低能耗居住建筑设计方法探讨

关建强

（佛山市高明建筑设计院有限公司 528500）

低能耗居住建筑设计方法探讨

关建强

（佛山市高明建筑设计院有限公司 528500）

随着能源危机的到来，人们不断提倡使用低能耗的居住建筑，本文将对低能耗居住建筑理念进行简要的介绍，并对在低能耗居住建筑目前面临的问题以及实现节能低耗的措施进行必要的探讨。希望通过本文关于低能耗居住建筑相关介绍，对读者有所帮助。

低能耗居住；建筑节能；设计方法

引言

建筑是人们工作、生活的重要场所，因此人们对建筑的使用以及环境方面的要求比较高，为了节约资源提供资源的利用率，人们把节能减排的思想应用到建筑的设计中，这样低碳环保也逐渐成为建筑设计中要重点考虑的问题之一。这不仅提高了人们的精神文明建设，同时也提高了人们的生活质量，所以，低能耗居住建筑将是现代建筑建设的追求目标。

1 背景概况

在建筑的建设中，很多建筑材料都是从自然中直接或者间接获得的，所以在进行建筑的建设过程中将要消耗大量的资源与能源。此外，建筑对环境的污染也是巨大的，建筑所产生的光污染、电磁污染以及大气污染占环境总污染的34%，建筑所产生的建筑垃圾是人类所产生的垃圾总量的40%。

随这我国城市化进程的步伐加快，建筑的建设的速度与规模非常巨大，已达到发达国家的年建成建筑面积的总和，然而在这些建筑中大部分均属于高耗能建筑，预计5年后，我国的高耗能建筑面积总和可能会超过700×108m2，可见若在对建筑进行建设过程中，如果不对节能环保加以重视，建筑方面的能耗将会严重地制约我国的经济发展。

2 低能耗建筑设计方法与原则

2.1 规划总体设计

低能耗的建筑将是未来建筑的发展方向，我们必须从建筑的选址、建筑的布局、建筑的朝向以及建筑间距等方面来对建筑进行设计，这是对建筑节能环保设计的基础，同时也是设计中必须遵守的原则。表1对低能耗建筑设计原则进行了概况介绍。

表1 低能耗建筑设计原则

2.1.1 建筑选址

在建筑的节能环保设计中，建筑选址是其要重点考虑的问题。要求节能环保能够与自然环境协调发展，满足生态发展的要求，符合自然发展规律，充分结合周边的环境来对人们的生存环境进行营造。必须从光照、避风等方面进行建筑的选址。尽量要让建筑朝向向阳的地段，避免把建筑建设在洼地、山谷以及凹地位置。处于半地下建筑以及凹地的底层的建筑要保持所需的室内温度，这样必然消耗更多的能量。

2.1.2 建筑布局

通过实践以及研究可知，风速与风向受到建筑的布局、形状以及道路的走向的影响非常大，在道路与住宅群之间的风向往往是竖直的管状气流，并且风速不是很大，穿越建筑物比较困难。因此，在进行建筑的布局、组合以及形状等设计时，必须考虑它们对风速与风向的影响。通过对建筑物的合理布置，实现对不同建筑的角度、体量、间距以及走向等的最优化，这能够充分地对自然的日照与通风进行利用。

在对建筑进行布局时，还必须考虑到不同季节对建筑的影响。如，在寒冷的冬季要避免冷风渗透以及降低冷风风速，以减少场地表面热能与建筑物的热量损失，只有这样才能减少建筑的能耗。在炎热的夏季，必须确保建筑具有良好的通风条件，因此，在对建筑进行设计时，要尽量做到建筑内部以及建筑物之间具有良好的通风条件，并实现自然的通风与降温。从理论上来说，在对建筑进行平面布局时，应使用斜列式、错列式以及自由式等形式，要避免使用不利于自然通风的周边式和并列式布局，在竖向布局上，要尽量把较低的建筑布置在迎风面的前端。

2.1.3 建筑朝向

建筑朝向是对建筑群体进行设计时要重点考虑的问题，建筑的朝向直接关系到建筑的能耗，由通风条件以及日照条件来决定建筑的最佳朝向的范围。通过调查可知，正西向与正东向的建筑比正南向的建筑每年要多消耗20%的电能，然而，正南向却不一定与当地的太阳入射角和夏季风主导方向相符。同时，往往最有利的通风方向与最佳的日照方向是不统一的。

从单栋建筑的通风来看，在对房屋进行布局时，最佳的布置方式为让房屋垂直于季风主导方向。然而，从建筑群的总体的规划设计上来看，这样做并不科学，通过让建筑与季风主导方向形成一个角度，这样能够确保所有的建筑均能够获得相对满意的通风。所以在我们对建筑的朝向进行选择时应做到以下几点：

