住宅建筑规划与节能设计-建筑设计论文

住宅建筑规划与节能设计
曲焕平
关键字：住宅区规划，建筑设计，节能设计，住宅节能
摘要：本文从住宅区规划、住宅建设阶段详细论述了节能要点。
一、引言
随着城镇化发展地加快，生活水平的提高，住宅需求的增长，同时对住宅的节能减排也提出了新的要求，而传统住宅建设能源消耗大，难以满足“四节-环保”的要求。对此建设节能型住宅、推进住宅产业化已势在必行。在规划及建筑设计过程中体现“节约”、“和谐”的思想，创造出节能的生态社区和建筑，是一个十分有意义的课题。
二、规划设计中的节能要点
对于建筑节能产生重要影响的有如下几点自然因素：
●日照：适度的日照会让住户感觉舒适，但是过度曝晒或缺少阳光则会对生活带来不利影响。虽然空调可以调节室内气温，但是也会消耗大量的电能。
●风及空气流通：建筑密集的住宅区会造成室内外空气的不流通，会造成由于热量无法及时挥发而造成不必要的能源消耗。
●降雨：水是日常生活中必不可少的重要自然资源。如何充分利用雨水来为日常生活服务是一个在规划及建筑设计中需要注意的课题。
首先谈谈在规划设计中如何利用这些自然要素。规划设计的重点是平面布局、开发强度及相关的配套设施
1、合理的平面布局
●建筑朝向：南北向的住宅排列方式可以保证住宅获得充足的日照，并且山墙面对西向则可以有效避免被日光曝晒。
●建筑间距：住宅之间保证合适的间距是满足日照及通风的重要保证，根据居住区设计规范，满足日照要求为基础，综合考虑采光、通风、消防、防灾、管线埋设、视觉卫生等要求确定。
●风道：住宅区内的空气流通主要依靠建筑围合形成的风道。因此在平面布局时要注意避免在风道上设置障碍物影响了空气的流通。
●绿化及树木种植：尽量减少建筑群间的硬化地面，推广植草砖地面，提高绿地率，加强由落叶乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系，以便由树冠和地面植被阻档、吸收大部分的太阳直射辐射，减小地面对建筑物的反射辐射，降低区域的夏季环境温度，减轻区域的热岛现象。
2、合适的建筑密度
在住宅区的设计中，建筑密度对创造良好的生态环境有直接的影响。较低的建筑密度意味着住宅区内会有更多的空间设置开敞空间及绿地，同时较低的建筑密度也是合适建筑间距、充足日照、通畅的风道的有力保证。所以，在规划设计中，降低建筑密度是保证良好生活环境、有利于居住节能的有效的措施。
3、市政设施
住宅区的市政设施设计需要重点注意能源的收集和循环使用。例如设计雨水收集系统、水利用循环系统、太阳能利用装置等，均可以起到充分利用能源的作用。
三、建筑设计中的节能要点
对于单体住宅建筑来说，在设计中注意以下几点问题可以有效的降低建筑能耗。
1、建筑的体型：建筑的耗能量随着体型系数加大而增加，体型系数小，建筑物耗能效果好。为了减少建筑物的体型系数，在设计中可以采用以下几点：1）建筑平面布局紧凑，减少外墙凸凹变化，即减少外墙面的长度。2）加大建筑物的栋深。3）加大建筑物的层数。4）加大建筑物的体量。　在建筑设计中，原则上应减少建筑物外表面积，适当控制建筑体型系数，即建筑物外表面积与其所包围的体积之比，减少建筑面宽，加大进深或增加组合体，建筑平面宜选用如“一”字型等较为简洁规整、能够获得较多日照和较少东西晒的平面型式，以减少夏季热辐射和冬季冷风渗透量，体型复杂、凹凸面过多的点式低、多层及塔式高层住宅，建筑的外表面积和体型系数大，对节能不利。　
坡屋面建筑与平屋面建筑相比，其坡屋顶增大了屋顶的热交换面积，加大了能耗，因此不利于房屋的节能。结合建筑形体空间的处理，可以在建筑物中设通风口，加强气流组织，改善小区内部的通风条件。从建筑外观形态上来谈，影耗大小主要有两个因素，一个是建筑绝对的大小，也就是我们常说的体量，另一个就是平面是否紧凑。一般来说，平面、立面凹凸变化较大的建筑就属于平面非紧凑型建筑。特别是背阴面北侧墙体的凹凸变化。外墙面积的增大势必增加形成“冷桥”的可能性，增大建筑能耗。德国建筑中“方盒子”非常普遍，究其原因，并非建筑师们缺乏创造性，而是“方盒子”有利于节能。
2、　在节能住宅的设计中，围护结构的保温状况是影响住宅冬、夏季能耗指标的重要因素。
1）外墙保温
随着节能保温技术的进步，　外墙外保温的优越性受到社会的认可。
