住宅建筑生態(tài)節(jié)能設(shè)計研究

趙永生

(酒泉格瑞建筑設(shè)計有限公司，甘肅 酒泉735000)

1 綠色住宅建筑設(shè)計的內(nèi)容

1.1 全壽命周期的概念

全壽命周期主要強(qiáng)調(diào)建筑對資源和環(huán)境的影響在時間上的意義。建筑從最初的規(guī)劃設(shè)計到后續(xù)的施工建設(shè)、 運營管理及最終的拆除，形成了一個全壽命周期。 關(guān)注建筑的全壽命周期，意味著不僅在規(guī)劃設(shè)計階段充分考慮并利用環(huán)境因素，而且確保施工過程中對環(huán)境的影響減至最低，運營管理階段能為人們提供健康、舒適、低耗、高效、無害的空間，拆除后又對環(huán)境危害降到最低。 建筑對資源和環(huán)境的影響要有一個全時間段的估算，建筑初期投入可能很低廉，但是運營成本可能會很高。

1.2 強(qiáng)調(diào)最大限度的節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境和減少污染

建設(shè)部提出了“四節(jié)一環(huán)保”的要求，即著重強(qiáng)調(diào)節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材和保護(hù)環(huán)境，這也是我國建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的主要問題。保護(hù)環(huán)境、減少污染，資源的節(jié)約和資源的循環(huán)利用是關(guān)鍵，“少費多用”做好了必然有助于保護(hù)環(huán)境、減少污染。

1.3 滿足建筑根本的功能需求

保證使用者的健康是最基本的要求，節(jié)約不能以犧牲使用者的健康為代價?！斑m用”強(qiáng)調(diào)的是適度消費的概念，決不能提倡奢侈與浪費。高效使用資源需要加大綠色住宅建筑的科技含量， 比如智能建筑，通過采用智能的手段使建筑在系統(tǒng)、功能、使用上提高效率。

1.4 建筑要與自然和諧共生

建筑業(yè)再也不能延續(xù)高消耗、高污染的傳統(tǒng)建筑發(fā)展模式，必須大力發(fā)展綠色住宅建筑，才能適應(yīng)現(xiàn)代城市生態(tài)建設(shè)發(fā)展的需要。 不然，將會在建筑領(lǐng)域再次重蹈先污染后治理的覆轍，危及后代子孫的生存。 發(fā)展綠色住宅建筑的最終目的是要實現(xiàn)人、建筑與自然的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2 綠色住宅建筑的生態(tài)節(jié)能設(shè)計策略

2.1 自然通風(fēng)設(shè)計

從節(jié)能和舒適的角度考慮，自然通風(fēng)是設(shè)計中要注意的一個很重要的問題，在建筑設(shè)計中平面應(yīng)避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向，充分利用春、夏、秋季涼爽時段的自然通風(fēng)，通過被動方式，利用室外氣流帶走室內(nèi)產(chǎn)生的余熱，從而保證室內(nèi)的熱舒適性，并縮短空調(diào)開啟時間，達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2 建筑朝向設(shè)計

朝向?qū)ㄖ芎牡挠绊懸彩种卮?。太陽的輻射得熱在夏季會增加制冷?fù)荷，在冬季則能降低采暖負(fù)荷。 朝向選擇時應(yīng)從當(dāng)?shù)貧庀髼l件，地理環(huán)境，建筑用地等全面考慮，從節(jié)約用地的前提出發(fā)，優(yōu)先采用本地區(qū)的最佳或接近最佳朝向，滿足冬季能爭取較多的日照，夏季避免過多的得熱，還應(yīng)有利于自然通風(fēng)，從長期實踐經(jīng)驗來看，南向是我國各地區(qū)較為適宜的建筑朝向，但在建筑設(shè)計時會受到各方面因素的制約，不可能都采用南向，就應(yīng)因地制宜合理確定建筑朝向，以滿足節(jié)能與舒適的要求。

2.3 建筑體形系數(shù)

建筑體形系數(shù)是節(jié)能建筑設(shè)計特別要重視的問題。體形系數(shù)就是指建筑物的外表面積與外表面積所包圍的體積之比。 建筑體形的變化，直接影響建筑采暖空調(diào)的能耗大小，體形系數(shù)越小，從降低能耗的角度出發(fā)，應(yīng)將體形系數(shù)控制在一個較低的水平，但過低的體形系數(shù)會壓制建筑設(shè)計師的創(chuàng)作靈感，平面布局受到限制，使建筑造型呆板，使用功能不能合理的安排，因此，在具體的設(shè)計過程中，須權(quán)衡利弊，合理確定建筑造型，凹凸面不要過多，盡可能減少建筑的外圍護(hù)面積避免體形變化過多而使體形系數(shù)增大，應(yīng)將體形系數(shù)定在一個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，以減少建筑能耗。

