住宅建筑节能设计分析

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1节能住宅的概念和意义

目前,我国使用建筑的能耗达到终端总能耗的30%,在总能耗中占据首位。而我们国家正处在城市化的上升阶段,全国民用建筑的总面积达到了400×108m2,既有建筑和新建建筑中高能耗建筑的比例极高，能源短缺将成为制约经济发展的重要因素。建筑物保温隔热性能差，供能系统效率低，导致建筑物要达到规定的舒适度，单位面积所需的能耗就会增加。在住宅总体规划及单体设计中，为住宅的主要空间争取良好朝向，满足日照要求，充分利用天然资源，是最基本的改善住宅室内热环境的设计，也是最基本的节能措施。住宅作为人类生活的重要场所，在其建设与使用过程中，不可避免地消耗着大量的能源和资源。因此，对住宅进行节能设计具有十分重要的意义。

2住宅建筑节能设计的必要性

我国的建筑能耗比发达国家高2~3倍,加上再生资源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,将进一步扩大我国能耗的基数,造成潜在的能源危机。建筑节能设计就是应用大量的节能技术和节能材料，有效地改善建筑的热环境质量，提升建筑整体的热效率。而在我国，建筑能耗相当严重，建筑节能势在必行。研究和设计出舒适健康的节能住宅是时代赋予建筑师的使命，而要实现建筑领域真正的节能，还需要全社会共同的努力。

3住宅建筑设计的节能措施

3.1住宅总平面设计的节能措施

居住区的规划设计是为居民营造“居住环境”，必须坚持“以人为本”的原则，注重和树立人与自然和谐及可持续发展的观念。居住区内住宅群体平面组合基本分为行列式布置，周边式布置，混和式布置和自由式布置。在进行居住区规划设计时要根据具体情况，因地制宜，创造不同的布置形式。住宅群体的组合一般为成组成团的组合，它们要结合地形，照顾日照，防止日晒，保证通风，并能有效地防风。行列式和自由式能争取到较好的朝向,使大多数房间能够获得良好的自然通风和日照。减少向主要房间东西向开窗，缩小东西向开间就能有效地防止日晒。住宅单体的多单元组合，减小建筑的东西向间距，通过相互的遮挡来降低外墙所吸收的热能，或者利用传统的院落布局模式使建筑物间、建筑与院落之间进行遮挡，获得住宅建筑规划与设计的效用最大化，实现住宅节能的可持续发展。同时，要保证住宅能源的可持续性，除了节能省地，还应做到少消耗能源、高性能品质、轻环境污染、长生命周期和多回收利用。我国夏季盛行东南风，冬季主导风向与夏季大致相反，提高住宅群体的自然通风效果，妥善安排居住区的规划布局。

3.2住宅建筑外部环境的节能设计

住宅建筑外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上，通过合理的规划，对建筑周边进行绿化，道路，地形以及建筑小品的设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能的目的。在居住区内部，可通过道路，绿地，河湖水面等空间，将风引入居住区，使其与夏季主导风向相一致，提高居住区的自然通风效果。绿化在建筑群体中起着联系、分隔、衬托、补充和重点美化等作用，为人们带来清新的环境。利用绿化和地形等自然条件，还可以设置防护带，对建筑起到一定的防噪，防晒等作用。而绿色植物还可吸收周围的热量，通过光合作用给人们提供能量。合理地组织居住区内外的交通，也能有效地防止噪声。住宅单体的多单元组合，可以节约用地，减少建筑物外围护面积，从而减少能耗；而少单元组合，可以扩大光照面积，使居住区内的气流畅通。应视不同地域而采取相应的优化组合方式。

3.3围护结构节能

3.3.1围护结构———外墙

外墙的节能措施主要体现在墙材及外装饰面材料的选用上。墙材要选用高效节能的自保温墙材，如蒸压加气混凝土砌块，空心页岩砖，陶粒混凝土空心砌块等材料。这些砌块本身就能满足国家相应规范的规定，同时也符合国家的墙改政策。当外墙的大部分围护结构为即剪力墙和门窗时，除门窗位置有能量损失外，剪力墙也是能量损失较多的地方，这时墙体就需要考虑采用保温隔热措施。传统的保温隔热措施分有外保温、内保温和内外兼做保温三种。在南方沿海地区需考虑台风的影响，常用无机保温砂浆做内保温。而外装饰面材料在选用上，夏热冬暖地区宜选用浅色光滑的外装饰面材料，因浅色光滑的外装饰面材料其外墙面的太阳辐射吸收系数偏小，夏季能反射较多的太阳辐射热，从而降低室内的得热量和外墙内表面温度。其它地区应综合考虑，应既满足冬季采暖要求，又满足夏季降温要求。

