王丹丹（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司，湖南長沙410007）

淺析住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施應(yīng)用

王丹丹（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司，湖南長沙410007）

節(jié)能是當(dāng)前世界建筑發(fā)展的主要趨勢(shì)，在住宅建筑設(shè)計(jì)的過程中，若要達(dá)到高舒適度和低能耗標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在住宅建筑設(shè)計(jì)中采取有針對(duì)性的節(jié)能措施。本文主要從住宅建筑設(shè)計(jì)中采用節(jié)能措施的必要性入手，對(duì)節(jié)能措施在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期為促進(jìn)建筑行業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展提供幫助。

住宅建筑；節(jié)能措施；應(yīng)用

1　引言

隨著我國城市化建設(shè)的蓬勃發(fā)展以及人們生活水平的日益提高，相應(yīng)的住房要求不斷提高，而修建大量環(huán)境舒適的住宅往往需要消耗大量的能源，因此，為了實(shí)現(xiàn)城市綠色建設(shè)和促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，為了回應(yīng)社會(huì)節(jié)能與環(huán)保的號(hào)召，在我國建設(shè)節(jié)能住宅、推廣節(jié)能技術(shù)措施已是迫在眉睫。我國先后制訂了一批技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能方面提出要求，只有采取有效的節(jié)能措施，實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能，才能適應(yīng)越加嚴(yán)格的住宅建筑設(shè)計(jì)要求。

2　住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施應(yīng)用的必要性

近年來，我國能源問題已日益嚴(yán)重，在一定程度上制約了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展，因此，提高能源的利用率對(duì)于節(jié)約能源目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。目前，建筑能耗在社會(huì)總能耗中占據(jù)較大比例，而和人類活動(dòng)關(guān)系最為密切的就是住宅建筑，將節(jié)能措施應(yīng)用在住宅建筑中，可有效降低能耗（根據(jù)相關(guān)研究表明，如果在住宅建筑中采取節(jié)能措施，與過去相比能夠節(jié)約約37%的能源消耗量），實(shí)現(xiàn)能源的合理利用，從而實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，我國已實(shí)行了一系列國家和地方節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，并制定了相關(guān)的監(jiān)管機(jī)制，因此，將節(jié)能理念完全貫穿于住宅建筑設(shè)計(jì)的過程中具有重要意義。

3　住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施應(yīng)用

3.1選擇合理的布局和體型

住宅建筑設(shè)計(jì)所涉及的地理環(huán)境，建筑單體的朝向、高度、間距及廣場綠地的分布情況等諸多方面都會(huì)對(duì)居住區(qū)的微氣候、建筑的日照及通風(fēng)情況產(chǎn)生影響，也間接會(huì)對(duì)住宅建筑能耗產(chǎn)生影響。因此，住宅建筑布局和體型優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、氣候特征、建筑功能等進(jìn)行綜合考慮，例如：住宅朝向盡量選擇南北朝向或者南偏東，偏度最好控制在10°以內(nèi)，避免東西朝向，以此為夏季通風(fēng)提供良好的通風(fēng)條件，冬季可適當(dāng)增加日照時(shí)間。另外，在建筑設(shè)計(jì)的過程中，為得到合理的有利節(jié)能的建筑體形，可考慮盡量避免建筑形體的凹凸，建筑的體形系數(shù)一般應(yīng)控制在0.3內(nèi)，可適當(dāng)擴(kuò)大住宅進(jìn)深，以10～14m為宜，且住宅長度最佳為55m。同時(shí)，在建筑總體布局規(guī)劃中，對(duì)于一些夏熱冬暖地區(qū)的住宅建筑，可選擇單體組合方案，形成風(fēng)道，并將自然風(fēng)充分利用起來，從而降低空調(diào)等能耗，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約。

3.2住宅建筑的平面設(shè)計(jì)

