節(jié)能在居住建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

劉海華

摘要：作為全世界最大的發(fā)展中國家，中國不能走發(fā)達(dá)國家先污染而后治理的傳統(tǒng)道路，因此需要在居住建筑設(shè)計(jì)過程中，將節(jié)能、環(huán)保等理念融合起來，借助新型的建筑保溫材料、節(jié)能技術(shù)、嶄新的建筑設(shè)計(jì)理念巧妙運(yùn)用，讓我國居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)世界節(jié)能65%的終極目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：居住建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能；意義；措施

1.發(fā)展建筑節(jié)能的重要意義

1.1建筑節(jié)能是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要

由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，采暖范圍日益擴(kuò)大，空調(diào)建筑迅速增加，建筑能耗的增長速度遠(yuǎn)高于能源生產(chǎn)的增長速度，尤其是電力、燃?xì)狻崃Φ葍?yōu)質(zhì)能源需求正在急劇增加，由此可見，如果高耗能建筑不斷大量興建，建筑用能急劇增長，勢必會(huì)限制國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1.2建筑節(jié)能是建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的需要

我國排放的二氧化碳已占世界第二位，建筑用能的二氧化碳的排放量占到全國用能排放量的25%。隨著建筑物的大量建造，情況可能還會(huì)進(jìn)一步惡化，前景堪憂。所以，實(shí)施建筑節(jié)能是保護(hù)環(huán)境，建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的必然要求。

1.3建筑節(jié)能是改善建筑熱環(huán)境的需要

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，舒適的建筑熱環(huán)境日益成為人們的需要。在發(fā)達(dá)國家，適宜的室溫已成為一種基本需要，他們通過一年四季有效利用優(yōu)質(zhì)能源，滿足了這種需要。

2.當(dāng)前我國居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)存在的問題

目前盡管我國在居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面有著較大成績，但是深入挖掘，我們依然可以看到諸多問題，例如節(jié)能設(shè)計(jì)途徑較為單一，缺乏豐富的先進(jìn)手段與方法，通常只不過是單一地對(duì)建筑物外面的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)化保溫工作。而居住建筑的熱工參數(shù)只不過依靠廠家提供的相關(guān)說明書等理論上的數(shù)字，缺乏實(shí)際有效的檢測手段與讓人信服的數(shù)據(jù)信息。許多建筑物的節(jié)能設(shè)計(jì)工作通常只是進(jìn)行簡單豹紋亦或是選擇采光效果好的用料，經(jīng)常忽略了建筑物自身的施工成本，導(dǎo)致建筑物的建設(shè)成本費(fèi)用直線升高，根本不符合建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，所以我國許多地區(qū)的建筑開發(fā)商都會(huì)對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行不斷變更，讓節(jié)能目標(biāo)難以貫徹落實(shí)。

3.居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方式

3.1合理的建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)

建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)要強(qiáng)調(diào)“以人為本，環(huán)境為先”的原則，最大限度地提高能源和材料的使用效率，減少在建設(shè)和使用過程中對(duì)環(huán)境的污染。注重環(huán)境、節(jié)能、環(huán)保三大主題，規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，在保持原有生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，通過分析當(dāng)?shù)氐臍夂?、水文、地理等自然條件進(jìn)行合理的規(guī)劃建筑布置，因地制宜進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。

（1）建筑物的選址及布局

建筑群體的布置是否合理，對(duì)冬季獲得太陽輻射熱和夏季通風(fēng)降溫非常重要。在建筑選址上，建筑用地不宜選擇在洼地、山谷等處，應(yīng)該選擇在向陽、避風(fēng)的地段上，為建筑物爭取日照創(chuàng)造必要的條件。結(jié)合建筑用地的自然環(huán)境、氣候條件及建筑物的使用功能等，在不破壞原有生態(tài)環(huán)境的前提下，結(jié)合人的行為活動(dòng)特點(diǎn)，建立一個(gè)生態(tài)平衡的系統(tǒng)，降低太陽輻射、增強(qiáng)建筑物的通風(fēng)效果，利用建筑樓群的合理布局，在節(jié)約土地資源的前提下增加建筑物之間的間距，既爭取日照，又能合理組織氣流，從而使建筑物與空氣的熱交換增加，達(dá)到降低建筑能耗的目的。

（2）建筑形態(tài)

建筑形態(tài)的設(shè)計(jì)中不僅對(duì)建筑的體形系數(shù)有要求，而且需要冬季能夠避風(fēng)寒，夏季減少日輻射熱。需要根據(jù)得熱和失熱的具體情況權(quán)衡后對(duì)建筑進(jìn)行優(yōu)化組合。

（3）建筑間距

建筑物的間距對(duì)人的心理及精神具有很大的影響，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不能只單純考慮日照間距，要根據(jù)衛(wèi)生視距及對(duì)人的影響進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。人類對(duì)環(huán)境的認(rèn)知是通過感官感受的，建筑時(shí)時(shí)刻刻伴隨著人們的生活，建筑物的間距過小則會(huì)讓人產(chǎn)生壓抑感，在緊張的工作后精神仍處于緊繃的狀態(tài)，社會(huì)就容易產(chǎn)生犯罪，對(duì)人有消極的影響。反之則過于浪費(fèi)土地、資源，增大人流、物流的流動(dòng)空間和時(shí)間。

（4）綠化設(shè)計(jì)

