房屋建筑设计中节能环保理念的实现途径

徐可乘

1 引言

节能环保建筑需要达到两个方面的要求：①为人们提供舒服、安全健康的室内环境；②最大限度地降低能耗，提高能源的循环利用，确保建筑、环境和人的相互协调发展。21世纪生活与社会发展的主题是，如何能够提供舒适及个性化的住房环境，可见建设和设计节能环保建筑是一个必然道路。这几要求房屋建筑从设计层面就加入环保理念，顺应居民的需求，缓解社会资源紧张的问题。

2 国内外节能环保建筑的发展历史

2.1 国内节能型建筑的发展

20世纪80年代后，我国开始提倡建筑节能，但诸多体系的研究尚处于初始阶段，且许多相关的技术领域是空白的。近年来，国家倡导提高环保意识保护生态环境政策，提倡充分认识开展绿色建筑行业的重要意义；建筑环保工作重点转移在“切实抓好新建节能工作，大力推进既有建筑节能改造”。在未来发展所面临的困难较多，如何对城镇系统的供热系统进行改造，发展能源再生化以及规模化，迅速推进与绿色化学和绿色建筑相关的科学技术研究，都是建筑行业即将面临的新任务。

2.2 国外节能型建筑的发展

1950年后，随着欧洲、美国等国家的经济迅猛发展，同时受到20世纪70年代石油危机的影响，世界各国都深认识到到“自然资源的利用”应当遵循可循环发展的原则。反省地球的的发展过程中，消耗自然能源最多的建筑行业更应当改变，建筑能耗问题越来越受到关注，同时改变建筑理念发展循环可再生资源的要求也促进了建筑环保建筑的产生和发展。在19世纪60年代，发达国家首先提出了发展绿色建筑的基本构思，进入21世纪后，绿色环保建筑的外延和内涵更加丰富，绿色环保建筑理论和实践进一步深入和发展，受到各国的重视，在世界范围内形成了快速发展的态势。

3 环保节能型建筑的理念及其发展途径

3.1 环保节能型建筑的理念

设计是建筑的理性实现，只有在设计初衷树立节能环保的观念，将建筑与自然（地区文化、自然气候和建筑周边的自然环境等）结合起来，提高资源的利用率。建立环保节能型建筑的节能理念，在设计过程中充分考虑到太阳能等可再生能源的供给，根据自然条件仿真出仿真风冷系统，并结合当地气候条件合理布局，尽量减少开支，确保人们能深刻体验到环保建筑所带来的舒适环境和健康的养生态度。

建立人与大自然和谐共存的理念，和谐共生的理念在强调“适用、健康、高效”的内部环境的同时，也要兼顾到外部环境及周边环境的协调融合，强调内部与外部的和谐统一，实现建筑与环境的生态共存。

3.2 环保节能建筑的发展途径

3.2.1 技术创新、整合资源

在环保节能技术的创新中，太阳能、地热等可再生资源的技术是最为可行的；在材料选择上，应在尽量不破坏环境的前提下，使用低污染、低破坏的再生材料；在技术整合上，可以按照需要将不同的节能技术有机结合起来，统筹协调发挥最大效用。

3.2.2 加强全过程监管

全寿命周期可以依附于环保节能建筑的基础上，同时在保证各环节利益最大化的前提下，强调建筑初步设计到竣工验收的全过程监管，确保建筑产品的各个阶段都能达到节能、降耗和环保的要求。

3.2.3 充分发挥市场的竞争作用

在新的市场竞争环境下，房地产行业逐渐从技术性内涵式产业发展为资源嫁接及外扩型的产业，环保建筑的市场前景正逐步扩大。在市场经济环境中，环保节能建筑作为一种商品，其背后的利益主体共同构成了一条完整的产业链，可利用市场机制将这些利益链条串接起来。

4 房屋建筑设计中节能环保理念的实现途径

4.1 建筑选址

一个科学合理的选址能够促进建筑物空间的利用，对其周围环境产生较为直接的影响，比如选址时，应尽量避开山谷、沟底以及低洼都地区，主要是由于冬季到来时气流将会在上述地形中聚集，形成“霜洞”，建筑的局部将会受到“霜洞效应”所带来的不利影响。因此，在具体选址过程中，应考虑到建筑物的使用目的、功能等因素；建筑物的建设不要过于密集，以免由于周围建筑物中大面积玻璃墙产生的反光辐射等对建筑环境产生不良影响。

4.2 建筑布局

4.2.1 朝向

在周围生态环境的基础上注重建筑的合理布局以及规划设计。在房屋建筑设计过程中，加强对风能、太阳能及环境气候能源等可再生能源的利用；对建筑位置的地形地势特征、周围建筑物的遮挡情况以及朝向等方面进行分析，比如在布局设计中减少其他建筑物对其的遮挡，一方面增加建筑物的光照时间，减少电能的使用，另一方面有利于在冬季提升整体室内温度。