常用的保温材料有：膨胀聚苯板（EPS板 )、挤塑聚苯板（XPS板）、岩棉板、胶粉聚苯颗粒保温浆料、聚氨酯发泡材料、珍珠岩等浆料。　由于近年来多起建筑保温火灾事件的发生，引发了各界对保温防火的思考，保温材料的防火性能史无前例的引起了业内各界的高度重视。然而，很多保温材料起火都是在施工过程中产生的，如：电焊、明火、不良的施工习惯。这些材料在燃烧过程中不断产生的融滴物和毒烟，同时释放出来的氯氟烃、氢氟碳化物、氟利昂等气体对环境的危害也不可忽视。为此，住房和城乡建设部和公安部于2009年9月25日联合发布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》公通字[2009]46号文通知。保温设计过程中防火性能更好、保温性能出色系统更能赢得市场的任何。
2）窗户的设计
（1）窗户的朝向
窗户的朝向影响到风如何进入室内及风在室内的流动方向。入口与出口间的直接轴线经常是空气在房间内流动的路径，当进风口与风向成正交（90度）时，空气流动会直接朝向出口，对房间内其他部分的作用很小。当窗户与风向成一定角度时，进入室内后，风速会变快，风所影响的区域也会变大，这种情况下，有利于空气的自然流通及室内散热。
（2）窗户的大小
窗户的大小决定对流的空气速度。要使空气进入房间，也必须让空气有出口流通。需要注意，当窗户愈开愈大时，室内风速反而会下降。
对流提供自然换气的最佳情况，设计时需要注意。当出风口大于入风口时，房间内会产生最大的风速。出风口与入风口大小相同时，风产生最大的风流量。不过如要达到凉快的效果，最大的风速比较重要。
（3）窗户的材料
目前大多地区仍采用塑钢窗，但断桥隔热或多材质复合窗体应用的较少。断桥铝合金中空玻璃或低辐射LOW-E玻璃，明显提高了保温隔热的节能减排效果。
窗玻璃是窗户构成中最重要的因素。玻璃材料的选择直接关系到建筑受到日照的影响、气流的流入及流出，这对寒冷地区的保暖十分重要。除去一般的玻璃材料而使窗玻璃对日照、反光、吸热等产生的影响外，在一般的处理上，窗户的色泽会对上述因素产生重大的影响。
一般来说，深色泽的玻璃会极大的降低照入室内的日光量，所以，经由玻璃透射的热量较少，因此室内温度较低，有利于在炎热地区使用。但是由于深色泽的玻璃反射阳光现象较为严重，会影响建筑物周边环境的温度，同时反射所造成的眩光现象也是干扰行车安全的重要因素。
和深色泽的玻璃相反，浅色泽的玻璃可具有更好的透光性，吸收更多的热量，比较适宜在寒冷的地区使用。
在新技术的支持下，开发出的多层强化玻璃有效的解决了浅色玻璃和深色玻璃的缺陷，在双层玻璃之间的中间膜层可以满足各种颜色的要求，同时中间膜层具有阻挡透射的特性，在准许光透射的情况下，对于噪音干扰的控制及降低热透射与过度眩光等问题，都能发挥良好的功效。
3、可再生能源的利用
1）太阳能利用主要以太阳能热水器为主。
小区住宅太阳能资源的合理使用随着人民生活水平的效益提高，大中城市居民对家庭卫生热水的需求越来越高，尤其新购住宅，无一例外要安装生活热水设施。房地产开发商为提升小区的品位和档次，也努力让自己的住宅产品附带热水设备。而太阳能热水器免费热能，又具备无污染、安全的特点，因而受到业主的欢迎。
2）地热能是利用地表面上下的温度差值，通过能量转换装置来实现住宅室内的温度调节，是一种清洁能源。
地源热泵是利用是利用地能的一种较好形式，利用地下水进行冷热交换。地源热泵较环保，对环境污染排放少。
4、合理设置交通核的位置
交通核是高层住宅重要的结构组成部分，一般来说，交通核位置有如下三种做法：1、中央核；2、双核；3、单侧核。
从节约能耗的角度考虑，将交通核设置在建筑物周边有利于节能，具体有如下优点：
●不需装设防火加压风管，降低装置费用与营建运用。
●电梯门厅有直接对外的视野，易于辨认所在位置。
●提供自然换气及采光
●服务核位于建筑侧面，直接受到太阳的照射，可以极大降低建筑内部空调负荷（窗户位于南北向，服务核位于东西向）。服务核的配置满足上述要求，避免在比核区域更需要冷气的使用空间中产生热量，同时形成缓冲地带，尽可能减少使用空间的冷气（或暖气）的流失。同时核安排在周边也可以抵挡冬季寒风。
四、结语
住宅节能涉及到自然、环境、规划、设计等各种因素，通过协调好各方面的关系，把节能工作落到实处。