房屋建筑節(jié)能設(shè)計初探

袁文革

摘要:通過對住宅小區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計分析,研究了住宅節(jié)能設(shè)計中在造型設(shè)計、遮陽技術(shù)等方面存在的問題,提出相應(yīng)的措施,希望能為房屋節(jié)能設(shè)計提供一定的參考。

關(guān)鍵詞:房屋建筑 能耗 節(jié)能設(shè)計

我國是一個資源大國，擁有著豐富的能源,但是隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們對生活品質(zhì)的要求越來越高，對能源的需求也越來越多,節(jié)能已成為實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和提高人民生活品質(zhì)的首要問題。建筑領(lǐng)域早已把節(jié)能納入建筑設(shè)計具體的工作程序中,使建筑節(jié)能設(shè)計的實施與檢驗提上日程。因此，房屋建筑節(jié)能設(shè)計便成為值得一個高度關(guān)注的焦點。

一、住宅能源概況

1、項目概況

首先觀察小區(qū)的地理位置，尋找能夠利用的可再生資源。例如：小區(qū)臨近河流,具有豐富的自然流水資源，可利用水力資源進行能源轉(zhuǎn)換；小區(qū)如處于平原地區(qū)可利用其豐富的太陽能資源進行發(fā)電等。對于住宅小區(qū)的熱工設(shè)計必須當?shù)氐臒岘h(huán)境為基礎(chǔ),滿足夏季防熱、隔熱和散熱的要求,還要兼顧冬季保溫。

2、住宅能耗構(gòu)成

住宅能耗是指住宅在使用過程中的能量消耗 ,主要包括建筑采暖、炊事、熱水供應(yīng)、空調(diào)、照明、家用電器、通風(fēng)等。其中以空調(diào)和采暖能耗為主,根據(jù)統(tǒng)計,在南方住宅的生活用能中,采暖空調(diào)能耗可達40 %～55 %左右。

二、住宅建筑節(jié)能設(shè)計分析

住宅節(jié)能設(shè)計是整體的設(shè)計,從小區(qū)規(guī)劃設(shè)計、建筑單體設(shè)計、建筑細部設(shè)計一直到環(huán)境控制系統(tǒng),每個環(huán)節(jié)都相互影響、相互制約。因此在做節(jié)能設(shè)計時,要從全局出發(fā),按照因地制宜、整體設(shè)計以及全過程控制的原則,結(jié)合氣候、經(jīng)濟、 技術(shù)等多方面的因素全面展開。下面對住宅小區(qū)進行全面的分析,研究節(jié)能技術(shù)在建筑中的使用。

1、小區(qū)的整體規(guī)劃

1. 1 采光和日照

住宅設(shè)計根據(jù)當?shù)氐娜照涨闆r,采用點式布局,合理布置建筑間距,保證了建筑南墻的太陽輻射面積在整個采暖季節(jié)中不因遮擋而減少 ,并使房間采光充分且滿足住宅建筑中每戶至少應(yīng)有一個居住空間在大寒日能獲得滿窗 2 h日照。

1. 2 朝向

好的朝向可達到舒適的室內(nèi)熱環(huán)境,特別對于夏熱冬冷地區(qū)的建筑。住宅采用平行設(shè)計,盡量使所有房間都朝向最佳朝向,避免起居室、臥室等主要使用房間受東、西向日曬。

1. 3 通風(fēng)

通風(fēng)順暢可加速熱量的散失,改善環(huán)境溫度,減少空調(diào)能耗。小區(qū)在布置上順應(yīng)成都市的盛行風(fēng)向,以利于夏季通風(fēng)散熱。

2、單一建筑的空間布置

2. 1 平面布局

住宅小區(qū)由于有限的土地資源及需要達到的經(jīng)濟效益,使建筑在設(shè)計中不能保證所有的房間都具有最好的朝向和通風(fēng)等條件,因此根據(jù)房間的重要程度作相應(yīng)的安排,臥室、起居室等重要房間的朝向宜南偏東,保證使用時間較長的空間的采光；廚房、衛(wèi)生間等輔助用房則偏重考慮它們的主導(dǎo)風(fēng)向。

2. 2 立面設(shè)計

建筑的造型和其圍護結(jié)構(gòu)形式對建筑物性能有決定性影響,可直接作用于建筑的自然采光 ,自然通風(fēng)及建筑物與外環(huán)境的換熱量等。住宅小區(qū)的立面設(shè)計盡量采用簡潔造型并在保證每個房間的自然照明下嚴格控制建筑的窗墻比。

2. 3 建筑細部處理

1)外墻和屋頂保溫隔熱技術(shù)的采用。對建筑圍護結(jié)構(gòu)進行保溫,能夠提高冷天外墻內(nèi)表面的溫度,使室內(nèi)氣候環(huán)境得到改善。住宅的外圍護結(jié)構(gòu)采用效果相對較好的外保溫方式,在住宅的外層圍護結(jié)構(gòu)中增加保溫隔熱層。2)門窗。門窗的選擇不僅要從外觀、性能、使用等方面考慮,還要從開發(fā)商對項目投入的資金進行綜合選擇。小區(qū)的門窗采用了塑鋼門窗。3)雙層玻璃。考慮單玻璃巨大的能量流失開發(fā)出的雙層皮玻璃既滿足了建筑的功能需求又降低了能耗。小區(qū)除了門窗玻璃的使用外,起居室陽臺的欄桿也使用的是玻璃圍護結(jié)構(gòu),因此選用了雙層玻璃降低能耗。

