節(jié)能設(shè)計(jì)在住宅建筑中的應(yīng)用研究

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)建設(shè)工程設(shè)計(jì)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(zhèn)化進(jìn)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(jìn)一步增加。如何在住宅建筑設(shè)計(jì)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(gè)不同的方面對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的研究。

關(guān)鍵詞：節(jié)能；住宅；單體

引言：新疆地區(qū)夏熱冬寒十分突出，冬季寒冷最低溫度可達(dá)零下30多度，夏季最高溫度高達(dá)40多度。由于我國對(duì)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(jié)能設(shè)計(jì)成為各種節(jié)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供應(yīng)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(fēng)的重要保證，根據(jù)居住區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范，滿足日照要求為基礎(chǔ)，綜合考慮采光、通風(fēng)、消防、防災(zāi)、管線埋設(shè)、視覺衛(wèi)生等要求確定。

1.3通風(fēng)：住宅區(qū)內(nèi)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(shí)要注意避免在風(fēng)道上設(shè)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(qiáng)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(duì)建筑物的反射輻射，降低區(qū)域的夏季環(huán)境溫度，減輕區(qū)域的熱島現(xiàn)象。

2、合適的建筑密度

在住宅區(qū)的設(shè)計(jì)中，建筑密度對(duì)創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境有直接的影響。較低的建筑密度意味著住宅區(qū)內(nèi)會(huì)有更多的空間設(shè)置開敞空間及綠地，同時(shí)較低的建筑密度也是合適建筑間距、充足日照、通暢的風(fēng)道的有力保證。所以，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，降低建筑密度是保證良好生活環(huán)境、有利于居住節(jié)能的有效的措施。

3、市政設(shè)施

住宅區(qū)的市政設(shè)施設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)注意能源的收集和循環(huán)使用。例如設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)、水利用循環(huán)系統(tǒng)、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(jié)能設(shè)計(jì)

單體的節(jié)能設(shè)計(jì)，主要是通過對(duì)建筑各部分的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)、建筑內(nèi)部空間的合理分隔 設(shè)計(jì)，以及一些新型建筑節(jié)能材料和設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇等，來更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件，以達(dá)到節(jié)能和改善室內(nèi)微氣候環(huán)境的效果。

1、建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)

建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計(jì)，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(duì)建筑各部位（屋頂、樓板、墻體、門窗、粱柱等）的造型、結(jié)構(gòu)、材料等方面加以進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(nèi)微氣候環(huán)境，從而達(dá)到節(jié)能的效果。具體有以下五個(gè)方面：

1.1屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個(gè)重要部分，也是建筑室內(nèi)與外部空間能量發(fā)生交換，造成室內(nèi)能量損失的主要部位之一。通常主要采取以下節(jié)能措施：1）采用坡屋頂；2）屋面設(shè)保溫層；3）根據(jù)不同地區(qū)需要，設(shè)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(jié)能設(shè)計(jì)

墻體是建筑室內(nèi)與外部空間接觸面積很大，容易造成室內(nèi)能量損失的部位。墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)，除了適應(yīng)不同地區(qū)的氣候條件，正常做好墻體保溫、防潮、隔熱等措施以外，還應(yīng)體現(xiàn)在改善微氣候環(huán)境條件的特殊構(gòu)造上。

1.3建筑門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jié)能的問題相當(dāng)重要。門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)主要考慮以下幾個(gè)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(qū)，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(shè)置各種形式的外遮陽：我國節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，夏熱冬暖地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)中，夏季制冷負(fù)荷大的建筑的外窗（包括透明幕墻）設(shè)置外部遮陽；設(shè)置外遮陽后，建筑的夏季制冷能耗會(huì)有比較明顯的降低；3）合理地組織門窗的通風(fēng)換氣，盡量采用自然通風(fēng)，少用、不用空調(diào)通風(fēng)；4）選擇節(jié)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(jié)能觀念，把節(jié)能和合理利用太陽能、地下熱（水）能、風(fēng)能結(jié)合起來。

