住宅建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能措施分析

徐秋惠

（廣東中山建筑設(shè)計(jì)院股份有限公司 廣東中山 528403）

住宅建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能措施分析

徐秋惠

（廣東中山建筑設(shè)計(jì)院股份有限公司 廣東中山 528403）

近年來(lái)，能源問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)今世界共同關(guān)注的問(wèn)題，怎樣充分利用有限的資源和最大限度的節(jié)約能源是當(dāng)今社會(huì)必須解決的共同課題。合理地利用資源，提高資源及能源的使用效率,使建筑熱環(huán)境與建筑節(jié)能相結(jié)合,從建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)資源和能源的節(jié)約，做到人類與生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

住宅建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能措施

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快、城市居民生活水平的提高，創(chuàng)建低碳、環(huán)保的綠色生活，已經(jīng)逐步成為人們生活的主旋律。建筑作為人們生活的重要場(chǎng)所，它的能耗在整個(gè)資源和能源中占有相當(dāng)大的比重。而住宅建筑作為建筑的重要組成部分，做好住宅建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能措施，對(duì)降低整個(gè)建筑領(lǐng)域的能耗起著不可忽視的作用。因此,解決好建筑的節(jié)能問(wèn)題十分重要,建筑節(jié)能既是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的重要組成部分,也是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的有效途徑。

1 節(jié)能住宅的概念和意義

采用新型節(jié)能圍護(hù)體系和綜合節(jié)能技術(shù)措施使住宅的綜合能耗降低，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的節(jié)能目標(biāo)，并具有良好的居住功能和環(huán)境質(zhì)量的住宅，我們稱之為“節(jié)能住宅”。

目前,我國(guó)使用建筑的能耗達(dá)到終端總能耗的30%,在總能耗中占據(jù)首位。而我們國(guó)家正處在城市化的上升階段,全國(guó)民用建筑的總面積達(dá)到了400×108m2,既有建筑和新建建筑中高能耗建筑的比例極高，能源短缺將成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。建筑物保溫隔熱性能差，供能系統(tǒng)效率低，導(dǎo)致建筑物要達(dá)到規(guī)定的舒適度，單位面積所需的能耗就會(huì)增加。在住宅總體規(guī)劃及單體設(shè)計(jì)中，為住宅的主要空間爭(zhēng)取良好朝向，滿足日照要求，充分利用天然資源，是最基本的改善住宅室內(nèi)熱環(huán)境的設(shè)計(jì)，也是最基本的節(jié)能措施。住宅作為人類生活的重要場(chǎng)所，在其建設(shè)與使用過(guò)程中，不可避免地消耗著大量的能源和資源。因此，對(duì)住宅進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。

2 住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性

我國(guó)的建筑能耗比發(fā)達(dá)國(guó)家高2～3倍,加上再生資源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,將進(jìn)一步擴(kuò)大我國(guó)能耗的基數(shù),造成潛在的能源危機(jī)。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)就是應(yīng)用大量的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能材料，有效地改善建筑的熱環(huán)境質(zhì)量，提升建筑整體的熱效率。而在我國(guó)，建筑能耗相當(dāng)嚴(yán)重，建筑節(jié)能勢(shì)在必行。研究和設(shè)計(jì)出舒適健康的節(jié)能住宅是時(shí)代賦予建筑師的使命，而要實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域真正的節(jié)能，還需要全社會(huì)共同的努力。

3 住宅建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能措施

3.1 住宅總平面設(shè)計(jì)的節(jié)能措施

居住區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)是為居民營(yíng)造“居住環(huán)境”，必須堅(jiān)持“以人為本”的原則，注重和樹(shù)立人與自然和諧及可持續(xù)發(fā)展的觀念。

