住宅建筑节能设计探讨

建筑物的能耗是由其围护结构的冷风渗透和热传导两方面造成的。民用建筑的围护结构主要指墙体、屋面、窗户(玻璃幕墙)、外遮阳设施等。建筑物围护结构的作用是防热御寒,使室内受到遮护,形成温暖、舒适的环境,以不受室外气候变化的影响。房屋内外的热流方向在冬季和夏季截然不同,但都要求外围护结构具有绝热的性能,使流出或流入的热量减少。为了降低建筑能耗,在减少建筑物冬季空气渗透耗热量和夏季空气渗透得热量的前提下,尽量利用太阳辐射得热和建筑物内部得热。建筑的围护结构直接影响民用建筑的能耗,据调查,围护结构的耗热量占建筑采暖热耗的1/3以上。因此,对于民用建筑物来说,节能的主要途径是:应从墙、门、窗、顶等围护结构着手,通过逐步优化围护结构设计,尽量减少其能量散失,更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求,达到最佳的节能效果。

我国住宅建筑结构节能的规划问题

(1)未能在规划中进行建筑节能的设计

建筑室外热环境和自然通风环境对建筑节能是很重要的。有了好的室外环境，建筑可以在多数时间内满足热舒适，从而不需要开空调。但是，由于目前建筑节能只是在施工图审查中才受到重视，而规划报建中并未进行建筑节能方面的审查和评审，所以，已经确定的建筑方案并未进行节能的设计。

(2)未能将建筑节能措施融入工程设计中

在建筑工程设计的过程中，多数建筑只重视实用面积、结构安全、美观时尚，不重视建筑的性能、品质，没有把建筑节能作为建筑的一个固有的、内在的品质进行考虑，把建筑节能的要求撇在一边，到了最后施工图送审前才根据建筑节能设计规范进行草草的计算和设计调整。此时由于建筑的方案已确定，只能在材料和设备选型等方面进行微调，效果差强人意，而且往往造价高昂，实现起来很困难。

(3)不重视低成本节能技术和传统措施的应用

在目前的节能设计中，传统的、有效的节能措施例如自然通风、建筑遮阳等未被广泛采用，代之的是片面强调节能的高科技，不重视低成本的节能技术应用，造成节能昂贵的印象。而且，昂贵的设计在将来的施工中很可能被改变，使得最后建筑达不到建筑节能设计标准。

只要建筑设计中注意低成本节能措施的应用，在空调设备设计和电气设计方面进行精心设计，就算节能建筑稍微提高了成本，但却节约了能耗，获得了良好的舒适性，必将取得良好的经济效益和社会效果。

3.节能建筑规划设计

根据建筑功能要求和当地气候参数，在总体规划和单体设计中，应科学合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体型、间距、层高、选用节能建筑材料、保证建筑外围护结构的隔热保温性能等及对建筑周围环境进行绿化设计，全面应用节能技术措施，最大限度减少建筑物能耗量，获得理想的节能效果。

3.1建筑朝向和平面形状

形状相同的建筑物，南北朝向比东西朝向的冷负荷小，如对一个长宽比为4:1的建筑物，经测试表明：东西向比南北向的冷负荷约增加70%，因此建筑物应尽量采用南北向。在建筑物内布置空调房间时，尽量避免布置在东西朝向的房间及东西墙上有窗户的房间以及平顶的顶层房间。建筑物的平面形状，应在体积一定的情况下，采用外围护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小，负荷越小，能耗越小。

3.2合理的外部环境设计

在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。

3.3合理的绿化设计

绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改善气温，调节碳氧平衡，减弱温室效应，减轻城市的大气污染，减低噪声，遮阳隔热，是改善居住区微小气候，改善建筑室内环境，节约建筑能耗的有效措施。

3.4合理面宽与住宅层数设计

一般来说，根据人的职业、年龄特征等，平均每天约1/3～1/2的时间是在住宅内度过的，因此，住宅设计需要考虑空间健康因素和生理健康因素。它包括清晰的功能分区、适宜的空间尺度和无障碍的室内布置。起居、饮食、洗衣等公共活动区，称之为动区;睡眠、学习、个人清洁卫生等私密性活动区，称之为静区。平面布置除了要求动静分区外，还要考虑它们之间联系的紧密性。具体地说住户处应设置一小门厅便于出入的人有存衣、换装、整容的地方，也使外人不能窥视户内的活动与布置，保证家庭的私密性。

合理的功能空间面积取决于必要的设备、设施、家具布置所需面积、人体占有面积、生活或操作所需面积，将其综合进行合理组织，求得一个符合居住行为的空间尺度。现行规范规定居住层高一般不得低于2.50m(净高2.40m，《住宅设计规范》GB50096——1999)。根据这一规定，开发商已将其用到极限了再经装修，加上吊顶、吊灯、吊扇、铺上木地板等，余下的净高约只有2.00m～2.20m，再与宽大的空间相比岂不比例失调·所以，对动区如大开间客厅，这样的宽高比确实使人感到压抑，空气也不流畅，甚至有不安全因素(如吊扇)，又如何谈得上生态型、健康型、高舒适度、高功能配置呢·

住宅建筑层理想值：规范GB50096——99(1-0.3)把住宅分为四档：低层(一至三层)、多层(四至六层)、中高层(七至九层)、高层(十层以上)。考虑城市规划、街景、用地规模、投资、建设周期、抗震设防烈度以及不同时期建筑思潮等多种因素，建筑层理想值很难形成统一标准。低层住宅有其使用便利、投资少、周期短、管理简便等优势。而高层由于使用系数偏低、设备复杂等等，往往不易被人们所接受。许多设计需要在保证日照距离的前提下，提高高低层住宅的密度，使之达到规划要求的用地指标，缩短了住宅间距，成为高密度住宅区。

3.5 建筑节能材料的选用

合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。

参考文献

[1]龙惟定.建筑节能与建筑能效管理[M].北京:中国建筑工业出版社.

[2]孙亚南.建筑节能的几点体会[J].山西建筑,2006,32(22)