住宅小區(qū)不宜一概硬化，設(shè)計(jì)盡量選用可滲透地面，給大地以透水透氣的余地，不僅可以蓄積大量的雨水，緩解城市的“熱島效應(yīng)”，改善環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)也可以緩解對(duì)城市下水管網(wǎng)和污水處理管網(wǎng)的壓力。對(duì)小區(qū)綠化和水體也要進(jìn)行綜合考慮，要對(duì)植被的性能加以了解應(yīng)用，如在建筑環(huán)境中，使用體態(tài)高大的喬木遮擋冬季寒風(fēng)，行植闊葉樹可在夏天遮陽，大中小喬木與灌木相結(jié)合可降低噪聲。

3.2建筑物的單體設(shè)計(jì)

（1）建筑物的通風(fēng)與朝向

做好單體建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)，要盡可能考慮穿堂風(fēng)。同時(shí)建筑物窗戶面積在滿足日照等衛(wèi)生要求的前提下要適當(dāng)，但又不宜過大，室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口同時(shí)存在的情況下，窗戶通風(fēng)面積的大小是決定室內(nèi)風(fēng)速的關(guān)鍵，既可降低建筑物的成本又起到節(jié)能的作用，減少建筑物的二次耗能。實(shí)驗(yàn)表明，增大房屋建筑通風(fēng)換氣次數(shù)對(duì)降低夏季空調(diào)能耗效果明顯。同時(shí)，選擇合理的開窗方式，如相同面積的推拉窗與平開窗比較，平開窗的最大開窗面積是推拉窗的兩倍。朝向的選擇上，如夏季減少太陽的直射、冬季滿足適量的日光照射入室內(nèi)。這樣最大限度的提高能源和材料的使用效率，減少建設(shè)和使用過程中對(duì)環(huán)境的污染。

（2）建筑物窗墻面積比

窗墻面積比是指窗戶洞口總面積與同朝向建筑立面面積的比值。對(duì)于門窗，首先應(yīng)符合功能要求，如充足的光線可避免白天燈光的使用，減少電能的損耗，同時(shí)也要滿足通風(fēng)的要求；要使用保溫、隔聲，氣密性等級(jí)、水密性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)，可以積極使用推廣一些先進(jìn)的材料。

（3）屋面的節(jié)能構(gòu)造

在建筑物受太陽輻射的各個(gè)外表面中，屋面是建筑物上部與外界直接接觸的重點(diǎn)部位，受輻射熱也是最多的，其保溫與隔熱對(duì)建筑節(jié)能具有重要意義。為達(dá)到節(jié)能目的，屋面上可設(shè)置架空層增加空氣的流動(dòng)，蓄水屋面及設(shè)置屋頂綠化形成生態(tài)型屋面等。這樣不僅可以增加環(huán)境的美觀性，還可以改善建筑物屋面的熱工性能以達(dá)到節(jié)能的目的。屋面保溫材料的選用上不宜用密度大、導(dǎo)熱系數(shù)高的材料，這樣會(huì)導(dǎo)致屋面的重量和厚度過大，不利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時(shí)也不宜選用吸水率較大的材料，防止保溫層吸水而降低保溫效果。

（4）門窗保溫

建筑門窗的主要功能是在獲得足夠采光的條件下，控制門窗在有太陽照射時(shí)合理得到熱量，而在沒有太陽照射時(shí)減少熱量流失。影響門窗獲得能量的因素包括：窗戶的位置和朝向、窗戶類型的設(shè)計(jì)、使用的玻璃材料、設(shè)置合理的外遮陽等。門窗是構(gòu)成熱能損失的主要因素，可以通過合理配置，減少門窗熱能損失。門窗能量傳遞方式主要有：輻射傳熱、對(duì)流傳熱、傳導(dǎo)傳熱，另外空氣滲漏也是窗戶能量損失的重要組成部分。輻射是熱量以波的形式，由一個(gè)物體轉(zhuǎn)到另一個(gè)物體的現(xiàn)象，通過物理和光學(xué)原理可將玻璃表面的發(fā)射率降低，可減少玻璃的輻射傳熱；對(duì)流熱損失主要是通過玻璃間隔內(nèi)氣體移動(dòng)時(shí)所進(jìn)行的熱交換產(chǎn)生的，設(shè)置適當(dāng)?shù)拈g隔層厚度使對(duì)流損失達(dá)到最小；傳導(dǎo)是物體內(nèi)部的熱由高溫側(cè)向低溫側(cè)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，窗戶上的傳導(dǎo)損失主要是通過窗框和玻璃發(fā)生的，通過改進(jìn)窗戶材料，使用更絕熱的邊部密封材料可以有效地減少這些損失。此外，保溫百葉的設(shè)置在起到對(duì)室內(nèi)裝飾作用的同時(shí)又能減少窗的傳熱。

4.結(jié)語

建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，作為設(shè)計(jì)行業(yè)的人員，在對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件，因地制宜，就地取材，合理利用。在居住建筑設(shè)計(jì)中，如果要達(dá)到高舒適度、低能耗標(biāo)準(zhǔn)，需要較多的技術(shù)支撐和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)師要充分考慮住宅建筑布局和體型系數(shù)、建筑平面設(shè)計(jì)、建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、內(nèi)部各技術(shù)系統(tǒng)之間的配合、生態(tài)能源系統(tǒng)的應(yīng)用等方面的因素。只有在居住建筑設(shè)計(jì)中采取有針對(duì)性的節(jié)能措施，才能進(jìn)一步節(jié)約能源，提高建筑的舒適度。

參考文獻(xiàn)：

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