淺談住宅建筑節(jié)能設(shè)計及可持續(xù)發(fā)展

羅平

摘 要：可持續(xù)發(fā)展的概念如今已經(jīng)深入到了社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，建筑行業(yè)也不例外，而在建筑設(shè)計領(lǐng)域，將節(jié)能和可再生資源的利用納入設(shè)計范疇是文章研究的重要主題。其中，建筑設(shè)計的材料應(yīng)用以及建筑結(jié)構(gòu)的合理性是可持續(xù)建筑設(shè)計的兩個大方向。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；節(jié)能設(shè)計；可持續(xù)發(fā)展

1 建筑節(jié)能設(shè)計的重要地位

由于我國建筑節(jié)能設(shè)計工作起步較晚，現(xiàn)有建筑不僅耗能高，而且能源利用效率很低，單位建筑能耗比同等氣候條件下的發(fā)達國家高出2～3倍。隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，我國的建筑能耗逐年大幅度上升，已達全社會能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%，建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。由此可見，龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的巨大負擔(dān)。因此建筑行業(yè)全面節(jié)能勢在必行。

2 關(guān)于建筑設(shè)計中的節(jié)能設(shè)計

2.1 規(guī)劃設(shè)計中的節(jié)能設(shè)計

2.1.1 合理選址及建筑密度。建筑選址主要是根據(jù)當?shù)氐臍夂?、地質(zhì)、水質(zhì)、地形及周圍環(huán)境條件等綜合因素來確定。設(shè)計建筑的密度時，較低的建筑密度意味著住宅區(qū)內(nèi)會有更多的空間設(shè)置開敞空間及綠地，同時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。

2.1.2 正確選擇朝向。朝向影響到風(fēng)如何進入室內(nèi)及風(fēng)在室內(nèi)的流動方向。而建筑因受到社會歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約，要使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是比較困難的，因此，選擇出這一地區(qū)建筑的最佳朝向和較好朝向，盡量避免東西向日曬。入口與出口間的直接軸線經(jīng)常是空氣在房間內(nèi)流動的路徑，當進風(fēng)口與風(fēng)向成正交（90度）時，空氣流動會直接朝向出口，對房間內(nèi)其他部分的作用很小。

2.2 建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計

2.2.1 我國的建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能普遍較差，外墻和窗戶的傳熱系數(shù)為同緯度發(fā)達國家的3～4 倍。以多層住宅為例，外墻的單位面積能耗是4～5 倍，屋頂是2.5～5.5 倍，外窗是1.5～2.2 倍，門窗空氣滲透率是3～6 倍。建筑圍護結(jié)構(gòu)組成部分（屋頂、外墻、門和窗、遮陽等設(shè)施）的設(shè)計對建筑能耗與用戶所處熱舒適環(huán)境有根本的影響。一般增大圍護結(jié)構(gòu)的費用僅為總投資的3%～6%，而節(jié)能卻可達20%～40%。通過改善建筑物圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，在夏季可減少室外熱量傳入室內(nèi)，在冬季可減少室內(nèi)熱量的流失，使建筑熱環(huán)境得以改善，從而減少建筑冷、熱消耗。

2.2.2 屋頂節(jié)能。屋頂是住宅第五立面，對建筑造型起著重要作用。住宅做斜坡頂屋面，可借助屋面坡度與日照斜率相接近的特點，可再降低住宅頂層的層高。在維持平屋面住宅日照間距的條件下，既取得了改變建筑輪廓、有效地解決了屋面防水和擴大屋頂部位使用空間的效果；也減少了住宅之間的日照間距，節(jié)約了建設(shè)用地。平屋頂可采用北向的退臺，既獲得露天活動空間，也可縮小日照間距。

2.2.3 墻體節(jié)能。墻體是建筑外圍護結(jié)構(gòu)的主體，其功能主要是承重、防水、防潮、隔熱、保溫。其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量，一般情況下，單一墻體材料往往難以同時滿足保溫、隔熱要求，因而在節(jié)能的前提下，應(yīng)進一步推廣空心磚墻及其復(fù)合墻體技術(shù)。其一般做法是，用磚或鋼筋混凝土作承重墻，并與絕熱材料復(fù)合。