4.2.2 通风

通风和避风也是房屋建筑设计中的重点内容。在炎热地区，可以采用通透的平面形式来创造自然通风条件，促进室内的空气流通，避免高温闷热的环境；寒冷地区若不考虑窗户和玻璃的选择，当两栋建筑体积相同时，通常正方形平面的热效率要高于长方形平面，但若考虑到温度变化、居民使用形式和被动太阳辐射供冷热情况等因素，正方形平面可能不是最理想的设计形状，故应结合建筑周围环境实际情况来合理设计避风，增强建筑物的抗寒能力。建筑几何形式与热耗的关系如图1所示。

4.2.3 辅助空间

在住宅平面构成中，卫生间、电梯间和厨房等属于室内辅助空间，而起居室、卧室等属于主要使用空间，后者的室内计算温度通常会高于后者3～4℃，故在设计过程中通常会采用温度分区法，在保证主要空间能够采集到自然能源的同时，还要确保辅助空间能将受太阳能辐射较强的部位等隔开。

4.3 建筑系统

图1 建筑几何形式与热耗的关系

4.3.1 生态环境

与建筑物的周围环境相结合，建立生态小区，使建筑物能够与环境进行有机结合，实现生态的良性循环。在户外设置充足的活动空间，并且小区中的绿化覆盖率要超过40%，确保小区的大气环境质量达到国家二级标准以上。

4.3.2 油烟污染的控制

在厨房、卫生间等相对潮湿的区域，在保证其具备良好通风条件的基础上，还应配备相应的换气设备，尽快排出异味。在设计中需要注意的一点是厨房中的油烟应利用烟气排放系统进行集中排放，保证建筑物空气新鲜、室内干燥的同时，还可有效避免霉菌的滋生。

4.3.3 噪声源控制

采用适当的方式对住宅建筑物中的内外噪声源进行控制，这样要求在建筑物设计过程中，采用室内外应声环境系统，确保室外白天的噪音≤50dB、晚上噪音≤40dB，室内白天噪音≤35dB、晚上噪音≤30dB。

4.3.4 采光设计

室内应保证充分的光亮，使自然光能够达到人们白天的需求，以此来减少电能的消耗，同时要注意防止光污染的产生。建筑室内设置窗户是极为重要的，以满足人们对日光、景观及与外界环境接触的需要，据此，建筑光环境采光设计应从两个方面进行评价：①是否实现了节能；②是否改善了建筑内部环境的质量。

（1）自然光具有良好的高效性和视觉良好性，能够满足人的生理和心理需求；

（2）人工照明。相关实验研究发现，建筑中的光设计及其产生的效果是节能建筑环境建设的重要组成，在人们生产生活方面，好的光环境不仅可以营造一个良好的氛围，还有利于提高人们的注意力，以高效率的完成工作。传统灯具与新型LED灯具的节能比较如表1所示。

表1 传统灯具与新型LED灯具的节能的比较

5 现有房屋建筑的节能改造设计

5.1 增设保温层

现阶段，多数建筑由于围护结构热阻小，难以满足保温隔热要求，在建筑墙体节能改造工作中，可以采用在内外墙增设高效保温层的方式达到减少建筑热损失的目的。但在这一改造过程中应注意不允许在寒冷地区设置保温层，以防止温度骤降而使得建筑围护结构内部产生冷凝水；外设保温层可避免上述现象，但对保温层的防水性能要求加高。

屋顶节能改造设计工作应结合实际情况展开，平屋顶建筑可在屋面增设一定的保温层和防水层，以增加原有屋面的热阻，提高保温隔热功能，比如采用“平改坡”的方式，这种屋面设计具有良好的防水、保温、隔热作用。

5.2 门、窗节能改造

一般情况下，门窗的热损失占建筑总热损失的40%以上。在节能改造过程中，对门窗改造实行的措施为采用新型、热工性能良好的玻璃材料代替普通的平板玻璃，这种新型玻璃材料包括中空玻璃、镀膜玻璃和带薄膜型热反射玻璃，其中镀膜玻璃的作用原理为：将玻材料吸收的太阳热能被镀膜所隔离，将热主要散发到室外一侧，尽量减少太阳的热作用，使室内热环境受到合理控制。

5.3 太阳能的利用

从太阳能辐射总量来看，我国多数地区（除东北部分地区以外）太阳能辐射年总量均＞5.4GJ/m2，这相当于燃烧了190kg标准煤的热量。

太阳能在房屋建筑设计中的利用方式主要包括：被动式太阳能采暖、太阳能热水、主动式太阳能采暖与空调以及太阳能发电等。从利用方式上来看，被动式采暖系统技术要求和造价相对较低，建筑设计人员应结合具体的建筑设计节能改造方案进行。

6 结语

综上所述，随着人们生活水平的逐渐提升，对环保节能等方面的关注度逐渐增加，对房屋建筑设计也提出了更高的要求。这将要求建筑设计首先要进行科学合理的选址，并且在设计过程中要考虑到周围环境、遮挡物以及建筑物朝向等问题，使人们能够获得一个理想舒适的住所。此外，在设计时应加强对可再生能源的开发和利用，以此来实现绿色环保的目标，与我国提倡的节能、健康、可持续要求相符合。

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