在的問題及設計方法［J].建筑發展，2022，6（5)：29-31.