居住區(qū)內(nèi)住宅群體平面組合基本分為行列式布置，周邊式布置，混和式布置和自由式布置。在進(jìn)行居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)具體情況，因地制宜，創(chuàng)造不同的布置形式。住宅群體的組合一般為成組成團(tuán)的組合，它們要結(jié)合地形，照顧日照，防止日曬，保證通風(fēng)，并能有效地防風(fēng)。行列式和自由式能爭(zhēng)取到較好的朝向,使大多數(shù)房間能夠獲得良好的自然通風(fēng)和日照。減少向主要房間東西向開(kāi)窗，縮小東西向開(kāi)間就能有效地防止日曬。

住宅單體的多單元組合，減小建筑的東西向間距，通過(guò)相互的遮擋來(lái)降低外墻所吸收的熱能，或者利用傳統(tǒng)的院落布局模式使建筑物間、建筑與院落之間進(jìn)行遮擋，獲得住宅建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)的效用最大化，實(shí)現(xiàn)住宅節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，要保證住宅能源的可持續(xù)性，除了節(jié)能省地，還應(yīng)做到少消耗能源、高性能品質(zhì)、輕環(huán)境污染、長(zhǎng)生命周期和多回收利用。

我國(guó)夏季盛行東南風(fēng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向與夏季大致相反，提高住宅群體的自然通風(fēng)效果，妥善安排居住區(qū)的規(guī)劃布局。

3.2 住宅建筑外部環(huán)境的節(jié)能設(shè)計(jì)

住宅建筑外部環(huán)境設(shè)計(jì)是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)合理的規(guī)劃，對(duì)建筑周邊進(jìn)行綠化，道路，地形以及建筑小品的設(shè)計(jì)，使建筑獲得一個(gè)良好的外部微氣候環(huán)境，達(dá)到節(jié)能的目的。

在居住區(qū)內(nèi)部，可通過(guò)道路，綠地，河湖水面等空間，將風(fēng)引入居住區(qū)，使其與夏季主導(dǎo)風(fēng)向相一致，提高居住區(qū)的自然通風(fēng)效果。

綠化在建筑群體中起著聯(lián)系、分隔、襯托、補(bǔ)充和重點(diǎn)美化等作用，為人們帶來(lái)清新的環(huán)境。利用綠化和地形等自然條件，還可以設(shè)置防護(hù)帶，對(duì)建筑起到一定的防噪，防曬等作用。而綠色植物還可吸收周圍的熱量，通過(guò)光合作用給人們提供能量。合理地組織居住區(qū)內(nèi)外的交通，也能有效地防止噪聲。

住宅單體的多單元組合，可以節(jié)約用地，減少建筑物外圍護(hù)面積，從而減少能耗；而少單元組合，可以擴(kuò)大光照面積，使居住區(qū)內(nèi)的氣流暢通。應(yīng)視不同地域而采取相應(yīng)的優(yōu)化組合方式。

3.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能

3.3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)——外墻

外墻的節(jié)能措施主要體現(xiàn)在墻材及外裝飾面材料的選用上。墻材要選用高效節(jié)能的自保溫墻材，如蒸壓加氣混凝土砌塊，空心頁(yè)巖磚，陶?；炷量招钠鰤K等材料。這些砌塊本身就能滿足國(guó)家相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定，同時(shí)也符合國(guó)家的墻改政策。當(dāng)外墻的大部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)為即剪力墻和門(mén)窗時(shí)，除門(mén)窗位置有能量損失外，剪力墻也是能量損失較多的地方，這時(shí)墻體就需要考慮采用保溫隔熱措施。傳統(tǒng)的保溫隔熱措施分有外保溫、內(nèi)保溫和內(nèi)外兼做保溫三種。在南方沿海地區(qū)需考慮臺(tái)風(fēng)的影響，常用無(wú)機(jī)保溫砂漿做內(nèi)保溫。而外裝飾面材料在選用上，夏熱冬暖地區(qū)宜選用淺色光滑的外裝飾面材料，因淺色光滑的外裝飾面材料其外墻面的太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)偏小，夏季能反射較多的太陽(yáng)輻射熱，從而降低室內(nèi)的得熱量和外墻內(nèi)表面溫度。其它地區(qū)應(yīng)綜合考慮，應(yīng)既滿足冬季采暖要求，又滿足夏季降溫要求。

