浅析住宅建筑与节能设计的优化

廖宝琴

（赣州市建筑设计研究院，江西 赣州 341000）

引言

建筑是用能大户，建筑节能是发展建筑业的需要。在发达国家，适宜的室温已经成为一种基本的需要。随着市场经济的发展和住宅商品化政策的实施，我国正在经历从未有过的住宅大规模开发建设时期，公共建筑的需求量似乎并不是主导了，住宅也逐渐成为人民消费和投资的最大商品。同时能源供应和环境质量不断恶化，在能源问题上应优化能源结构，强化节能、提高效率，实施“开源”与“节流”并举措施，加强可再生能源利用，保持社会的可持续发展。

1 改善建筑热环境，必须使用能源

只有合理使用和节约使用能源，尽可能提高能源利用效率，使改善建筑热环境与建筑节能相结合，才能既使改善建筑热环境有能源的支持而成为可能，又不致造成更加严重的浪费，做到人类和生态的可持续发展。

2 住宅功能、空间设计优化

在早期的城市住宅设计中，多以卧室为中心，卧室是住宅中的主要居住空间。当时的住宅，卧室是住宅中唯一的主要空间。在住宅的空间设计中，显然要将所有的卧室置于日照通风条件最佳的位置，置于南向，为住户提供最好的享用自然能源的环境。近年来，随着国家经济的发展，人们生活水平提高，住房条件不断地改善。设计人员经过多年的推敲、探讨，住宅内部的休息区，起居活动区及厨卫服务区三大功能，分区更趋向明确合理。住宅中的卧室不再是多功能的，已被更合理地理解为休息区，主要功能是供睡眠、休息兼存放衣物，要求轻松宁静，有一定的私密性的空间。白天人们工作、学习、外出，即使在家各种起居活动也不在卧室中。因此以夜间睡眠用为主，白天多是空关着的卧室，向南还是向北，有无直接日照，对于建筑节能而言差别不大。在满足通风采光，保证窗户的气密性和隔热性的要求下，卧室不向南不影响建筑节能。因此，一套住宅中，卧室已经不是争取占据南向的唯一主要空间。“厅”在现代住宅中，已成为居住者各种起居活动的主要空间。白天的日照、阳光对于起居活动中心的“厅”来讲，更有直接的节能意义。

3 住宅节能设计的优化和可再生能源利用

在住宅建筑节能设计中,科研创新是基础，规范制定是标准，能设计是关键，节能材料及施工质量是保障。建筑节能是一个系统工程，只有将系统中的各个子系统优化集成定量分析,才能将系统节能最优化。目前建筑节能的方式方法很多，不同气候、不同经济发展水平地区建筑节能方法不一样，所以我国住宅建筑节能应走一条适合我国国情的可持续发展节能的道路。住宅节能要建立在数据量化基础上，节能设计的优化最重要在于系统节能数据的优化。住宅节能应充分考虑建筑节能的易操作性，使用的简捷性，维护的简便性,使用的长期性，保障投入产出比的最大化。住宅节能应从规划、单体设计、建筑构造等方面出发,将建筑与建筑节能设计一体化统筹考虑,制定出切实可行量化标准，综合选出优秀节能方案。

3.1 优化住宅建筑单体设计,加大可再生能源利用

良好的建筑单体设计是建筑节能的一个重要方面,应将建筑节能设计贯穿建筑单体设计全过程，提升建筑节能设计在建筑单体设计中的地位，明确建筑节能指标，量化节能措施，利用计算机模拟技术，优选最佳方案。

优化建筑单体平面设计。合理确定建筑套型,减少户型面宽,加大建筑进深,降低建筑体形系数，充分利用空间，确定经济舒适够用的建筑面积,根据使用功能及房间使用频率优化平面布局,确保室内通风线路顺畅，住宅平面中客厅、主卧室等主要活动空间尽量布置在南向,增加冬季被太阳辐射得热，减少夏季太阳西晒。增加南向悬挑封闭被动式太阳晒台面积,夏季可作为空气间层隔热，冬季增加太阳辐射得热。可将绿化、养殖水池、太阳能转化等设备设置于屋顶，优化屋顶平面使用功能。

优化建筑单体立面设计。建筑外立面设计要与节能设计统筹兼顾。窗是建筑设计的一个重要元素，窗墙面积比是建筑节能设计的一个重要参数，窗的开启形式和大小既要满足建筑美观要求，更要满足采光、通风、太阳辐射得热与隔热要求。建筑外墙在保障建筑外墙美观前提下，还可充分利用能源转换构件如太阳墙、太阳能平板外墙集热器等将太阳能、风能等可再生能源转化为向住宅提供能源。

3.2 优化建筑构造设计，加大可再生能源利用

3.2.1 墙体节能

墙体是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料，保温性能不能满足设计标准。因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。

3.2.2 门窗节能

外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能措施有：

a、控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。

b、提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。

c、改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃；缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。

3.2.3 屋面节能

在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大；其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。

4 结语

地球只有一个，能源是有限的，我们每个人都应该树立新型的生活观，爱护我们的生存空间，把我们的社会建设成一个节能的社会，让节能渗透到人们的生活习惯中去，成为一种生活方式。让我们的开发商和消费者都树立新的节能理念，通过采用节能型的建筑结构、材料、机械和产品，提高建筑的保温隔热性能，减少采暖、通风、制冷、照明等能耗，让人们都能够住上冬暖夏凉的、高舒适度、低能耗的住宅。

[1]1998年1月1日起实施的《中华人民共和国节约能源法》，

[2]《民用建筑节能设计标准》(JGJ126-95)

[3]《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)