浅析居住建筑的节能设计

王佳凤

【摘要】强调建筑节能的必要性，简述建筑节能的设计方法；在节能措施方面：建筑选址，建筑外部环境，建筑布局，建筑形态，建筑间距，建筑通风和建筑朝向等方面进行具体阐述，建筑体型系数，外围护结构等

【关键词】居住建筑节能设计方法；节能技术措施

一、建筑节能的必要性

目前，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。以前，由于节能意识淡薄，建筑设计只强调工程的初始投资，极少考虑建成后的日常运行能耗。采用传统建筑材料建造房屋，并不重视建筑节能，建筑设计保温标准偏低，加上设备效率不高，运行管理不善等等，导致了能源的严重流失和浪费。

现如今城市建设的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的32%，同时每年房屋建筑材料生产能耗约13%，建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。庞大的建筑能耗，已成为国民经济的巨大负担。因此，建筑设计节能势在必行。

在众多建筑类型中，居住建筑因数量相对较大，同时又供人们昼夜连续使用，对室内热环境和空气质量有较高要求，因此，对居住建筑的节能研究尤为重要。

二、建筑节能的设计方法

居住建筑节能设计标准应从两条途径来进行建筑节能设计：一种是规定性方法，如果建筑设计符合标准中对墙窗比、体型系数等参数的规定，可以按所设计建筑的所在城市查取标准中的相应表格，得到维护结构节能设计的参数值；另一种为性能化方法，如果建筑设计不能满足标准中对设计参数的要求，需使用权衡标准法来权衡维护结构的总体热工性能是否符合节能设计要求。

三、总体规划设计的节能技术措施

1.建筑选址：

建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。

建筑基地应尽量选择在向阳、避风的地段上，为建筑争取日照创造必要的条件。

2.建筑外部环境设计

在建筑选址确定之后，应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求，应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境，创造建筑节能的有利环境，主要方法如下：

（1）在建筑周围布置树木、植被，既能有效地遮挡风沙，净化空气，还能遮阳，降噪。如在建筑环境中，使用体态高大的乔木遮挡冬季寒风，行植阔叶树可在夏天遮阳，大中小乔木与灌木相结合可降低噪声。

（2）创造适宜的人工自然环境。如在建筑附近设置水面，利用水来平衡环境温度、 降风沙等。

（3小区绿化和水体也要综合考虑，除满足规范要求的绿化率外，还应对植被的性能加以了解应用。

3.建筑布局

利用建筑楼群合理布局，充分结合当地的自然环境因素、气候特征和建筑功能，人的行为活动特点等，建立自然与人工和谐的生态平衡系统。可根据以下原则选定规划方案：（1）充分利用和争取日照；（2）合理组织气流，减少建筑热损失；（3）利用建筑外界面的反射辐射，改善夏季炎热气候。

4.建筑形态

节能建筑的形态既要求体型系数小，又要夏季日辐射得热少，冬季还需对避寒风有利，可满足这些需求的建筑形体通常不一致，因此应结合各种因素的制约，包括当地夏季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的风环境情况，然后权衡得热和失热的具体情况，优化组合各项因素后得出最终结论。

仅从夏季得热的角度，建筑应有合适的长宽比。建筑进深由8米增加到14米，可以使建筑耗热指标降低11%-33% ，因此对于1000-8000平方米的住宅，进深控制在12-14米更有利于建筑节能。

5.建筑间距

通常各地对建筑间距有自己的实施细则，应该根据当地政策，结合其他条件综合考虑建筑群体的布置。

6.建筑通风

合理布置建筑物，冬季降低冷风风速，可减少建筑物和场地表面热损失，節省能耗；夏季可组织良好的通风，在建筑物之间及建筑内部形成良好过堂风。

四、建筑单体设计的节能技术措施

建筑物的单体设计上，如何实现满足建筑物的美观、实用又能达到节能的目的，要考虑多种因素的制约，进行优化组合。

建筑单体设计的节能技术措施主要有以下几个方面：

1.建筑体型系数

建筑体型系数是指建筑物接触室外大气的外表面积与其所包围的体积的比值。建筑物体型宜规则，减少凹凸，可适当增加房屋的进深，减少其外表面积，体积大、体型简单的建筑物，以及多层和高层建筑，体型系数较小，对节能较为有利。反之则不利。在进行建筑创作时要结合功能等多种因素综合考虑。一般来讲，体型系数越小节能效果越好。

2.围护结构的节能技术措施

改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。在其他情况不变条件下，围护结构的传热系数每增大1W/M2·K，空调系统设计计算负荷增加近30%。因此改善建筑外围护结构的保温隔热性能是建筑节能的首要措施。主要措施有以下几点：

（1）门窗的节能技术措施

门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面积约占建筑外维护结构面积的30%，其能耗约占建筑总能耗的2/3，其中传热损失为1/3。因此门窗是外围护结构节能的重点。外门窗在保证日照，采光，通风和观景要求的条件下，尽量减小其洞口面积，控制合理的窗墙面积比；提高其气密性；减少其冷风渗透；提高其保温性能；减少其传热量。

（2）外墙的节能技术措施

①采用新型、环保、节能的复合墙体

由于外墙在整个外围护面积中所占的比例最大，所以对传热的影响也最大，使用环保、节能型保温材料能承担增大热阻的功能，可有效减少通过围护结构的热损失。

②减弱太阳对外墙表面的辐射

外墙表面吸收的太阳辐射热越多，墙面温度就越高，通过墙体传进室内的热量也就越多。墙体采取浅色外饰面或植物覆盖绿化等措施，就可以反射掉相当大一部分太阳辐射。

（3）屋面的节能技术措施

①屋顶采用保温材料

屋顶在整个外围护面积中所占的比例不大，但对顶层房间却是比例最大的围护结构，而且水平面的太阳辐射远远大于垂直墙面。屋面保温可采用板材、块材或整体现喷聚氨脂保温层等材料。

②隔离太阳辐射热

隔离太阳辐射热，减少阳光直射，可采用浅色屋面，种植屋面等

种植屋面应根据地域、气候、建筑环境、建筑功能等条件，选择相适应的屋面构造形式。还可采用架空屋面、蓄水屋面等节能技术措施，但应注意的是架空屋面宜在通风较好的建筑物上采用，不宜在寒冷地区采用；蓄水屋面不宜在寒冷地区、地震地区和振动较大的建筑物上采用。

五、结论

建筑节能就是在保证居室热舒适环境条件下，通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径，采用新型保温材料，把居住建筑在长期使用中的能耗降下来。

在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件，因地制宜、就地取材、合理利用。并且应建立寿命周期成本观念。同时，更应重视综合设计过程这个新观念，在方案之初即组织相关专业工种介入，统筹考虑相互影响，寻求合理的解决方案。有效提高住宅建筑节能效率，降低建筑能耗，节约居家生活成本，打造真正的环保节能、舒适、健康、方便的高品质住房，为国民经济可持续发展做出贡献。

参考文献

[1] 房志勇建筑节能技术中国建材出版社，2011.

[2] 姜东.浅谈节能环保建筑设计. 科学之友，2010，

[3] 建筑节能 6中国建筑工业出版社

[4] 墙身 - 外墙保温 88J2- 4.

[5] 民用建筑节能设计标准（ 采暖居住建筑部分 ） 6JG J26- 96.

[6] 简菊平.关于建筑节能设计的探讨. 环境科学，2010