住宅建筑平面設(shè)計(jì)需滿足家庭構(gòu)成、生活習(xí)慣和等方面的要求，主要包括住宅建筑功能的多樣化設(shè)計(jì)、房屋采光及通風(fēng)性能設(shè)計(jì)、住宅舒適度設(shè)計(jì)、住宅建筑面積的合理利用率、房屋功能布局設(shè)計(jì)這五個(gè)重要方面，節(jié)能住宅在滿足上述要求的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)建筑平面形狀、熱環(huán)境分布及溫度阻尼區(qū)等多方面設(shè)置因素進(jìn)行綜合考慮，其具體分析內(nèi)容為：①住宅建筑的平面布局應(yīng)遵循規(guī)整布局的原則，以安全性為主，盡量減少建筑外圍的護(hù)欄結(jié)構(gòu)面積，在夏季可減少輻射，冬季可增加室內(nèi)光照面積，能使住戶自覺地減少空調(diào)的使用，可大大降低能源消耗。②在熱環(huán)境設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)將太陽作用充分發(fā)揮出來，代替一定的能源消耗。例如，可將廚房和洗手間安置在建筑北面，臥室和客廳等則安置在建筑南面，這是一種最佳的熱環(huán)境設(shè)計(jì)方案。③住宅建筑中設(shè)置一定的溫度阻尼區(qū)可有效降低傳熱損失量，如，將北陽臺(tái)的外門、窗全部用密封陽臺(tái)封閉起來；對(duì)于夏熱冬冷的地區(qū)，樓梯間設(shè)計(jì)為封閉式，并在樓梯間設(shè)窗；北向單元入口應(yīng)設(shè)門斗，防止灌入冬季西北風(fēng)；對(duì)于屋面上人孔密封處理等這些措施可對(duì)室內(nèi)空氣流速進(jìn)行有效控制，從而創(chuàng)造良好的室內(nèi)環(huán)境，收到良好的節(jié)能效果。

3.3科學(xué)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

住宅建筑的維護(hù)結(jié)構(gòu)，是由結(jié)構(gòu)材料和表面裝飾材料構(gòu)成，結(jié)構(gòu)材料被用來將包圍的空間和室外隔開。在建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)中，能源消耗最嚴(yán)重的部位為屋面、墻體、外門窗和地面?？茖W(xué)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)平衡通風(fēng)和采光的相關(guān)需求，提供適合建筑地點(diǎn)氣候條件的熱濕保護(hù)，且有利于建筑節(jié)能。

3.3.1建筑屋面設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施

在住宅建筑設(shè)計(jì)的過程中，通常會(huì)將占整體面積比例較小的屋面忽視掉，實(shí)際上屋面會(huì)對(duì)頂層樓房的舒適度產(chǎn)生直接影響，而且水平面的太陽輻射要大于垂直墻面，因此，屋面在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位，其保溫隔熱的必要性不言而喻。屋面節(jié)能設(shè)計(jì)中節(jié)能措施需注意以下幾點(diǎn)：①為了降低屋面的自重，在選擇屋面保溫層材料的過程中，應(yīng)盡量不選擇高密度的保溫材料；②在屋面設(shè)計(jì)過程中，盡量不選擇吸水率較大的保溫材料，避免設(shè)置排氣孔而且該材料所具備的保溫效果并不明顯。目前，住宅建筑主要選擇使用高效保溫材料（如膨脹珍珠巖保溫芯板、聚苯板、擠塑聚苯板等）和倒置式保溫屋面（如圖1所示）等方式對(duì)屋面進(jìn)行保溫，并起到一定的節(jié)能作用。另外，在生態(tài)建筑理念的影響下，創(chuàng)新使用種植屋面和遮陽屋面等新型的屋面設(shè)計(jì)，有利于降低屋面能耗。