3.3.2围护结构———门窗

门窗既要满足采光的要求，也要满足自然通风的要求。《住宅建筑规范》GB50368-2005第7.2.2条要求“卧室、起居室（厅）、厨房应设置外窗，窗地面积比不应小于1/7”，第7.2.4条要求“住宅应能自然通风，每套住宅的通风开口面积不应小于地面面积的5%”；《夏热冬暖地区居住建筑建筑节能设计标准》JGJ75-2012第4.0.13条规定“外窗（包含阳台门）的通风开口面积不应小于房间地面面积的10%或外窗面积的45%”。住宅建筑应能依靠自然通风改善热环境，缩短房间空调设备的运行时间，从而节能。门窗是能量损失较多的地方，其节能措施主要分为材质节能和建筑构造节能。材质节能指门窗的玻璃或窗框采用节能的类型，如采用中空玻璃，LOW-E玻璃，热反射镀膜玻璃等等或采用具有隔热或绝热性能的窗框。但相对普通的铝合金框和普通的玻璃来说，此方法成本较高，影响建筑的整体造价。构造节能指对门窗洞口设置外遮阳措施，如水平遮阳、垂直遮阳或综合遮阳，这种做法对门窗洞口有一定的防护作用，同时也避免了过分提高和依赖窗自身的遮阳能力，轻视窗口建筑构造遮阳的设计误区。所以，对门窗洞口设计时要优先考虑建筑构造遮阳，其次考虑安装装饰构件进行遮阳，最后才考虑提高窗自身的遮阳能力。

3.3.3围护结构———屋顶

屋顶的节能措施分为屋面材质节能和屋面构造节能两种。屋面材质节能指在屋面的构造做法中加入保温隔热材料，如复合发泡水泥，玻璃棉，聚苯乙烯泡沫板等等，也可是成品的保温隔热砖，使屋面具有保温隔热性能，从而降低能耗。屋顶的外装饰面层对室内热环境也有一定的影响，选择浅色光滑装饰面层，有助于降低屋面的太阳辐射吸收系数，从而减少太阳辐射热在屋面的聚集，减少室内热环境能耗。屋面构造节能是指将屋面做成架空屋面、蓄水屋面或种植屋面，通过空气、水、土壤等将屋顶结构与室外空间分隔开，形成一种冬季保温、夏季隔热的节能型屋面。除了不断改进建筑外墙、外窗的保温性能，加强屋面的保温隔热措施，在住宅建筑体型设计时，用最少的围护结构面积形成最大化的满足功能要求的室内空间体积，有利于建筑节能。平面形状规整，减少外围护结构面积，意义在于减少不必要的墙体外表面积，避免热损失。现在，高效保温材料已开始应用于墙体、屋面，有效的遮阳措施也开始应用于门窗洞口。建筑设计的节能措施已开始启动。

3.4太阳能利用

太阳能作为一种巨大、清洁、普遍的可再生能源，取之不尽，用之不竭。如何合理利用太阳能，将太阳能利用与建筑节能技术相结合，可以降低能耗，减少环境污染。太阳能的利用分为主动式和被动式的。主动式的太阳能利用指太阳能热泵系统，被动式的太阳能利用指直接对太阳能进行收集、储藏和再分配，如太阳能采暖，太阳室，屋面水池，现代温室园艺等等，也可通过发光器把光能释放，进行日光浴,栽培花卉、蔬菜或供地下室及背阴处使用，达到节能的效果。发展太阳能热利用的一个重点方向就是太阳能热水系统工程化，即将所有太阳能热水系统统一规划、设计、施工安装和管理。

3.5暖通空调和照明设计的节能

随着经济的发展，人们生活水平的提高，对暖通空调的需求也逐渐上升。对于住宅建筑，选择集中空调还是分户空调方式，要结合当地的能源、环保等因素，通过仔细的技术经济分析来确定，同时还要兼顾考虑用户对设备运行费用的承担能力。因这项费用由用户自行支付，而这也是增强人们节能意识的手段之一。夏热冬暖地区冬季较暖和，需要的采暖时间短，热负荷较低，可直接以电来采暖。在空调设计布置室外机时，要保证相邻的室外机吹出的气流互不干扰，避免空调器的效率下降，造成不必要的能源浪费。在立面设计时，从美观或建筑整体的角度会考虑采用装饰构造对室外机进行遮挡，要注意装饰构造不应影响室外机的散热，同时不要对室内外的空调机排气道形成阻碍，避免室内空气流通不畅，设备效率下降，形成新的能耗。住宅建筑采用空调设备让人们拥有舒适的热环境，但这势必需要消耗能量。当室外的空气质量较好时，应重视自然通风。通过自然通风创造舒适、健康、安全、环保的室内环境，是最有效的节约能源的途径。当自然通风无法满足室内舒适的热环境时，才开启空调设备或系统，才是真正做到“以人为本”的节能前提。照明是能源消耗的大户，除养成良好的用灯习惯外，我们还要选择高效、节能、环保的绿色光源，且在公共部位采取必要的节能控制措施，才能更有效地节约能源。

4结语

随着社会的不断发展，人们对住宅建筑的要求越来越高。住宅建筑节能设计势在必行，是每一位建筑师必须考虑的。建筑节能直接关系到国家资源的战略、可持续发展，需要全社会共同努力，才能创造出我们低碳、环保的绿色生活，才能保护好我们美好的家园。

作者:徐秋惠 单位:广东中山建筑设计院股份有限公司