西北地區節能住宅設計

摘要：西北地區的住宅設計中加強對節能相關問題的研究，符合現代人在建筑設計中的可持續理念，也是建筑優化設計的方向方法。本文通過對西北地區住宅各種特點的分析研究，歸納總結出西北地區節能住宅的設計思路，希望此住宅節能設計以西北地區為代表，對我國其他地區建筑節能設計參考價值。

關鍵詞：西北地區；節能住宅；住宅設計

1 西北區位

我國的西北地區干旱少雨，四季分明，劃分為冬冷夏熱地區以及嚴寒地區。地區周邊四面臨陸地，地勢較高，區域內建筑質量設計的關鍵點就在于節能設計是否合理。此區域內的建筑具有封閉、保守，并且節水、防風的典型特征，其在規劃設計中常見磚、石、土等自然材料建造的建筑物組合成窄而長的院落空間。建筑形象自然質樸，富含了實用功能為主，裝飾效果為次的思想，代表形象為最簡單的平屋頂，以及合理范圍內較小的門窗洞口組合。

2住宅建筑

住宅建筑承載了人類最基本的居住功能，人在其中停留的時間最長，居于其中，不僅可以休息生活，還一定程度上兼具工作等其他功能。住宅建筑的安全舒適美觀程度代表著這一時期人類生活條件的發展程度，建筑類型特點在于其對住戶私密性的表達。規劃布局上對私密性的設計表現為外部封閉內部開敞，以獨棟式與院落式為多。住宅建筑的造型則常由平面功能主導，簡潔干凈，少見冗余無意義的裝飾構件。

3節能設計的時代背景

地球的資源與能源是難以再生的寶貴財產，是全人類共同擁有、保護的對象，隨著現代社會大量高耗能建筑的投產，全球資源能源逐漸陷入短缺的危機形式。我國的資源能源供應遠遠不能滿足大量的高能耗浪費型建筑的增長需求，許多項目由于資源的短缺及經濟原因，被迫進行舊房改造。

基于住宅建筑與人之間的緊密聯系，西北地區住宅性質特殊卻具有相當大的規模數量，成為建筑設計者不能忽視的重要群體體，其節能設計極為重要。建筑節能設計也是近年來建筑界提倡的方向，在西北地區住宅建筑建設中積極提高能源的效率，改善居住環境，能夠對于我國能源緊缺現狀的改善，對于當地及其他各地居民居住條件的提升，對于世界范圍內的可持續發展做出極大的貢獻。

4節能住宅的設計

節能設計是建筑設計未來的發展趨勢之一，良好的節能住宅設計需要建筑、環境、設備、結構等各個專業設計師的緊密配合，協調完善，使全套設計成為一個有機統一的整體。

4.1 設計原則

住宅建筑的節能設計應考慮到從規劃到建筑細部的整體合理性，鑒于規劃設計的步驟與深度，其合理的節能設計也應把握減少能耗，提高能效的總原則，從設計的先到后，從宏觀到微觀逐步落實。

（1）減少能耗，提高能效

對能耗的減少是節能設計的重中之重，主要是指設備能耗的降低。具體來講包括夏天設置的降溫措施，在冬季提供的取暖措施，干燥時采取的加濕措施，潮濕時采用的抽濕措施等等設施控制的設備能源消耗量。供暖系統與制冷系統的能效包括設備運行效率、管網輸送效率、端點計量效率、環境控制效率等等。

控制設備能耗，提高系統能效，要求住宅建筑在設計、安裝、運行等環節上綜合考慮材料、系統、管理模式等因素，進行合理的選取與控制。具體的方法有應用計算機、智能儀表、溫度調節閥的智能分配調節控制措施，還有以新型保溫材料包敷輸送管道的做法，還有采用高能效的地輻熱進行采暖。

（2）合理選址

在設計的外部環境與規劃選址階段，應力求爭取較好基址與朝向，因地制宜組織好項目外環境。在基址與朝向的選擇方面應嚴格把握，在經濟科學合理的豎向范圍內，爭取更多的陽光資源，方便后期的太陽能儲備工作；在外環境設計方面應合理組織，使植物組合、景觀環境充分發揮各自優勢，為整個建筑環境的節能提供一定的保證。