2、住宅的主要空間與建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

在早期的城市住宅設(shè)計(jì)中，多以臥室為中心，臥室是住宅中的主要居住空間。當(dāng)時(shí)的住宅，臥室是住宅中唯一的主要空間。在住宅的空間設(shè)計(jì)中，顯然要將所有的臥室置于日照通風(fēng)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(huán)境。近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平提高，住房條件不斷地改善。設(shè)計(jì)人員經(jīng)過多年的推敲、探討，住宅內(nèi)部的休息區(qū)，起居活動(dòng)區(qū)及廚衛(wèi)服務(wù)區(qū)三大功能，分區(qū)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(qū)，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(xué)習(xí)、外出，即使在家各種起居活動(dòng)也不在臥室中。因此以夜間睡眠用為主，白天多是空關(guān)著的臥室，向南還是向北，有無直接日照，對(duì)于建筑節(jié)能而言差別不大。在滿足通風(fēng)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(jié)能。因此，一套住宅中，臥室已經(jīng)不是爭(zhēng)取占據(jù)南向的唯一主要空間?！皬d”在現(xiàn)代住宅中，已成為居住者各種起居活動(dòng)的主要空間。白天的日照、陽光對(duì)于起居活動(dòng)中心的“廳”來講，更有直接的節(jié)能意義。對(duì)于上班族來講，由于實(shí)行雙休日制度后，白天在家的天數(shù)增多了，約占全年總天數(shù)的四分之一，對(duì)于老年人、嬰幼兒來講，則多數(shù)時(shí)間是呆在廳里的，即便學(xué)生，寒暑假、星期天在家，主要活動(dòng)空間也是在廳里，所以現(xiàn)在住宅中，廳的面積遠(yuǎn)比一個(gè)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(dòng)中心，是現(xiàn)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(dòng)的人們，其節(jié)能效應(yīng)是不言而喻的。如果是南向起居廳，室內(nèi)的自然熱環(huán)境較好，可以大大地節(jié)約采暖和空調(diào)的耗能。

三、建筑細(xì)部設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、遮陽板

遮陽板的巧妙設(shè)置在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中往往會(huì)起到意想不到的效果。開窗率適當(dāng) 遮陽良好的建筑才能是節(jié)能佳作。建筑師應(yīng)重視遮陽板的設(shè)置，在立面遮陽設(shè)計(jì)時(shí)不僅僅只考慮遮陽構(gòu)造設(shè)計(jì)，還可綜合利用陽臺(tái)、外廊等建筑構(gòu)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(shè)計(jì)與立面形態(tài)處理有機(jī)結(jié)合起來。

2、綠化

近年來，人們?cè)絹碓街匾暰G化所帶來的景觀效果，但實(shí)際上綠化所起的節(jié)能作用也是十分明顯的。由于城市綠地不斷減少加之空調(diào)的大量使用，導(dǎo)致“熱島效應(yīng)”?？諝猸h(huán)境日益惡化，給建筑節(jié)能帶來負(fù)效應(yīng)。1塊草地和1塊瀝青地面的表面溫度差可達(dá)14℃以上，而綠地每天蒸發(fā)大量水份，帶走大量熱量。為建筑物創(chuàng)造了十分有利的周圍環(huán)境條件。因此，在城市規(guī)劃、建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程中綠化所起到的節(jié)能作用將日益顯現(xiàn)。

3、組織好建筑物室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計(jì).

通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)，不僅有利于改善住宅室內(nèi)的空氣品質(zhì)，滿足人體健康舒適的要求，還叫減少開空調(diào)的時(shí)間，降低建筑的能耗。因而在建筑群體總平面布置和單體設(shè)計(jì)時(shí)，考慮自然通風(fēng)是十分必要的。

自然通風(fēng)最基本的動(dòng)力是風(fēng)壓和熱壓，建筑物正面迎風(fēng)時(shí)，建筑物表面的阻擋會(huì)使其迎風(fēng)而產(chǎn)生正壓區(qū)，氣流繞過建筑物各側(cè)面及背面，便會(huì)隨之形成負(fù)壓區(qū)，使得建筑迎風(fēng)面和背風(fēng)面產(chǎn)生壓力差，改善了自然通風(fēng)的條件。

四、結(jié)語

綜上所述，綠色建筑設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能建筑的重要基礎(chǔ)。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮選址和與環(huán)境的協(xié)調(diào)，利用一切可以利用的當(dāng)?shù)刈匀粭l件，利用一切可以利用的自然能源，從建筑現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)、建筑布局設(shè)計(jì)、建筑配套設(shè)施設(shè)計(jì)三方面都達(dá)到綠色設(shè)計(jì)，為人們提供一個(gè)健康、舒適和高效的使用空間，以實(shí)現(xiàn)建筑與自然共生，人、建筑、自然三者和諧統(tǒng)一。

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