（1）要确保在冬季，建筑的室内必须有较好的光照条件。

（2）要确保在夏季，应尽量避免与减少太阳直射到室内。

（3）要确保在夏季，所有的建筑室内具有良好的通风条件，在冬季尽量避免冷风吹袭。

所以在对建筑的朝向进行规划设计时必须确保其合理性，在寒冷的冬季必须尽可能地获得良好的光照，同时在炎热的夏季必须尽可能地避免南向烈日的炙烤，这不仅实现了建筑的冬暖夏凉的目标，同时也实现了建筑的节能的目的。在对建筑的朝向进行设计时，要严格对太阳入射角以及季风主导方向进行综合考虑，然后获得选择出最佳的建筑朝向。

2.1.4 建筑间距

建筑的间距主要是由节约用地的相关要求、日照间距以及日照角度等共同决定。光照条件对人们的生活以及心理上都有着重要的作用。通常在冬季人们多少希望获得更多的阳光照射，而在炎热的夏季确实避免日晒。所以，一般把冬至中午前后2h日照作为住宅的日照时间下限，之后根据节约用地的原则并结合纬度等对其进行适当的调整。这样不仅确保了建筑拥有足够的日照量，同时建筑之间的最小间距的确定对节约用地有着巨大的意义。从建筑的竖向布局来说，前排建筑采用斜屋面或把较低的建筑布置在较高建筑的阳面方向都能够缩小建筑的间距。

2.2 建筑单体设计的量。在实际中可以使用深凹窗、藤蔓植物、阳台、外廊、遮阳板、挑檐、热反射窗帘、透光遮阳（磨砂玻璃、镀膜玻璃等）、可手动调节的遮阳百叶等措施，此外，还可以使用智能化遮阳设施，实现根据太阳光的入射角度与强度变化能够自动调节的遮阳设施等。

表2 建筑的单体设计的设计原则

2.2.4 门窗设计

对于建筑来说，它能耗散失的最薄弱部位便是门窗，所以要尽量减少门窗的面积。在对门窗进行设计时，在保证通风、采光以及观景效果下，要尽量减少外门窗洞口的面积。此外，室内温度变化受门窗材料以及门窗的密闭性的影响比较大，所以尽量使用密闭性较好的门窗，这样能够有效地阻碍热量的散失。

3 结语

2.2.1 立面设计

要结合建筑所在地的气候情况，对墙体的角度进行合理的选择，这样能够有效地提高对自然资源以及气候环境的适应性，如使用层层出挑方式以及外倾斜南墙屋面能够获得更大的遮阳面，层层退台方式以及内倾斜南墙屋面可以获得更大的阳光照射面，如果把朝北的墙面以及屋顶进行适度的内倾斜，能够有效地把冬季冷风导向天空，这样便能有效地减小冬季风的风压，此外可以把围护结构的热渗透降低，这些不仅能够起到节能的效果，同时还能够获得良好的立体效果。

2.2.2 平面设计

为了让建筑实现节能的效果，就必须对建筑的平面布局进行科学合理的设计，确保在炎热的夏季，能够获得穿堂风，这是进行节能建筑设计的最为重要的因素。穿堂风的形成及其效果受房间的深度影响很大，为了达到良好的穿堂风效果，通常要求房间的深度不能超过15m，不过套型进深可以适当增加，这样便能够在一定面积的以内来让建筑的总面积增加。

通过对建筑平面进行科学合理地布局可以获得比较好的节能效果，例如，在管道井、楼梯、电梯、辅助用房以及设备房进行布局设计时，要求它们尽量在建筑的西侧或南侧，这样以来，对日射的阻挡效果就比较明显了，与之相连的房间不仅可以减少冷消耗，同时热量损失方面也得到了有效地控制。

另外，为了满足住户的要求，在很多建筑中存在这比较大的阳台，通常开发商只把它作为室内外过渡空间以及比较注重阳台的观景效果等，而建筑师也常常将其作为丰富建筑立面效果的元素。其实阳台在节能方面也有着很大的作用，如在夏季有通风与遮阳的作用。如果在西立面与南立面的阳台封闭起来，可以构成一个具有热量交换的过渡空间，在夏季能够节约空调的冷量，在冬季能够防止室内的热量散失过快。

2.2.3 遮阳设计

在对遮阳设施进行布置时，必须对空调设备的位置进行合理充分的考虑。要尽量减少太阳直射到墙面、屋顶、窗户以及室内

建筑的节能设计，是未来建筑的设计目标，低能耗的建筑设计也会逐渐地走入人们的生活。本文对低能耗居住建筑的设计原则以及在设计中应注意与考虑的问题进行了必要的探讨，希望通过本文的相关介绍，让读者对低能耗居住建筑有所认识。

[1]刘抚英.结合实际案例分析的生态建筑系统构成初步研究[J].建筑，2006（24）：19～21.

[2]陈荣华.住宅建筑及使用中的节能[J].安徽建筑，2006（6）：34～35.

[3]李丹俊.经济型住宅的节能设计研究[J].建筑，2006（24）：55～57.

TU201.5

A

1673-0038（2015）24-0035-02

2015-5-21

关建强（1983-），男，助理工程师，本科，主要从事建筑设计工作。