（3）恰當布局

在設計的建筑布局與體量選擇階段，選擇較為集中的布局，選擇較小的體形系數，盡可能的減少建筑的外表面積，為建筑使用中最大程度的降低熱負荷。合理的建筑朝向、體量能夠充分調動室外微環境中的積極因素。

（4）構造優化

設計理念應與時俱進，通過充分比較學習，應注意節約技術成本，盡量采用經濟合理的，當下最具有節能效果的構造技術與材料來設計建筑單體中內外熱交換的關鍵節點。如墻體做法、屋面構造、門窗洞口等節點都是應該重點注意的，它們的節能性需要通過綜合優化來分析，如墻體應合理選取適當的新型材料做法來替代傳統的粘土磚，如門窗設計可以綜合遮陽技術、節能玻璃、雙層玻璃等做法來實現較好的節能性能。

對構造的優化分析應根據實際條件來區別實際項目的重點，到底是在于夏季的采光隔熱與自然通風的組織，還是冬季的防風與保暖隔熱熱。

4.2 節能設計重點

節能設計的重點在于對能耗的把控和對能源資源的合理配置與高效利用。以下是幾條節能提效具體措施。

（1）減少圍護結構能耗的措施

圍護結構在外墻、門窗、屋頂這三個重點部位是能耗損失較大的關鍵部位。對維護結構能耗的減少應通過構造技術的創新，提高其保溫、隔熱等性能。

外墻的構造技術創新常用的有在承重墻內附、外附或夾心復合保溫層的復合墻體做法。其保溫層的設置與做法應綜合考慮，選擇能夠提高保溫效果的材料做法。同時，墻體在建筑設計方面也可以考慮相應的蓄能要求來進行設計分隔。窗的節能控制設計中，應在滿足采光、通風等基本功能需要的前提下，增強密閉性，提高其保溫隔熱性能。西北地區住宅的屋頂的節能設計應兼顧冬夏的溫度調節，現今對屋頂智能、生態技術的研究有望實現低成本、高效能。

（2）降低設備運行能耗的措施

對設備運行能耗的控制，應著重于采暖設備、制冷設備及照明設備，重點設計節能控制系統。現有的節能思路常與科技結合，使設備能夠智能切換兩種能源，使各種節能設備得到真正高效的利用。

（3）開發利用新能源

開發利用新能源也是對不可再生能源的節約與補充，常采用先進的科學技術來開發新型能源。目前具有較好發展前景的技術是將光電產品與建筑構件復合，變能耗為產能，復合的建筑構件包括光電屋面板、遮陽板、窗間墻、外墻板、天窗、玻璃幕墻等等，具有很好的創新能源的效果。

結語：

對建筑的節能應全方位、綜合考慮，從設計階段到使用階段，所有的能耗都要通盤考慮，是大范圍的系統工程。西北地區的住宅規模大、范圍廣，使用人群眾多，西北地區節能住宅的規劃設計則有著更深遠的意義，設計中對于各個層面的節能手段有著更加嚴格的要求。在節約能源、高效用能、減少能耗的大思路下，對維護結構的能耗及設備運行的能耗控制需要與高技術的采取及新能源的探索結合起來考慮，各個專業緊密配合，切實實現住宅的真正節能。

參考文獻：

[1]李丹，陳善春，《西北地區住宅節能的技術途徑》，基層建設，2014/20.

[2]徐龍，鄭慶有，《論建筑節能技術途徑》，科技創新導報，2009/17.

[3]曾祥才，朱冬生，《淺談建筑節能技術》，建筑節能，2007/01.

[4]于海翔，《淺談建筑節能的技術措施和發展》，科技資訊，2007/27.

作者簡介：

王廷（1986-），男，西安建筑科技大學建筑學專業畢業，工作于北京中廈建筑設計研究院有限公司。

朱鈺鵬（1987-），男，西安科技大學工業與民用建筑專業畢業，工作于北京中廈建筑設計研究院有限公司。