3.3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)——門(mén)窗

門(mén)窗既要滿足采光的要求，也要滿足自然通風(fēng)的要求。《住宅建筑規(guī)范》GB50368-2005第7.2.2條要求“臥室、起居室（廳）、廚房應(yīng)設(shè)置外窗，窗地面積比不應(yīng)小于1/7”，第7.2.4條要求“住宅應(yīng)能自然通風(fēng)，每套住宅的通風(fēng)開(kāi)口面積不應(yīng)小于地面面積的5%”；《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ75-2012第4.0.13條規(guī)定“外窗（包含陽(yáng)臺(tái)門(mén)）的通風(fēng)開(kāi)口面積不應(yīng)小于房間地面面積的10%或外窗面積的45%”。住宅建筑應(yīng)能依靠自然通風(fēng)改善熱環(huán)境，縮短房間空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，從而節(jié)能。

門(mén)窗是能量損失較多的地方，其節(jié)能措施主要分為材質(zhì)節(jié)能和建筑構(gòu)造節(jié)能。材質(zhì)節(jié)能指門(mén)窗的玻璃或窗框采用節(jié)能的類型，如采用中空玻璃，LOW-E玻璃，熱反射鍍膜玻璃等等或采用

具有隔熱或絕熱性能的窗框。但相對(duì)普通的鋁合金框和普通的玻璃來(lái)說(shuō)，此方法成本較高，影響建筑的整體造價(jià)。構(gòu)造節(jié)能指對(duì)門(mén)窗洞口設(shè)置外遮陽(yáng)措施，如水平遮陽(yáng)、垂直遮陽(yáng)或綜合遮陽(yáng)，這種做法對(duì)門(mén)窗洞口有一定的防護(hù)作用，同時(shí)也避免了過(guò)分提高和依賴窗自身的遮陽(yáng)能力，輕視窗口建筑構(gòu)造遮陽(yáng)的設(shè)計(jì)誤區(qū)。所以，對(duì)門(mén)窗洞口設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)先考慮建筑構(gòu)造遮陽(yáng)，其次考慮安裝裝飾構(gòu)件進(jìn)行遮陽(yáng)，最后才考慮提高窗自身的遮陽(yáng)能力。

3.3.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)——屋頂

屋頂?shù)墓?jié)能措施分為屋面材質(zhì)節(jié)能和屋面構(gòu)造節(jié)能兩種。屋面材質(zhì)節(jié)能指在屋面的構(gòu)造做法中加入保溫隔熱材料，如復(fù)合發(fā)泡水泥，玻璃棉，聚苯乙烯泡沫板等等，也可是成品的保溫隔熱磚，使屋面具有保溫隔熱性能，從而降低能耗。屋頂?shù)耐庋b飾面層對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境也有一定的影響，選擇淺色光滑裝飾面層，有助于降低屋面的太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)，從而減少太陽(yáng)輻射熱在屋面的聚集，減少室內(nèi)熱環(huán)境能耗。屋面構(gòu)造節(jié)能是指將屋面做成架空屋面、蓄水屋面或種植屋面，通過(guò)空氣、水、土壤等將屋頂結(jié)構(gòu)與室外空間分隔開(kāi)，形成一種冬季保溫、夏季隔熱的節(jié)能型屋面。

除了不斷改進(jìn)建筑外墻、外窗的保溫性能，加強(qiáng)屋面的保溫隔熱措施，在住宅建筑體型設(shè)計(jì)時(shí)，用最少的圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積形成最大化的滿足功能要求的室內(nèi)空間體積，有利于建筑節(jié)能。平面形狀規(guī)整，減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積，意義在于減少不必要的墻體外表面積，避免熱損失。

現(xiàn)在，高效保溫材料已開(kāi)始應(yīng)用于墻體、屋面，有效的遮陽(yáng)措施也開(kāi)始應(yīng)用于門(mén)窗洞口。建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能措施已開(kāi)始啟動(dòng)。