2.3 建筑材料節(jié)能設(shè)計

合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的一個重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循節(jié)約資源和能源、減少環(huán)境污染，避免溫室效應(yīng)與臭氧層的破壞、容易回收和循環(huán)利用的原則。一方面，隨著科技的發(fā)展，大量的新型高效材料不斷被研制并應(yīng)用到建筑設(shè)計中去，比如目前在社會上出現(xiàn)的新型建筑材料有加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、小型混凝土空心砌塊、纖維石膏板、新型隔墻板等。另一方面，要結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況，發(fā)掘出一些地方節(jié)能材料，更好地應(yīng)用到建筑節(jié)能中去。

3 建筑設(shè)計中利用可再生能源的設(shè)想

可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用包括：太陽能的應(yīng)用、自然通風(fēng)的應(yīng)用、地下水的應(yīng)用、地?zé)幔ɡ洌┑膽?yīng)用等。節(jié)能理念在建筑施工過程中的應(yīng)用，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在建筑施工過程中，離不開對各種新能源的利用，離不開對各種新型節(jié)能設(shè)備的采用。在遵循建筑節(jié)能理念的基礎(chǔ)上，要根據(jù)建筑所在地的實際情況，綜合對各種清潔能源進行開發(fā)利用，比如可以安裝太陽能熱水器，太陽灶，進行太陽能的開發(fā)，水能，地?zé)崮?，風(fēng)能比較豐富的地區(qū)可以安裝相關(guān)設(shè)備，加強對各種新能源的利用效率。

3.1 太陽能在暖通空調(diào)中的應(yīng)用

3.1.1 太陽能采暖技術(shù)應(yīng)用。太陽能采暖是利用太陽能板加熱水，再利用電能作為輔助，把加熱的水在地下管道中流通，從而使整個房間達到取暖的效果。降低了以往常用的鍋爐、電熱膜或天然氣等不可再生資源的使用率。

3.1.2 太陽能制冷技術(shù)應(yīng)用。（1）吸收式制冷系統(tǒng)。自蒸發(fā)器出來的低壓蒸氣進入吸收器，被吸收劑強烈吸收，吸收過程中放出的熱量被冷卻水帶走，形成的濃溶液由泵送入發(fā)生器中，被熱源加熱后蒸發(fā)，產(chǎn)生高壓蒸氣，進入冷凝器冷卻，而稀溶液減壓回流到吸收器，完成一個循環(huán)。（2）吸附式制冷系統(tǒng)。工作過程由熱解吸和冷卻吸附組成，基本循環(huán)過程是利用太陽能或者其他熱源，使吸附劑和吸附質(zhì)形成的混合物（或絡(luò)合物）在吸附器中發(fā)生解吸，放出高溫高壓的制冷劑氣體進入冷凝器，冷凝出來的制冷劑液體由節(jié)流閥進入蒸發(fā)器。制冷劑蒸發(fā)時吸收熱量，產(chǎn)生制冷效果，蒸發(fā)出來的制冷劑氣體進入吸附發(fā)生器，被吸附后形成新的混合物（或絡(luò)合物），從而完成一次吸附制冷循環(huán)過程。

3.2 自然風(fēng)的應(yīng)用

由于利用自然風(fēng)提供建筑所需要的冷量，與常規(guī)空調(diào)相比，在運行中不用電甚至少用電，既節(jié)約能源，又減少對環(huán)境的污染，同時也優(yōu)化了室內(nèi)空氣質(zhì)量。自然風(fēng)的供冷是暖通空調(diào)應(yīng)用中的重要組成部分：當室外空氣的焓值和溫度低于室內(nèi)時，供冷期內(nèi)就可利用室外風(fēng)所帶有的自然冷量來全部或部分滿足室內(nèi)冷負荷需要。

3.3 地下水的應(yīng)用

地下水由于地層的隔熱作用，其溫度受氣溫影響很小。在暖通空調(diào)中，有些地下水可以直接作為冷源，更是熱泵良好的低位熱源。所以水源熱泵有著良好的節(jié)能前景。

4 結(jié)語

可持續(xù)發(fā)展對中國的發(fā)展具有重大意義。中國人口眾多，生產(chǎn)力水平低，不但人均資源少，能源利用效率也很低，比發(fā)達國家低10多個百分點。資源浪費的直接后果是污染嚴重，全球大氣污染最嚴重城市排名前10位中我國占了7個，生態(tài)環(huán)境比較脆弱，只有實行可持續(xù)發(fā)展才能振興中華。建筑節(jié)能是建筑界實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，我國要實現(xiàn)健康有序的可持續(xù)發(fā)展，就必須狠抓建筑節(jié)能，給后代多留一片綠。

參考文獻

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