住宅建筑节能设计的实现方式思考

摘 要：建筑节能是城市住宅建筑未来发展的一个新的趋势，是实现我国可持续发展战略的重要举措。本文结合笔者多年实践经验，在介绍建筑节能涵义的基础上，分析了建筑节能研究的现状及存在的问题，并对住宅建筑节能设计的实现方式进行探讨，供类似研究工作参考。

关键词：住宅建筑；节能设计；单体设计；实现方式

1 建筑节能的涵义

建筑节能指的是在保证建筑物较高舒适性的条件下，合理使用能源、不断提高能源利用效率并达到节约能源、减少能耗的目的。建筑能耗是指建筑在正常使用条件下所消耗的总能量，包括采暖、空调、照明、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗，随着居民生活水平的提高，住宅建设的迅速发展及人们对住宅室内舒适度环境的追求，造成了能源的大量消费，因此，推广建筑节能对建设资源节约型社会有着十分重大的意义。要想达到节能效果，可通过合理的建筑规划设计、单体设计，改善建筑物围护结构的保温及隔热性能，充分利用自然通风、太阳能资源、余热回收等措施，提高采暖、通风及空调系统的能效。

2 住宅建筑节能设计的实现方式

建筑节能不仅仅只是建筑的材料、建筑设备节能的问题，曾经“节能建筑”被当成了时尚去追求，一批有着最新节能技术的建筑产品蜂拥而至，“高”技术也造成了“高”造价，把建筑节能引入误区。在建筑中，建筑设计是源头，建筑节能是一个建筑整体和宏观区域控制的问题，节能型住宅建筑应从整体规划设计（包括建筑的选址、建筑布局、建筑形态、建筑物的间距、通风及朝向等多方面）、建筑单体设计（包括建筑的围护结构如外窗、屋顶及外墙等）、建筑细部构造设计以及建筑设备设计等多方面考虑。因此从规划及方案设计阶段就应该注重节能问题，通过分析当地的气候、水文、地理等自然条件进行合理地布置，注重地域和气候特点，因地制宜。考虑整体的生态环境因素，充分利用现有资源，合理开发利用，从设计入手做好建筑节能。通过节能措施，在满足室内环境指标的前提下，达到节约能源、保护环境、改善建筑功能的作用，以降低我国住宅建筑的耗能比、减少高耗能建筑比例、改善我国建筑节能相对落后的状况，做到人类和生态的可持续发展。如在广东等南方地区，以炎热潮湿的气候为主，节能设计不能等同于北方，在保温设计的同时应该强调建筑物的遮阳和对流。建筑外立面的造型、色彩、窗墙比等都会对节能产生重要的影响。

2.1 合理的建筑规划设计

建筑的规划设计要强调“以人为本，环境为先”的原则，最大限度地提高能源和材料的使用效率，减少在建设和使用过程中对环境的污染，在满足建筑的适用性、耐久性的同时，着重强调“均好性”，注重环境、节能、环保三大主题，使建筑和环境都达到可持续和谐发展，提高住宅空间品位，提升城市的品牌。因此节能设计不能单纯地依赖节能保温材料的应用，而应该从住宅建筑方案设计阶段入手，规划设计过程中，在保持原有生态环境的基础上，通过分析当地的气候、水文、地理等自然条件进行合理的规划建筑布置，因地制宜进行建筑设计。从合同、组织、技术、经济等各方面，采取措施有效控制工程造价，考虑选址、能源、室内环境质量和运营维护等因素，进行全生命周期分析。

（1）建筑物的选址及布局

建筑群体的布置是否合理，对冬季获得太阳辐射热和夏季通风降温非常重要。如建筑选址上，建筑用地不宜选择在洼地、山谷等处，应该选择在向阳、避风的地段上，为建筑物争取日照创造必要的条件。结合建筑用地的自然环境、气候条件及建筑物的使用功能等，在不破坏原有生态环境的前提下，结合人的行为活动特点，建立一个自然———人工生态平衡的系统，降低太阳辐射、增强建筑物的通风效果，利用建筑楼群的合理布局，在节约土地资源的前提下增加建筑物之间的间距，既争取日照，又能合理组织气流，从而使建筑物与空气的热交换增加，降低建筑能耗。

（2）建筑形态

建筑形态的设计中不仅对建筑的体形系数有要求，而且需要冬季有利于避风寒，夏季减少日辐射热。需要根据得热和失热的具体情况权衡后对建筑进行优化组合。

（3）建筑间距

建筑物的间距对人的心理及精神具有很大的影响，因此在进行设计时不能只单纯考虑日照间距，要根据卫生视距及对人的影响进行综合设计。人类对环境的认知是通过感官感受的，建筑时时刻刻伴随着人们的生活，建筑物的间距过小则会让人产生压抑感，在紧张的工作后精神仍处于紧绷的状态，社会就容易产生犯罪，对人有消极的影响。反之则过于浪费土地、资源，增大人流、物流的流动空间和时间。

（4）绿化设计

住宅小区不宜一概硬化，设计尽量选用可渗透地面，给大地以透水透气的余地，不仅可以蓄积大量的雨水，缓解城市的“热岛效应”，改善环境质量，同时也可以缓解对城市下水管网和污水处理管网的压力。小区绿化和水体也要综合考虑，不是仅仅满足于政府部门要求的最低绿化率，还要对植被的性能加以了解应用，如在建筑环境中，使用体态高大的乔木遮挡冬季寒风，行植阔叶树可在夏天遮阳，大中小乔木与灌木相结合可降低噪声。这不仅可以改善小区的微气候，还可减少热岛效应，改善局部气候。

