住宅建筑節能設計分析

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1節能住宅的概念和意義

目前,我國使用建筑的能耗達到終端總能耗的30%,在總能耗中占據首位。而我們國家正處在城市化的上升階段,全國民用建筑的總面積達到了400×108m2,既有建筑和新建建筑中高能耗建筑的比例極高，能源短缺將成為制約經濟發展的重要因素。建筑物保溫隔熱性能差，供能系統效率低，導致建筑物要達到規定的舒適度，單位面積所需的能耗就會增加。在住宅總體規劃及單體設計中，為住宅的主要空間爭取良好朝向，滿足日照要求，充分利用天然資源，是最基本的改善住宅室內熱環境的設計，也是最基本的節能措施。住宅作為人類生活的重要場所，在其建設與使用過程中，不可避免地消耗著大量的能源和資源。因此，對住宅進行節能設計具有十分重要的意義。

2住宅建筑節能設計的必要性

我國的建筑能耗比發達國家高2~3倍,加上再生資源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,將進一步擴大我國能耗的基數,造成潛在的能源危機。建筑節能設計就是應用大量的節能技術和節能材料，有效地改善建筑的熱環境質量，提升建筑整體的熱效率。而在我國，建筑能耗相當嚴重，建筑節能勢在必行。研究和設計出舒適健康的節能住宅是時代賦予建筑師的使命，而要實現建筑領域真正的節能，還需要全社會共同的努力。

3住宅建筑設計的節能措施

3.1住宅總平面設計的節能措施

居住區的規劃設計是為居民營造“居住環境”，必須堅持“以人為本”的原則，注重和樹立人與自然和諧及可持續發展的觀念。居住區內住宅群體平面組合基本分為行列式布置，周邊式布置，混和式布置和自由式布置。在進行居住區規劃設計時要根據具體情況，因地制宜，創造不同的布置形式。住宅群體的組合一般為成組成團的組合，它們要結合地形，照顧日照，防止日曬，保證通風，并能有效地防風。行列式和自由式能爭取到較好的朝向,使大多數房間能夠獲得良好的自然通風和日照。減少向主要房間東西向開窗，縮小東西向開間就能有效地防止日曬。住宅單體的多單元組合，減小建筑的東西向間距，通過相互的遮擋來降低外墻所吸收的熱能，或者利用傳統的院落布局模式使建筑物間、建筑與院落之間進行遮擋，獲得住宅建筑規劃與設計的效用最大化，實現住宅節能的可持續發展。同時，要保證住宅能源的可持續性，除了節能省地，還應做到少消耗能源、高性能品質、輕環境污染、長生命周期和多回收利用。我國夏季盛行東南風，冬季主導風向與夏季大致相反，提高住宅群體的自然通風效果，妥善安排居住區的規劃布局。

3.2住宅建筑外部環境的節能設計

住宅建筑外部環境設計是在分析建筑周圍氣候環境條件的基礎上，通過合理的規劃，對建筑周邊進行綠化，道路，地形以及建筑小品的設計，使建筑獲得一個良好的外部微氣候環境，達到節能的目的。在居住區內部，可通過道路，綠地，河湖水面等空間，將風引入居住區，使其與夏季主導風向相一致，提高居住區的自然通風效果。綠化在建筑群體中起著聯系、分隔、襯托、補充和重點美化等作用，為人們帶來清新的環境。利用綠化和地形等自然條件，還可以設置防護帶，對建筑起到一定的防噪，防曬等作用。而綠色植物還可吸收周圍的熱量，通過光合作用給人們提供能量。合理地組織居住區內外的交通，也能有效地防止噪聲。住宅單體的多單元組合，可以節約用地，減少建筑物外圍護面積，從而減少能耗；而少單元組合，可以擴大光照面積，使居住區內的氣流暢通。應視不同地域而采取相應的優化組合方式。

3.3圍護結構節能

3.3.1圍護結構———外墻

外墻的節能措施主要體現在墻材及外裝飾面材料的選用上。墻材要選用高效節能的自保溫墻材，如蒸壓加氣混凝土砌塊，空心頁巖磚，陶?；炷量招钠鰤K等材料。這些砌塊本身就能滿足國家相應規范的規定，同時也符合國家的墻改政策。當外墻的大部分圍護結構為即剪力墻和門窗時，除門窗位置有能量損失外，剪力墻也是能量損失較多的地方，這時墻體就需要考慮采用保溫隔熱措施。傳統的保溫隔熱措施分有外保溫、內保溫和內外兼做保溫三種。在南方沿海地區需考慮臺風的影響，常用無機保溫砂漿做內保溫。而外裝飾面材料在選用上，夏熱冬暖地區宜選用淺色光滑的外裝飾面材料，因淺色光滑的外裝飾面材料其外墻面的太陽輻射吸收系數偏小，夏季能反射較多的太陽輻射熱，從而降低室內的得熱量和外墻內表面溫度。其它地區應綜合考慮，應既滿足冬季采暖要求，又滿足夏季降溫要求。