3.4 太陽(yáng)能利用

太陽(yáng)能作為一種巨大、清潔、普遍的可再生能源，取之不盡，用之不竭。如何合理利用太陽(yáng)能，將太陽(yáng)能利用與建筑節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，可以降低能耗，減少環(huán)境污染。

太陽(yáng)能的利用分為主動(dòng)式和被動(dòng)式的。主動(dòng)式的太陽(yáng)能利用指太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，被動(dòng)式的太陽(yáng)能利用指直接對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行收集、儲(chǔ)藏和再分配，如太陽(yáng)能采暖，太陽(yáng)室，屋面水池，現(xiàn)代溫室園藝等等，也可通過(guò)發(fā)光器把光能釋放，進(jìn)行日光浴,栽培花卉、蔬菜或供地下室及背陰處使用，達(dá)到節(jié)能的效果。

發(fā)展太陽(yáng)能熱利用的一個(gè)重點(diǎn)方向就是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)工程化，即將所有太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工安裝和管理。

3.5 暖通空調(diào)和照明設(shè)計(jì)的節(jié)能

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，對(duì)暖通空調(diào)的需求也逐漸上升。對(duì)于住宅建筑，選擇集中空調(diào)還是分戶空調(diào)方式，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐哪茉?、環(huán)保等因素，通過(guò)仔細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析來(lái)確定，同時(shí)還要兼顧考慮用戶對(duì)設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用的承擔(dān)能力。因這項(xiàng)費(fèi)用由用戶自行支付，而這也是增強(qiáng)人們節(jié)能意識(shí)的手段之一。

夏熱冬暖地區(qū)冬季較暖和，需要的采暖時(shí)間短，熱負(fù)荷較低，可直接以電來(lái)采暖。在空調(diào)設(shè)計(jì)布置室外機(jī)時(shí)，要保證相鄰的室外機(jī)吹出的氣流互不干擾，避免空調(diào)器的效率下降，造成不必要的能源浪費(fèi)。在立面設(shè)計(jì)時(shí)，從美觀或建筑整體的角度會(huì)考慮采用裝飾構(gòu)造對(duì)室外機(jī)進(jìn)行遮擋，要注意裝飾構(gòu)造不應(yīng)影響室外機(jī)的散熱，同時(shí)不要對(duì)室內(nèi)外的空調(diào)機(jī)排氣道形成阻礙，避免室內(nèi)空氣流通不暢，設(shè)備效率下降，形成新的能耗。

住宅建筑采用空調(diào)設(shè)備讓人們擁有舒適的熱環(huán)境，但這勢(shì)必需要消耗能量。當(dāng)室外的空氣質(zhì)量較好時(shí)，應(yīng)重視自然通風(fēng)。通過(guò)自然通風(fēng)創(chuàng)造舒適、健康、安全、環(huán)保的室內(nèi)環(huán)境，是最有效的節(jié)約能源的途徑。當(dāng)自然通風(fēng)無(wú)法滿足室內(nèi)舒適的熱環(huán)境時(shí)，才開(kāi)啟空調(diào)設(shè)備或系統(tǒng)，才是真正做到“以人為本”的節(jié)能前提。

照明是能源消耗的大戶，除養(yǎng)成良好的用燈習(xí)慣外，我們還要選擇高效、節(jié)能、環(huán)保的綠色光源，且在公共部位采取必要的節(jié)能控制措施，才能更有效地節(jié)約能源。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)住宅建筑的要求越來(lái)越高。住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，是每一位建筑師必須考慮的。建筑節(jié)能直接關(guān)系到國(guó)家資源的戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展，需要全社會(huì)共同努力，才能創(chuàng)造出我們低碳、環(huán)保的綠色生活，才能保護(hù)好我們美好的家園。

[1]民用建筑節(jié)能管理規(guī)定[M].中華人民共和國(guó)建設(shè)部,2006,1.

[2]姜春明.住宅建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能措施探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2OlO，9.

[3]劉元浡.當(dāng)代城市住宅建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)理念的思考[J].建筑結(jié)構(gòu),2010,(S1).

[4]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JGJ75-2012.2012-11-02.