圖1　倒置式保溫屋面構(gòu)造做法

3.3.2建筑外墻設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施

外墻是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體，所以對(duì)傳熱的影響最大，使用節(jié)能環(huán)保型保溫材料可有效減少通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱。目前，復(fù)合墻體被應(yīng)用在住宅建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)中，這種類型的墻體是在傳統(tǒng)墻體主結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑建設(shè)的實(shí)際需要，增設(shè)一層保溫材料，可將墻體的熱工性能充分發(fā)揮出來，是提高墻體保溫隔熱性能的重要措施。一般情況下，住宅建筑的外墻體設(shè)計(jì)按照復(fù)合節(jié)能材料和墻體主結(jié)構(gòu)間的位置關(guān)系，可將其劃分為外墻內(nèi)部保溫技術(shù)和外墻外部保溫技術(shù)。其中，外墻外部保溫技術(shù)被普遍應(yīng)用在新建住宅區(qū)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，是一種節(jié)能效果較好的設(shè)計(jì)方案。

3.3.3外門窗設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施

外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大。所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景條件下，盡量減少外門窗洞口的面積。影響建筑熱工性能的因素較多，主要包括建筑外窗窗框材料的選擇、玻璃類型、遮陽措施等，因此，為了實(shí)現(xiàn)降低能耗、提高熱工性能的目標(biāo)，可在住宅建筑中盡量使用熱阻大、能耗低的節(jié)能材料制造的新型保溫節(jié)能門窗。另外，窗墻面積的設(shè)計(jì)也會(huì)對(duì)住宅建筑的節(jié)能產(chǎn)生直接影響，因此，在外窗節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，可根據(jù)建筑實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行合理控制，一般北向面積應(yīng)≤25%，南向房屋南向面積應(yīng)≤35%，而東西向房屋面積應(yīng)≤30%。

3.4其它的節(jié)能措施

除了屋面、外墻、外門窗等要采用節(jié)能措施之外，還應(yīng)在設(shè)計(jì)中運(yùn)用其它的節(jié)能措施。像綠化植被，它具有遮擋陽光、凈化空氣、減少噪音污染的作用，可在住宅建筑中起到較好的節(jié)能減排效果，被稱為“綠色空調(diào)”，具有一定的隔熱作用，能夠改善室內(nèi)空氣，根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，夏季有綠化的住宅建筑比沒有綠化的室內(nèi)溫度低3～4℃，達(dá)到顯著的節(jié)能效果；充分利用太陽能資源，太陽能作為一種可再生的潔凈能源，是建筑上很具有利用潛力的新能源之一，也是建筑節(jié)能有效而又經(jīng)濟(jì)可行的重要措施。太陽能在建筑上的利用方式主要有，被動(dòng)式太陽能采暖、太陽能供熱水、主動(dòng)式太陽能采暖與空調(diào)、以及太陽能發(fā)電等。

4　結(jié)語

節(jié)能措施在住宅建筑中的應(yīng)用，可有效實(shí)現(xiàn)住宅建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)效用的最大化，有利于促進(jìn)住宅建筑的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)，為了保證住宅建筑的可持續(xù)性，工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行全面了解，將節(jié)能措施融入平面設(shè)計(jì)及外圍結(jié)構(gòu)中，以此來達(dá)到節(jié)約能耗的目的，從而實(shí)現(xiàn)人、住宅、自然的和諧共存。

［1］馮建新.淺析節(jié)能措施在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.引文版：工程技術(shù)，2015（4）：268.

［2］鄧 灝.淺析現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能措施［J］.建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（20）：56.

［3］夏紹彪.淺析我國住宅建筑設(shè)計(jì)中的住宅節(jié)能措施［J］.建筑知識(shí)：學(xué)術(shù)刊，2010（11）：55～56.

［4］黎嘉霖.關(guān)于建筑設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能的探討［J］.大科技·科技天地，2010（7）：182～183.

TU201.5

A

2095-2066（2016）26-0151-02

2016-8-30

王丹丹（1984-），女，工程師，本科，主要從事建筑設(shè)計(jì)工作。