淺談居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

付凱

摘要：氣候是影響建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要因素，在不同的區(qū)域，應(yīng)有不同的建筑形態(tài)空間布局。本文針對(duì)夏熱冬暖地區(qū)氣候特征，從總體規(guī)劃、建筑平面布局、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑遮陽等來探討該地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：居住建筑；節(jié)能措施；設(shè)計(jì)

引言

上世紀(jì)全球的建設(shè)量等于之前人類所有建設(shè)的總和，這源于社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，是人類文明程度的體現(xiàn)。然而，有限能源已逐步枯竭，自然資源遭到破壞，環(huán)境日益惡化，城市建設(shè)和建筑發(fā)展不斷面臨各種各樣的問題。必須以“可持續(xù)發(fā)展”的角度去審視我們的建筑設(shè)計(jì)，從根本上降低建筑能耗。另外，還必須適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，滿足消費(fèi)者的需求，提高室內(nèi)舒適度，減少空調(diào)設(shè)備。

一、夏熱冬暖地區(qū)氣候特征

夏熱冬暖地區(qū)炎熱潮濕，夏季悶熱，氣溫較高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4—5個(gè)月，太陽輻射強(qiáng)度大，最熱月份室內(nèi)氣溫高達(dá)32℃左右，特別是在頂層及西曬房間顯得十分悶熱難受，室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量普遍較差。

二、夏熱冬暖地區(qū)居住建筑設(shè)計(jì)中的地域技術(shù)

為適應(yīng)夏熱冬暖地區(qū)的氣候特征，必然要產(chǎn)生一系列適應(yīng)性的空間形態(tài)。為此，節(jié)能建筑通常要有“穿堂風(fēng)”、穿“隔熱服”、戴“遮陽帽”，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)必須充分滿足夏季防熱要求。

1.居住區(qū)的總體規(guī)劃

在夏熱冬暖地區(qū)，為舒緩夏季酷熱的氣溫，居住區(qū)在總體規(guī)劃時(shí)，應(yīng)根據(jù)夏季主導(dǎo)風(fēng)向進(jìn)行建筑小區(qū)的規(guī)劃，采用合理的布局、間距和適當(dāng)?shù)募芸諏右杂欣谛^(qū)的自然通風(fēng)降溫；并宜在小區(qū)規(guī)劃用地范圍內(nèi)，采取合理種植喬木、適當(dāng)布置一定的水域面積、設(shè)置涼亭、廊道等遮陽措施，以改善建筑周圍的熱環(huán)境。小區(qū)內(nèi)的硬地面宜為透水面層（如透水性鎖扣磚鋪砌的行車道、人行道、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等），透水性差的面層（如水泥或?yàn)r青行車道路、人行道、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等）的面積不宜占過大比例。

2.建筑的平面布置

為了保證一套住房?jī)?nèi)不同方位的房間之間有流暢的氣流，建筑的平面布置宜結(jié)合外門窗洞口位置、房門、通道等組織好穿堂風(fēng)。房間內(nèi)部與可開啟窗口相對(duì)應(yīng)位置宜有可以用來形成穿堂風(fēng)的通道，如通過房門、門亮子、內(nèi)墻可開啟窗、走廊、樓梯間可開啟外窗、衛(wèi)生間可開啟外窗、廚房可開啟外窗等形成房間穿堂風(fēng)的通道，通風(fēng)通道上的最小通風(fēng)面積不宜過小，應(yīng)有足夠的寬度以保證空氣流通，風(fēng)道兩端還可以設(shè)置篷、陽臺(tái)、百葉遮陽板或外廊以起到導(dǎo)風(fēng)、遮雨、遮陽作用。

建筑平面布置時(shí)，不宜將主要臥室、客廳設(shè)置在正東和正西、西北方向。不宜在建筑的正東、正西和西偏北、東偏北方向設(shè)置大面積的玻璃門窗或玻璃幕墻。

3. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能

節(jié)能建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)猶如一件保溫“隔熱服”，墻體采用隔熱性能良好的新型墻體材料，適當(dāng)設(shè)置保溫層，且墻面作淺顏色處理。窗戶采用塑鋼窗框、鋁塑共擠型材，再結(jié)合建筑朝向選配普通玻璃或隔熱玻璃。另外，建筑屋面除了設(shè)置隔熱層或架空通風(fēng)層外，還要考慮利用有土或無土種植的方式隔熱，戴上“遮陽帽”。

（1）墻體的隔熱

對(duì)于夏季高溫時(shí)間長(zhǎng)的夏熱冬暖地區(qū)，要使得傳向室內(nèi)的熱量少，就要把投射到建筑外表的太陽輻射熱轉(zhuǎn)移到建筑的外部環(huán)境中去。通常采用反射隔熱和升溫隔熱兩種方式。建筑外墻面采用白色粉刷或淺色飾面來達(dá)到反射隔熱的效果，采用隔熱性能良好的新型墻體材料達(dá)到升溫隔熱的效果，有單一外墻和復(fù)合外墻材料兩大類。在夏熱冬暖地區(qū)的居住建筑的外墻，優(yōu)先采用單一材料制品，當(dāng)單一材料不能滿足節(jié)能要求時(shí)，可采用復(fù)合形式。單一材料外墻包括加氣混凝土砌塊、空心砌塊等輕質(zhì)砌塊。復(fù)合外墻又包括內(nèi)保溫復(fù)合外墻、保溫材料夾芯復(fù)合外墻和外保溫復(fù)合外墻三類。適當(dāng)設(shè)置保溫層，常采用聚苯顆粒保溫漿料抹面或鋪擠塑聚苯板、硬質(zhì)發(fā)泡聚氨脂板等。對(duì)于東西外墻，可做花格構(gòu)件或爬藤植物等垂直綠化來遮陽。

（2）窗戶的隔熱

外門窗是建筑能耗散失最薄弱部位，其能耗散失約占建筑總能耗散失的2/3，所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下，盡量減小外門窗洞口的面積；提高外門窗的氣密性，如設(shè)置泡沫塑料密封條，使用新型的密閉性能良好的門窗材料（如斷熱的鋁合金門窗、彩色涂層鍍鋅節(jié)能型門窗和塑（鋼）料門窗等）。在門窗框與墻間的縫隙密封可用彈性松軟輕型材料（如毛氈）、彈性密閉性材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設(shè)灰口等；框與扇之問的密閉可用橡膠、橡塑或泡沫密閉條以及邊框高低縫、回風(fēng)槽等；扇與扇之間的密閉可用三元乙丙、硅橡膠等密閉條、高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間可用各種彈性壓條等。這些對(duì)提高外窗本身的隔熱性能是有利的，盡可能使陽光滯留在戶外，防止空氣滲透，再結(jié)合建筑朝向選配普通玻璃或隔熱玻璃。最常用的隔熱玻璃有：吸熱玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃。

（3）屋頂?shù)母魺?/p>

根據(jù)夏熱冬暖地區(qū)的氣候特點(diǎn)，充分利用氣候資源，屋頂?shù)墓?jié)能措施多種多樣。①設(shè)置隔熱層，通常采用增加屋頂?shù)臒嶙枧c熱惰性的實(shí)體材料層，如憎水膨脹珍珠巖、加氣混凝土塊、擠塑聚苯板等；②設(shè)置架空通風(fēng)層，利用屋頂內(nèi)部通風(fēng)，及時(shí)帶走白天上面?zhèn)鱽淼臒崃浚归g也可對(duì)屋頂起散熱降溫作用；③ 屋頂內(nèi)設(shè)置貼鋁箔的封閉空氣間層，其熱阻值提高3.6倍；④設(shè)置蓄水、含水屋面，是適應(yīng)本氣候區(qū)多雨氣候特點(diǎn)的節(jié)能措施。通過蓄存天然降水或補(bǔ)充自來水作為水源，依靠水分的蒸發(fā)消耗屋頂接收到的太陽輻射熱量，屋頂內(nèi)表面溫度下降3～5～C；含水屋面通過含水材料在含水狀態(tài)下具有一定的熱阻而起隔熱作用。此外，還可考慮利用有土或無土種植的方式隔熱，使人與自然融為一體的綠化隔熱設(shè)計(jì)，是美觀與隔熱功能的完美結(jié)合，屋頂猶如戴上皇冠的“遮陽帽”。