2.2 建筑物的单体设计

建筑物的单体设计上，如何实现在满足建筑物的美观、实用的基础上控制其体形系数达到节能的目的，对于建筑物来说，应减少建筑物的外表面积和加强围护结构保温，以减少能耗。外立面的造型、色彩、窗墙比等，要在满足美观、与环境相协调的基础上进行设计，以减少传热耗能，在提高居民居住舒适度的同时又能达到节能的目的，实现我国可持续发展战略。房屋单体设计时，要考虑多种因素的制约，进行优化组合。

（1）建筑物的体形系数

建筑物体形系数是指建筑物接触室外大气的外表面积与其所包围的体积的比值。建筑物体形宜规则，减少凹凸，可适当增加房屋的进深，减少其外表面积，通过这些措施可减少体形系数。体积小、体形复杂的建筑，以及平房和低层建筑物，体形系数较大，对节能不利；而体积大、体形简单的建筑物，以及多层和高层建筑，体形系数较小，对节能较为有利。在其他条件相同的条件下，进深大的建筑比进深小的好，外表整齐的建筑比凹凸变化多的好，长的比短的好，高的比矮的好，但建筑师在进行建筑创作时要结合功能综合考虑。一般来讲，体形系数不大于0.30，体形系数越小节能效果越好。

（2）建筑物的通风与朝向

做好单体建筑的通风设计，要尽可能考虑穿堂风。同时建筑物窗户面积在满足日照等卫生要求的前提下要适当，但又不宜过大，室内进风口和出风口同时存在的情况下，窗户通风面积的大小是决定室内风速的关键，既可降低建筑物的成本又起到节能的作用，减少建筑物的二次耗能。实验表明，增大房屋建筑通风换气次数对降低夏季空调能耗效果明显。

（2）建筑物窗墙面积比

窗墙面积比是指窗户洞口总面积与同朝向建筑立面面积的比值。对于门窗，首先应符合功能要求，如充足的光线可避免白天灯光的使用，减少电能的损耗，同时也要满足通风的要求；要使用保温、隔声，气密性等级、水密性能好的符合国家标准的中空保温玻璃，可以积极使用推广一些先进的材料，如现在示范性项目中用的Low-E玻璃等，以达到节能的目的。

（3）屋面的节能构造

在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是建筑物上部与外界直接接触的重点部位，受辐射热也是最多的，其保温与隔热对建筑节能具有重要意义。为达到节能目的，屋面上可设置架空层增加空气的流动，蓄水屋面及设置屋顶绿化形成生态型屋面等。这样不仅可以增加环境的美观性，还可以改善建筑物屋面的热工性能以达到节能的目的。屋面保温材料的选用上不宜用密度大、导热系数高的材料，这样会导致屋面的重量和厚度过大，不利于结构设计；同时也不宜选用吸水率较大的材料，防止保温层吸水而降低保温效果。

2.3 加强围护结构的保温及热工性能

现代建筑在设计时除保证建筑的安全性、舒适度、智能化和生态环境因素外，还应注重能源的有效使用和节约，减小外围护结构的传热系数，强化建筑外围护结构的隔热构造。

（1）墙体保温

外墙外保温是在主体墙结构外侧用粘接材料固定一层保温材料，并在保温材料外侧抹砂浆或作其它保护装饰，在外墙根部、女儿墙、阳台、变形缝等易产生热桥的部位，采用外保温技术，可显著消除“热桥”造成的热损失。目前主要采用的方式有：聚苯板保温砂浆外墙保温、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等。外墙内保温是在外墙结构的内部加做保温层。总之，外墙保温材料要选用导热系数小的保温材质，减少室内外的热交换。另外，也可利用植物来调节气温，如在建筑物西侧墙面上种植爬山虎，有利于吸尘和降噪，减少温室效应。

（2）门窗保温

建筑门窗的主要功能是在获得足够采光的条件下，需要控制门窗在有太阳照射时合理得到热量，而在没有太阳照射时减少热量流失。影响门窗获得能量的因素包括：窗户的位置和朝向、窗户类型的设计、使用的玻璃材料、设置合理的外遮阳等。门窗是构成热能损失的主要因素，可以通过合理配置，减少门窗热能损失。门窗能量传递方式主要有：辐射传热、对流传热、传导传热，另外空气渗漏也是窗户能量损失的重要组成部分。

（3）建筑设备节能

如尽可能的利用自然光，采用高效照明光源；卫生器具的选择上选用节水型卫生器具；空调器选用节能型等方式，暖通空调制冷在建筑中具有主动性，对建筑节能有很大的影响。

2.4 新技术的开发及应用

应用新型材料节能，引进新型建材生产技术、开发生产环保、节能型建筑材料是建材工业发展的必然趋势。按照循环经济的方式，研究发展太阳能光热、光电应用、沼气、风力发电等经济适用技术，推动以节能、节地、节材、节水和环保为核心的绿色建筑的发展。

3 结语

住宅建筑节能是贯彻我国可持续发展战略的重要举措，能够大大节约能耗，减少大量的二氧化碳、粉尘等的排放与污染，对全面建设我国小康社会具有重大的意义。因此，住宅建筑的节能设计不仅需要施工人员按照有关的规范条文进行施工，提高建筑设计水平，而且也需要建筑师的积极参与，需要全社会的支持。只有这样，才能建造出低成本、高效率的节能住宅建筑，以促进社会经济的发展。

参考文献

[1] 王良.住宅建筑节能设计存在的问题及对策研究[J].科技风.2012年第22期

[2] 李克.住宅建筑设计的节能措施探讨[J].城市建设理论研究.2012年第02期

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