3.3.2圍護結構———門窗

門窗既要滿足采光的要求，也要滿足自然通風的要求?！蹲≌ㄖ幏丁稧B50368-2005第7.2.2條要求“臥室、起居室（廳）、廚房應設置外窗，窗地面積比不應小于1/7”，第7.2.4條要求“住宅應能自然通風，每套住宅的通風開口面積不應小于地面面積的5%”；《夏熱冬暖地區居住建筑建筑節能設計標準》JGJ75-2012第4.0.13條規定“外窗（包含陽臺門）的通風開口面積不應小于房間地面面積的10%或外窗面積的45%”。住宅建筑應能依靠自然通風改善熱環境，縮短房間空調設備的運行時間，從而節能。門窗是能量損失較多的地方，其節能措施主要分為材質節能和建筑構造節能。材質節能指門窗的玻璃或窗框采用節能的類型，如采用中空玻璃，LOW-E玻璃，熱反射鍍膜玻璃等等或采用具有隔熱或絕熱性能的窗框。但相對普通的鋁合金框和普通的玻璃來說，此方法成本較高，影響建筑的整體造價。構造節能指對門窗洞口設置外遮陽措施，如水平遮陽、垂直遮陽或綜合遮陽，這種做法對門窗洞口有一定的防護作用，同時也避免了過分提高和依賴窗自身的遮陽能力，輕視窗口建筑構造遮陽的設計誤區。所以，對門窗洞口設計時要優先考慮建筑構造遮陽，其次考慮安裝裝飾構件進行遮陽，最后才考慮提高窗自身的遮陽能力。

3.3.3圍護結構———屋頂

屋頂的節能措施分為屋面材質節能和屋面構造節能兩種。屋面材質節能指在屋面的構造做法中加入保溫隔熱材料，如復合發泡水泥，玻璃棉，聚苯乙烯泡沫板等等，也可是成品的保溫隔熱磚，使屋面具有保溫隔熱性能，從而降低能耗。屋頂的外裝飾面層對室內熱環境也有一定的影響，選擇淺色光滑裝飾面層，有助于降低屋面的太陽輻射吸收系數，從而減少太陽輻射熱在屋面的聚集，減少室內熱環境能耗。屋面構造節能是指將屋面做成架空屋面、蓄水屋面或種植屋面，通過空氣、水、土壤等將屋頂結構與室外空間分隔開，形成一種冬季保溫、夏季隔熱的節能型屋面。除了不斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能，加強屋面的保溫隔熱措施，在住宅建筑體型設計時，用最少的圍護結構面積形成最大化的滿足功能要求的室內空間體積，有利于建筑節能。平面形狀規整，減少外圍護結構面積，意義在于減少不必要的墻體外表面積，避免熱損失?，F在，高效保溫材料已開始應用于墻體、屋面，有效的遮陽措施也開始應用于門窗洞口。建筑設計的節能措施已開始啟動。

3.4太陽能利用

太陽能作為一種巨大、清潔、普遍的可再生能源，取之不盡，用之不竭。如何合理利用太陽能，將太陽能利用與建筑節能技術相結合，可以降低能耗，減少環境污染。太陽能的利用分為主動式和被動式的。主動式的太陽能利用指太陽能熱泵系統，被動式的太陽能利用指直接對太陽能進行收集、儲藏和再分配，如太陽能采暖，太陽室，屋面水池，現代溫室園藝等等，也可通過發光器把光能釋放，進行日光浴,栽培花卉、蔬菜或供地下室及背陰處使用，達到節能的效果。發展太陽能熱利用的一個重點方向就是太陽能熱水系統工程化，即將所有太陽能熱水系統統一規劃、設計、施工安裝和管理。

3.5暖通空調和照明設計的節能

隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，對暖通空調的需求也逐漸上升。對于住宅建筑，選擇集中空調還是分戶空調方式，要結合當地的能源、環保等因素，通過仔細的技術經濟分析來確定，同時還要兼顧考慮用戶對設備運行費用的承擔能力。因這項費用由用戶自行支付，而這也是增強人們節能意識的手段之一。夏熱冬暖地區冬季較暖和，需要的采暖時間短，熱負荷較低，可直接以電來采暖。在空調設計布置室外機時，要保證相鄰的室外機吹出的氣流互不干擾，避免空調器的效率下降，造成不必要的能源浪費。在立面設計時，從美觀或建筑整體的角度會考慮采用裝飾構造對室外機進行遮擋，要注意裝飾構造不應影響室外機的散熱，同時不要對室內外的空調機排氣道形成阻礙，避免室內空氣流通不暢，設備效率下降，形成新的能耗。住宅建筑采用空調設備讓人們擁有舒適的熱環境，但這勢必需要消耗能量。當室外的空氣質量較好時，應重視自然通風。通過自然通風創造舒適、健康、安全、環保的室內環境，是最有效的節約能源的途徑。當自然通風無法滿足室內舒適的熱環境時，才開啟空調設備或系統，才是真正做到“以人為本”的節能前提。照明是能源消耗的大戶，除養成良好的用燈習慣外，我們還要選擇高效、節能、環保的綠色光源，且在公共部位采取必要的節能控制措施，才能更有效地節約能源。

4結語

隨著社會的不斷發展，人們對住宅建筑的要求越來越高。住宅建筑節能設計勢在必行，是每一位建筑師必須考慮的。建筑節能直接關系到國家資源的戰略、可持續發展，需要全社會共同努力，才能創造出我們低碳、環保的綠色生活，才能保護好我們美好的家園。

作者:徐秋惠 單位:廣東中山建筑設計院股份有限公司