淺析住宅建筑與節能設計的優化

廖寶琴

（贛州市建筑設計研究院，江西 贛州 341000）

引言

建筑是用能大戶，建筑節能是發展建筑業的需要。在發達國家，適宜的室溫已經成為一種基本的需要。隨著市場經濟的發展和住宅商品化政策的實施，我國正在經歷從未有過的住宅大規模開發建設時期，公共建筑的需求量似乎并不是主導了，住宅也逐漸成為人民消費和投資的最大商品。同時能源供應和環境質量不斷惡化，在能源問題上應優化能源結構，強化節能、提高效率，實施“開源”與“節流”并舉措施，加強可再生能源利用，保持社會的可持續發展。

1 改善建筑熱環境，必須使用能源

只有合理使用和節約使用能源，盡可能提高能源利用效率，使改善建筑熱環境與建筑節能相結合，才能既使改善建筑熱環境有能源的支持而成為可能，又不致造成更加嚴重的浪費，做到人類和生態的可持續發展。

2 住宅功能、空間設計優化

在早期的城市住宅設計中，多以臥室為中心，臥室是住宅中的主要居住空間。當時的住宅，臥室是住宅中唯一的主要空間。在住宅的空間設計中，顯然要將所有的臥室置于日照通風條件最佳的位置，置于南向，為住戶提供最好的享用自然能源的環境。近年來，隨著國家經濟的發展，人們生活水平提高，住房條件不斷地改善。設計人員經過多年的推敲、探討，住宅內部的休息區，起居活動區及廚衛服務區三大功能，分區更趨向明確合理。住宅中的臥室不再是多功能的，已被更合理地理解為休息區，主要功能是供睡眠、休息兼存放衣物，要求輕松寧靜，有一定的私密性的空間。白天人們工作、學習、外出，即使在家各種起居活動也不在臥室中。因此以夜間睡眠用為主，白天多是空關著的臥室，向南還是向北，有無直接日照，對于建筑節能而言差別不大。在滿足通風采光，保證窗戶的氣密性和隔熱性的要求下，臥室不向南不影響建筑節能。因此，一套住宅中，臥室已經不是爭取占據南向的唯一主要空間。“廳”在現代住宅中，已成為居住者各種起居活動的主要空間。白天的日照、陽光對于起居活動中心的“廳”來講，更有直接的節能意義。

3 住宅節能設計的優化和可再生能源利用

在住宅建筑節能設計中,科研創新是基礎，規范制定是標準，能設計是關鍵，節能材料及施工質量是保障。建筑節能是一個系統工程，只有將系統中的各個子系統優化集成定量分析,才能將系統節能最優化。目前建筑節能的方式方法很多，不同氣候、不同經濟發展水平地區建筑節能方法不一樣，所以我國住宅建筑節能應走一條適合我國國情的可持續發展節能的道路。住宅節能要建立在數據量化基礎上，節能設計的優化最重要在于系統節能數據的優化。住宅節能應充分考慮建筑節能的易操作性，使用的簡捷性，維護的簡便性,使用的長期性，保障投入產出比的最大化。住宅節能應從規劃、單體設計、建筑構造等方面出發,將建筑與建筑節能設計一體化統籌考慮,制定出切實可行量化標準，綜合選出優秀節能方案。

3.1 優化住宅建筑單體設計,加大可再生能源利用

良好的建筑單體設計是建筑節能的一個重要方面,應將建筑節能設計貫穿建筑單體設計全過程，提升建筑節能設計在建筑單體設計中的地位，明確建筑節能指標，量化節能措施，利用計算機模擬技術，優選最佳方案。

優化建筑單體平面設計。合理確定建筑套型,減少戶型面寬,加大建筑進深,降低建筑體形系數，充分利用空間，確定經濟舒適夠用的建筑面積,根據使用功能及房間使用頻率優化平面布局,確保室內通風線路順暢，住宅平面中客廳、主臥室等主要活動空間盡量布置在南向,增加冬季被太陽輻射得熱，減少夏季太陽西曬。增加南向懸挑封閉被動式太陽曬臺面積,夏季可作為空氣間層隔熱，冬季增加太陽輻射得熱。可將綠化、養殖水池、太陽能轉化等設備設置于屋頂，優化屋頂平面使用功能。

優化建筑單體立面設計。建筑外立面設計要與節能設計統籌兼顧。窗是建筑設計的一個重要元素，窗墻面積比是建筑節能設計的一個重要參數，窗的開啟形式和大小既要滿足建筑美觀要求，更要滿足采光、通風、太陽輻射得熱與隔熱要求。建筑外墻在保障建筑外墻美觀前提下，還可充分利用能源轉換構件如太陽墻、太陽能平板外墻集熱器等將太陽能、風能等可再生能源轉化為向住宅提供能源。

3.2 優化建筑構造設計，加大可再生能源利用

3.2.1 墻體節能

墻體是建筑外圍護結構的主體，其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。我國以實心粘土磚為墻體材料，保溫性能不能滿足設計標準。因而在節能的前提下，應進一步推廣空心磚墻及其復合墻體技術。

3.2.2 門窗節能

外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，提高外門窗的氣密性，減少冷風滲透，提高外門窗本身的保溫性能，減少外門窗本身的傳熱量。其節能措施有：

a、控制住宅窗墻比。住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值，JGJ26-1995《民用建筑節能設計標準（采暖居住部分）》對不同朝向的住宅窗墻比做了嚴格的規定，指出“北向、東向和西向、南向的窗墻比分別不應超過20%、30%、35%”。

b、提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料（如毛氈）、彈性密閉型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設灰口等密封；框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等；扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。

c、改善住宅門窗的保溫性能。戶門與陽臺門應結合防火、防盜要求，在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能；窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產生的冷橋，可設置雙玻璃或三玻璃，并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，有條件的住宅可采用低輻射玻璃；縮短窗扇的縫隙長度，采用大窗扇，減少小窗扇，擴大單塊玻璃的面積，減少窗芯，合理地減少可開啟的窗扇面積，適當增加固定玻璃及固定窗扇的面積。

3.2.3 屋面節能

在不斷改進建筑外墻、外窗的保溫性能后，還必須進一步加強屋面保溫隔熱的研究。屋面節能措施的要點，其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大；其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果，如選用吸水率較高的保溫材料，屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排出的水分。

4 結語

地球只有一個，能源是有限的，我們每個人都應該樹立新型的生活觀，愛護我們的生存空間，把我們的社會建設成一個節能的社會，讓節能滲透到人們的生活習慣中去，成為一種生活方式。讓我們的開發商和消費者都樹立新的節能理念，通過采用節能型的建筑結構、材料、機械和產品，提高建筑的保溫隔熱性能，減少采暖、通風、制冷、照明等能耗，讓人們都能夠住上冬暖夏涼的、高舒適度、低能耗的住宅。

[1]1998年1月1日起實施的《中華人民共和國節約能源法》，

[2]《民用建筑節能設計標準》(JGJ126-95)

[3]《民用建筑熱工設計規范》(GB50176-93)