節能設計在住宅建筑中的應用研究

新疆生產建設兵團建設工程設計研究院（有限公司）830002

摘要：隨著人民生活水平的不斷提高、城鎮化進程的加快以及住房體制改革的深化，我國的建筑能耗必將進一步增加。如何在住宅建筑設計中，更好地利用自然能源，提高住宅建筑中能源利用效率，則是建筑師需要探討的課題。本文在此從幾個不同的方面對建筑節能設計做了詳細的研究。

關鍵詞：節能；住宅；單體

引言：新疆地區夏熱冬寒十分突出，冬季寒冷最低溫度可達零下30多度，夏季最高溫度高達40多度。由于我國對建筑保溫、隔熱、氣密性不夠重視，使得既有建筑和新建建筑的保溫、隔熱、氣密性大部分都很差。而建筑節能設計成為各種節能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式，是緩解能源緊張，解決社會經濟發展與能源供應不足最有效措施之一。

一、住宅建筑布局和體形

1、合理的平面布局

1.1建筑朝向：南北向的住宅排列方式可以保證住宅獲得充足的日照，并且山墻可以有效避免被西曬。

1.2建筑間距：住宅之間保證合適的間距是滿足日照及通風的重要保證，根據居住區設計規范，滿足日照要求為基礎，綜合考慮采光、通風、消防、防災、管線埋設、視覺衛生等要求確定。

1.3通風：住宅區內的空氣流通主要受建筑圍合以后前后左右空間間距的影響。因此在平面布局時要注意避免在風道上設置建筑物影響了空氣的流通。

1.4綠化及樹木種植：盡量減少建筑群間的硬化地面，推廣植草磚地面，提高綠地率，加強由落葉喬木、常綠灌木及地面植被組成的空間立體綠化體系，以便由樹冠和地面植被阻檔、吸收大部分的太陽直射輻射，減小地面對建筑物的反射輻射，降低區域的夏季環境溫度，減輕區域的熱島現象。

2、合適的建筑密度

在住宅區的設計中，建筑密度對創造良好的生態環境有直接的影響。較低的建筑密度意味著住宅區內會有更多的空間設置開敞空間及綠地，同時較低的建筑密度也是合適建筑間距、充足日照、通暢的風道的有力保證。所以，在規劃設計中，降低建筑密度是保證良好生活環境、有利于居住節能的有效的措施。

3、市政設施

住宅區的市政設施設計需要重點注意能源的收集和循環使用。例如設計雨水收集系統、水利用循環系統、太陽能利用裝置等，均可以起到充分利用能源的作用。

二、單體的節能設計

單體的節能設計，主要是通過對建筑各部分的節能構造設計、建筑內部空間的合理分隔 設計，以及一些新型建筑節能材料和設備的設計與選擇等，來更好地利用既有的建筑外部氣候環境條件，以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。

1、建筑各部位的節能構造設計

建筑各部位的節能構造設計，主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外，通過對建筑各部位（屋頂、樓板、墻體、門窗、粱柱等）的造型、結構、材料等方面加以進一步優化設計，充分利用建筑建筑材料自身特性的有利條件，減少能耗和改善室內微氣候環境，從而達到節能的效果。具體有以下五個方面：

1.1屋頂的節能設計

屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分，也是建筑室內與外部空間能量發生交換，造成室內能量損失的主要部位之一。通常主要采取以下節能措施：1）采用坡屋頂；2）屋面設保溫層；3）根據不同地區需要，設置保溫隔熱屋面（架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等）。

1.2建筑外墻體的節能設計

墻體是建筑室內與外部空間接觸面積很大，容易造成室內能量損失的部位。墻體的節能設計，除了適應不同地區的氣候條件，正常做好墻體保溫、防潮、隔熱等措施以外，還應體現在改善微氣候環境條件的特殊構造上。

1.3建筑門窗的節能設計

據統計資料，在我國既有的高耗能建筑中有40%的耗能是通過門窗散失的。因此，解決好門窗節能的問題相當重要。門窗的節能設計主要考慮以下幾個方面：1）控制建筑不同朝向的窗墻面積比，從而減少不利朝向外窗的能量損失。如在寒冷地區，盡量減少北向開窗面積可以有效減少建筑冬季能耗損失；2）設置各種形式的外遮陽：我國節能標準中規定，夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區中，夏季制冷負荷大的建筑的外窗（包括透明幕墻）設置外部遮陽；設置外遮陽后，建筑的夏季制冷能耗會有比較明顯的降低；3）合理地組織門窗的通風換氣，盡量采用自然通風，少用、不用空調通風；4）選擇節能性能高的建筑門窗和幕墻：建筑門窗和建筑幕墻要改變消極保溫隔熱的單一節能觀念，把節能和合理利用太陽能、地下熱（水）能、風能結合起來。

2、住宅的主要空間與建筑節能設計

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住置，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。對于上班族來講，由于實行雙休日制度后，白天在家的天數增多了，約占全年總天數的四分之一，對于老年人、嬰幼兒來講，則多數時間是呆在廳里的，即便學生，寒暑假、星期天在家，主要活動空間也是在廳里，所以現在住宅中，廳的面積遠比一個臥室大。白天，廳的使用頻率比臥室高得多，起居廳已是住宅中的活動中心，是現代住宅中的主要空間。所以如果起居廳向南，白天的陽光照著在起居廳活動的人們，其節能效應是不言而喻的。如果是南向起居廳，室內的自然熱環境較好，可以大大地節約采暖和空調的耗能。

三、建筑細部設計要點

1、遮陽板

遮陽板的巧妙設置在建筑節能設計中往往會起到意想不到的效果。開窗率適當 遮陽良好的建筑才能是節能佳作。建筑師應重視遮陽板的設置，在立面遮陽設計時不僅僅只考慮遮陽構造設計，還可綜合利用陽臺、外廊等建筑構件以及垂直綠化、遮陽樹木取得綜合遮陽效果。使立而遮陽設計與立面形態處理有機結合起來。

2、綠化

近年來，人們越來越重視綠化所帶來的景觀效果，但實際上綠化所起的節能作用也是十分明顯的。由于城市綠地不斷減少加之空調的大量使用，導致“熱島效應”。空氣環境日益惡化，給建筑節能帶來負效應。1塊草地和1塊瀝青地面的表面溫度差可達14℃以上，而綠地每天蒸發大量水份，帶走大量熱量。為建筑物創造了十分有利的周圍環境條件。因此，在城市規劃、建設的發展進程中綠化所起到的節能作用將日益顯現。

3、組織好建筑物室內的通風設計.

通風節能設計，不僅有利于改善住宅室內的空氣品質，滿足人體健康舒適的要求，還叫減少開空調的時間，降低建筑的能耗。因而在建筑群體總平面布置和單體設計時，考慮自然通風是十分必要的。

自然通風最基本的動力是風壓和熱壓，建筑物正面迎風時，建筑物表面的阻擋會使其迎風而產生正壓區，氣流繞過建筑物各側面及背面，便會隨之形成負壓區，使得建筑迎風面和背風面產生壓力差，改善了自然通風的條件。

四、結語

綜上所述，綠色建筑設計是實現綠色節能建筑的重要基礎。在綠色建筑設計中，應當充分考慮選址和與環境的協調，利用一切可以利用的當地自然條件，利用一切可以利用的自然能源，從建筑現場設計、建筑布局設計、建筑配套設施設計三方面都達到綠色設計，為人們提供一個健康、舒適和高效的使用空間，以實現建筑與自然共生，人、建筑、自然三者和諧統一。

參考文獻：

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