2.4 外墻的保溫隔熱性能

由于外墻在整個建筑外包面積中占的比例最大，對建筑能耗的影響也最大。 在嚴(yán)、寒地區(qū)冬季室內(nèi)外溫差達(dá)30～60℃以上，墻面?zhèn)鳠嵩斐傻臒釗p失非?？捎^。因此墻體的保溫隔熱是建筑節(jié)能的一個重要部分。在設(shè)計時應(yīng)控制墻體的傳熱系數(shù)，采用保溫性能好的砌體，如加砌混凝土自保溫砌體，也可采用多層復(fù)合墻體，根據(jù)保溫層位置的不同，復(fù)合墻體可分為外保溫，內(nèi)保溫、及夾心保溫墻體，每種保溫形式有各自的公有特點外墻內(nèi)保溫和自保溫由于結(jié)構(gòu)的原因很難消除冷橋熱橋，而采用外保溫，則由于保溫層覆蓋整個外墻面而有利于避免冷橋熱橋的產(chǎn)生，內(nèi)保溫還會受二次裝修的影響，并占用室內(nèi)空間，國家已開始限制在居住建筑內(nèi)使用它，但對于少量使用的墻體內(nèi)保溫是合理的。 夾心保溫是兩側(cè)為墻體材料中間為保溫材料，這種材料有利干其內(nèi)外裝修的優(yōu)點。另一方面，外墻外保溫體系可以保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長建筑物使用壽命，也可以方便地對舊有建筑物進(jìn)行節(jié)能改造，從長遠(yuǎn)來看，外保溫的優(yōu)越性明顯高于其它形式，因此外墻應(yīng)優(yōu)先采用外保溫來達(dá)到節(jié)能目的。

2.5 門窗的保溫隔熱性能

在整個建筑物的熱損失中，門窗縫隙空氣滲透的熱損失則占20%～30%。 所以，門窗是圍護(hù)結(jié)構(gòu)中節(jié)能的一個重點部位。 門窗節(jié)能主要從減少空氣滲透量、減少單位面積傳熱量等方面進(jìn)行。 減少滲透量可以減少室內(nèi)外冷熱氣流的直接交換而增加設(shè)備負(fù)荷，可通過采用密封材料增加窗戶的氣密性；減少傳熱量是防止室內(nèi)外溫差的存在而引起的熱量傳遞，建筑物的窗戶由鑲嵌材料和窗框、扇型材組成。 為此，要加強(qiáng)節(jié)能型窗框和節(jié)能玻璃等技術(shù)的推廣和應(yīng)用。塑鋼門窗不僅防噪隔聲功能顯著，防雨水滲漏能力強(qiáng)，空氣滲透量小，更主要的是塑鋼門窗的導(dǎo)熱系數(shù)極低，隔熱效果優(yōu)于鋁材1250 倍，在采暖和制冷上，能耗要低30%～50%， 室內(nèi)空調(diào)的啟動次數(shù)明顯減少， 耗電量也顯著減少。

2.6 屋面的保溫隔熱性能

屋面在整個建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中所占的比例雖然遠(yuǎn)低于外墻，但對頂層房屋而言，卻是比例最大的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其保溫隔熱性能的好壞，直接影響頂層房屋的室內(nèi)熱環(huán)境與建筑能耗，與外墻一樣，也應(yīng)控制傳熱系數(shù)，采用高效保溫材料作為屋面的保溫層，根據(jù)保溫層的位置分內(nèi)保溫和外保溫，一般屋面大多采用外保溫，傳統(tǒng)的做法是保溫層設(shè)在防水層內(nèi)，現(xiàn)在更科學(xué)的做法是保溫層設(shè)在防水層外的倒置式保溫屋面，既提高防水層的耐久性，又達(dá)到保溫隔熱效果。

2.7 采暖系統(tǒng)的節(jié)能

城市供暖實行城市集中供暖和區(qū)域供暖， 合理提高鍋爐的負(fù)荷，改善鍋爐運行效率，采用管網(wǎng)水平衡技術(shù)，以及加強(qiáng)供熱管道保溫，可以大大提高熱效率。 除此之外。 應(yīng)該運用高技術(shù)成果開發(fā)高效節(jié)能的建筑設(shè)備，利用可再生能源，充分提高采暖空調(diào)系統(tǒng)的用能效率，從而節(jié)約能源。

總之，綠色住宅建筑是指在住宅建筑的全壽命周期內(nèi)，可最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。是消耗最小的能源、資源與環(huán)境損失，換取最好的人居環(huán)境的建筑。綠色住宅建筑設(shè)計的基本內(nèi)容∶在人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基本原則下，運用生態(tài)學(xué)原理和方法，協(xié)調(diào)人、建筑與自然環(huán)境間的關(guān)系，尋求創(chuàng)造生態(tài)建筑環(huán)境的途徑和設(shè)計方法。 體現(xiàn)人、建筑環(huán)境與自然生態(tài)在“功能”方面的關(guān)系，即生態(tài)平衡與生態(tài)建筑環(huán)境設(shè)計和“美學(xué)”方面的關(guān)系，即人工美與自然美的結(jié)合。

［1］齊芳燕.居住建筑設(shè)計中的節(jié)能措施探討[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2009（12）.