（4）建筑的遮陽

適當(dāng)?shù)恼陉栐O(shè)計(jì)對(duì)減少太陽輻射是十分有效的。專家研究發(fā)現(xiàn)，建筑內(nèi)遮陽80%的熱量進(jìn)人到了房間，而建筑外遮陽40%的熱量進(jìn)入到了室內(nèi)。從節(jié)能效果上講，建筑外遮陽是性能最突出的遮陽方法。

外墻外遮陽：充分考慮利用垂直綠化和構(gòu)件實(shí)現(xiàn)遮陽，如百葉活動(dòng)通風(fēng)遮陽、陽臺(tái)飄檐遮陽、花格構(gòu)件或爬藤植物等垂直綠化來遮陽。

外窗外遮陽：外遮陽板可以避免陽光直射產(chǎn)生眩光和房間局部過熱，改善室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量。外遮陽板可分為可調(diào)式和固定式?？烧{(diào)式遮陽板：根據(jù)太陽的照射角度來調(diào)節(jié)葉片的角度，從而達(dá)到遮陽調(diào)光的最佳效果。固定式遮陽板：分為水平式、垂直式、綜合式與擋板式四種形式。

屋面外遮陽：遮陽屋面是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中利用屋面作為活動(dòng)空間所采取的一項(xiàng)有效的防熱措施，其做法可采用百葉板遮陽棚和采用爬藤植物遮陽棚。屋面采用百葉板遮陽棚的百葉片宜坡向北向45。；植物遮陽棚宜選擇冬季落葉類爬藤植物，這樣可達(dá)到夏季防熱冬季得熱的熱工設(shè)計(jì)效果。

三、居住建筑設(shè)計(jì)中的重要手段

根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?，所?chuàng)造出的建筑形態(tài)，是一種建筑文化的體現(xiàn)。其中所體現(xiàn)的“因地制宜”的原則及采用生態(tài)設(shè)計(jì)手段創(chuàng)造環(huán)境微氣候的思想，即”形式追隨氣候的“思想是設(shè)計(jì)中的重要手段。

四、具體的方案實(shí)例分析

這是廣東地區(qū)一住宅小區(qū)設(shè)計(jì)方案，較好地利用地域技術(shù)以及建筑構(gòu)造學(xué)，適應(yīng)夏熱冬暖地區(qū)的氣候特征，滿足建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)思想。

1.特點(diǎn)

①造型簡(jiǎn)約，經(jīng)濟(jì)適用，節(jié)能節(jié)水。② 斜坡造型減小了建筑體量，尺度親切宜人。③大進(jìn)深，小開間，合理分戶，節(jié)約用地。④ 日照充足，自然通風(fēng)，冬暖夏涼，明櫥明衛(wèi)。⑤ 主客分區(qū)，食寢分離，動(dòng)靜分區(qū)，居寢分離。⑥框架結(jié)構(gòu)，加氣混凝土小型砌塊，輕質(zhì)復(fù)合建材，造型簡(jiǎn)約，施工簡(jiǎn)易。⑦生態(tài)型住宅，節(jié)約能源，冬暖夏涼。

2.太陽能的利用

設(shè)置太陽能屋面，將太陽能熱水器與屋面結(jié)合。

3.通風(fēng)·遮陽

①屋頂植物構(gòu)架有效遮擋陽光，降低屋頂內(nèi)表面的溫度。②百葉式遮陽構(gòu)架起降溫和導(dǎo)風(fēng)作用。③廚房、廁所中設(shè)置通風(fēng)管道，加強(qiáng)室內(nèi)氣流流動(dòng)，使廚房、廁所保持負(fù)壓狀態(tài)。

4.節(jié)約用水

①使用節(jié)水龍頭和坐便器。② 節(jié)約并合理利用水源，處理洗浴用水，收集雨水用于灌溉。

參考文獻(xiàn)

[1]JGJ75—2003，夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

[2] GB 50176—93，民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范

[3]DBJ15—50—2006，廣東省標(biāo)準(zhǔn).夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)