浙江省住宅建筑節(jié)能在方案設(shè)計(jì)階段需注意的若干問題

王劍鑒

浙江省夏季炎熱、冬季濕冷，建筑的節(jié)能尤為重要。而新建民用建筑中住宅建筑又占了很大的比例，所以住宅建筑的節(jié)能是節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、保持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重中之重。

近年來隨著國家和地方相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的相繼實(shí)施，住宅建筑的節(jié)能有了長足的進(jìn)步，特別是浙江省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)DB33/1015-2015《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施以來，對(duì)居住建筑的主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)提出了明確的要求，特別是對(duì)于屋面、外窗的傳熱系數(shù)、外窗的遮陽，以及住宅的分戶樓板，較國家標(biāo)準(zhǔn)JGJ134-2010《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》有了更高、更明確和細(xì)致的要求。通過這幾年的實(shí)施，成效是顯著的。

筆者在建筑設(shè)計(jì)的同時(shí)也從事建筑工程的節(jié)能評(píng)估以及項(xiàng)目竣工后的能效測(cè)評(píng)工作，在建筑節(jié)能方面從設(shè)計(jì)到驗(yàn)收全過程積累了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，這次要探討的主要是在節(jié)能評(píng)估階段遇到的一些問題。住宅的節(jié)能評(píng)估工作一般在初步設(shè)計(jì)階段進(jìn)行，此時(shí)建筑方案一般已經(jīng)固化，一旦從建筑節(jié)能的角度總圖布局、戶型平面等存在不合理的地方，也很難進(jìn)行調(diào)整，只能通過增加其他措施來彌補(bǔ)由此帶來的不利影響，從而造成不必要的浪費(fèi)。所以對(duì)于受總圖布局影響的因素如建筑朝向，以及受戶型平面影響的因素如體形系數(shù)等，需要在方案階段予以充分的考慮。

建筑朝向

浙江省居住建筑的適宜朝向?yàn)槟掀珫|30度至南偏西15度，最佳朝向?yàn)槟掀珫|10～15度。在適宜朝向內(nèi)，建筑冬季有良好的日照，太陽輻射得熱較多，可降低供暖能耗;夏季受到的太陽輻射又較少，可降低空調(diào)能耗。但是建筑的朝向受多方面因素的制約，并不能確保處于適宜朝向。比如規(guī)劃路網(wǎng)有較大的角度，設(shè)計(jì)方案又沒有考慮建筑朝向因素，而將建筑平行于道路布置時(shí)，就會(huì)使建筑處于不利朝向。

另外還有一些情況，規(guī)劃路網(wǎng)本身考慮了建筑適宜朝向，南偏東20度左右，方案設(shè)計(jì)又刻意加大了建筑南偏東的角度到南偏東30.1度，超過南偏東30度使建筑處于不利朝向。究其原因，是開發(fā)商為了容積率最大化，要求方案設(shè)計(jì)這么做的。根據(jù)《杭州市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2008版，當(dāng)建筑方位角為30°～45°時(shí)，住宅正面間距可按0.8倍系數(shù)折減。建筑南偏東稍稍超過30度，住戶“感知不強(qiáng)”，開發(fā)商又可以多造房子多賣錢，何樂而不為呢？

但是真的“感知不強(qiáng)”嗎？非也！雖然大部分住戶對(duì)朝向的些許變化本身 “感知不強(qiáng)”，但是對(duì)建筑間距的縮小“感知很強(qiáng)”，建筑間距過小會(huì)影響日照，并大大降低小區(qū)的品質(zhì)。另外根據(jù)《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，南向?yàn)槟掀珫|30°～南偏西30°，建筑朝向偏東或者偏西超過30°時(shí)南向?qū)⑴卸闁|西向。而住宅建筑南向窗墻面積比一般都較大在0.4左右，浙江地區(qū)西曬現(xiàn)象比較嚴(yán)重，所以規(guī)范要求東西向窗墻比控制到0.2以下，并且在遮陽的要求上東西向也比其他朝向要高，一旦南向被判定為東西向，將導(dǎo)致該朝向窗墻面積比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范限值，需要進(jìn)行權(quán)衡計(jì)算，也就是說需要提升別的地方的節(jié)能措施來彌補(bǔ)，這將導(dǎo)致造價(jià)成本的增加。同時(shí)規(guī)范要求東西向空調(diào)房間外窗應(yīng)設(shè)置活動(dòng)外遮陽或活動(dòng)中間遮陽，南向被判定為東西向，將導(dǎo)致住宅需要大面積設(shè)置活動(dòng)遮陽設(shè)施。由于省內(nèi)活動(dòng)遮陽設(shè)施的產(chǎn)業(yè)尚不發(fā)達(dá)，與外窗的整合性也較弱，增加活動(dòng)遮陽設(shè)施不但大幅增加造價(jià)成本而且嚴(yán)重影響建筑外立面效果。

所以筆者認(rèn)為，為了容積率而故意將建筑處于不利朝向的做法是不可取的，同時(shí)希望有關(guān)部門在制定規(guī)則時(shí)，充分考慮各種因素，使之向有益方向引導(dǎo)。

體形系數(shù)

體形系數(shù)的大小對(duì)建筑能耗的影響非常顯著，體形系數(shù)越小建筑物的單位體積的表面積越小，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱也越小。規(guī)范對(duì)不同層數(shù)的居住建筑的體形系數(shù)也做出了規(guī)定，但是在方案階段，建筑的體形系數(shù)并不能直觀的體現(xiàn)出來，所以往往被一些設(shè)計(jì)師所忽略。一旦設(shè)計(jì)方案定型，再發(fā)現(xiàn)體形系數(shù)超標(biāo)已經(jīng)為時(shí)已晚，只能通過構(gòu)造手段增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能來彌補(bǔ)體形系數(shù)過大帶來的不利影響。所以如何對(duì)體形系數(shù)進(jìn)行簡易的估算，使之在方案階段就可以得到有效控制就顯得尤為重要。

體形系數(shù)是指建筑外表面積F0與其所包圍的體積V0之比。建筑外表面積F0=屋頂面積FR+外墻面積FW+外窗面積FG+外門面積FD+架空樓板面積FB，對(duì)于住宅建筑，一般各樓層平面一致性較高，故可以對(duì)公式進(jìn)行近似化簡。屋頂面積FR≈標(biāo)準(zhǔn)層面積S，（外墻面積FW+外窗面積FG+外門面積FD）≈標(biāo)準(zhǔn)層周長L×建筑高度H，架空樓板面積FB≈標(biāo)準(zhǔn)層面積S，建筑體積V0≈標(biāo)準(zhǔn)層面積S×建筑高度H。

經(jīng)近似化簡：體形系數(shù)=建筑外表面積F0/建筑體積V0≈標(biāo)準(zhǔn)層周長L/標(biāo)準(zhǔn)層面積S +2/建筑高度H，其中H不含架空層高度;若建筑無架空層則體形系數(shù)≈標(biāo)準(zhǔn)層周長L/標(biāo)準(zhǔn)層面積S +1/建筑高度H。

在方案階段，標(biāo)準(zhǔn)層面積、周長及建筑高度相對(duì)于建筑外表面積、體積更容易獲取，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)層的控制，可以實(shí)現(xiàn)建筑體形系數(shù)的簡易估算，使住宅建筑的體形系數(shù)在方案階段得到有效控制。

結(jié)語

綜上所述，在方案階段對(duì)住宅建筑的朝向及建筑體形系數(shù)進(jìn)行控制是可行的也是非常必要的，合理的建筑朝向和體形系數(shù)對(duì)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、保持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

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