3、住宅小區(qū)節(jié)能設(shè)計中存在的問題

3. 1風(fēng)環(huán)境欠佳

住宅小區(qū)建筑的高度對室外風(fēng)環(huán)境具有很大的影響,對于高層建筑,局部地方可能風(fēng)速過大便會對人們的生活和行動帶來不便,對于建筑節(jié)能上,會在冬季使冷風(fēng)的滲透加強,導(dǎo)致采暖負荷增加。如果小區(qū)規(guī)模不大,對于高層建筑的單體設(shè)計和全體布局會欠全面的考慮,在處理小區(qū)風(fēng)環(huán)境上不全面。

3. 2 造型上的缺陷

在建筑設(shè)計中,原則上應(yīng)減少建筑物外表面積,適當控制建筑體形系數(shù),即建筑物外表面積與其所包圍的體積之比,減小建筑面寬,加大進深或增加組合體,建筑外形選用長條形,而體形復(fù)雜,凹凸面過多的塔式住宅對節(jié)能不利。住宅小區(qū)是點式平面的塔式住宅,且整體呈鋸齒形狀,比較造型規(guī)整的住宅設(shè)計,能耗相對要高。

3. 3 有限遮陽技術(shù)的使用遮陽系統(tǒng)

小區(qū)的陽臺做內(nèi)陽臺,可有效減少陽光對室內(nèi)的直接照射又能保證整個房間的通風(fēng)采光效果。不過整個小區(qū)的遮陽技術(shù)的使用還是不夠的,住宅多采用飄窗,上部結(jié)構(gòu)挑出板基本不能起到遮陽的效果,這部分的能耗有所缺失。

4、住宅節(jié)能設(shè)計的發(fā)展及應(yīng)采取的措施

4. 1 優(yōu)化風(fēng)環(huán)境

良好的室外風(fēng)環(huán)境,不僅能為人們創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境,還能使建筑在冬季防風(fēng)以及夏季有效利用自然通風(fēng)的問題上達到最好的效果。例如盆地屬于準靜風(fēng)區(qū)(風(fēng)速小于 1. 5 m/ s的頻率大于 50 %的區(qū)域),對應(yīng)項目的整體環(huán)境,可采用墻、板防風(fēng)帶等設(shè)置屏障、避開不利風(fēng)向等方法來解決冬季防風(fēng)的問題。豐富小

區(qū)綠化環(huán)境,利用植被改善小區(qū)微氣候。

4. 2 重視遮陽技術(shù)的使用

窗口遮陽措施的使用能阻斷直射陽光透過玻璃直接進入室內(nèi),防止陽光過分照射和加熱建筑的圍護結(jié)構(gòu),并且能為室內(nèi)創(chuàng)造舒適的熱環(huán)境,降低室內(nèi)溫度和空調(diào)能耗,具有顯著的效果。對于周圍環(huán)境來說,外遮陽是避免光污染較有效的途徑。因此,我們在設(shè)計中可以豐富遮陽方式,采用水平遮陽或者垂直遮陽,采用擋板遮陽、綠化遮陽、遮陽篷以及其他遮陽方式。將遮陽作為建筑造型設(shè)計的元素,融入小區(qū)整體設(shè)計。

三、太陽能資源的利用

現(xiàn)代房屋建筑節(jié)能設(shè)計的另一個方面是開發(fā)利用新能源，太陽能作為一種可再生的潔凈能源，是建筑上很有利用潛力的新能源之一。太陽能在我國大部分地區(qū)都具有良好的利用條件，全年日照時間最長可達2800h-3300h，年日照時數(shù)大于2200h的地區(qū)，占全國面積2/3以上。絕大部分采暖地區(qū)均分布在長日照區(qū)域內(nèi)，這些地區(qū)日照時數(shù)6h/d的年總出現(xiàn)天數(shù)都在200d以上，多的可達300d。目前，隨著節(jié)能設(shè)計研究和房屋建筑設(shè)計的發(fā)展，基于房屋建筑的布局特點和使用特點，附加陽光間與室內(nèi)采暖設(shè)備相結(jié)合的節(jié)能設(shè)計已經(jīng)獲得人們越來越多的關(guān)注。它能使房屋建筑在室外氣象參數(shù)劇烈變化情況下，室內(nèi)溫度分布更為均衡，同時改善了室內(nèi)熱環(huán)境并節(jié)約了能源，達到一個良好的效果。

結(jié)語

建筑節(jié)能設(shè)計是一項重大且持續(xù)的工程,住宅節(jié)能是我國建筑節(jié)能的重點,隨著建設(shè)的繼續(xù),新規(guī)劃的實施、新材料的引用以及新的設(shè)計方式的嘗試都會對住宅建筑節(jié)能總體設(shè)計提出新的問題,我們要客觀的分析,結(jié)合氣候、技術(shù)、經(jīng)濟等諸多因素,遵循因地制宜、整體設(shè)計和全程控制的原則,進行住宅節(jié)能設(shè)計和優(yōu)化。

參考文獻: [1] 魚建琳,王灃浩.建筑節(jié)能應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社2006

[2] 房志勇.建筑節(jié)能技術(shù)教程[M]. 北京:中國建材工業(yè)出版社

1997

[3] 付祥釗.夏冬地區(qū)建筑節(jié)能技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社2002