淺談住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

李云飛

(城市建設(shè)研究院遼寧分院 116600)

1 要有住宅設(shè)計(jì)最基本的節(jié)能意識(shí)

在我國(guó)的大部分地區(qū)住宅的總體規(guī)劃和單體設(shè)計(jì)中，為住宅的主要空間爭(zhēng)取良好朝向，滿足冬季的日照要求，充分利用天然能源，無(wú)疑是最基本的改善住宅室內(nèi)熱環(huán)境的設(shè)計(jì)，是最基本的節(jié)能措施。住宅建筑設(shè)計(jì)中，主要空間朝向南，或向南偏東，或向南偏西，歷來(lái)被認(rèn)為是合理的設(shè)計(jì)，這是最基本的節(jié)能意識(shí)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。因此，在現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50180)》中，規(guī)定了住宅的日照標(biāo)準(zhǔn)的最低時(shí)限。

2 區(qū)分住宅的主要空間與建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

在早期的城市住宅設(shè)計(jì)中，顯然要將所有的臥室置于日照通風(fēng)條件最佳的位置，置于南向，為住戶(hù)提供最好的享用自然能源的環(huán)境。近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平提高，住房條件不斷地改善。住宅中的臥室不再是多功能的，已被更合理地理解為休息區(qū)，主要功能是供睡眠、休息兼存放衣物，要求輕松寧?kù)o，有一定的私密性的空間。白天人們工作、學(xué)習(xí)、外出，即使在家各種起居活動(dòng)也不在臥室中。因此以夜間睡眠用為主，白天多是空關(guān)著的臥室，向南還是向北，有無(wú)直接日照，對(duì)于建筑節(jié)能而言差別不大。在滿足通風(fēng)采光，保證窗戶(hù)的氣密性和隔熱性的要求下，臥室不向南不影響建筑節(jié)能。因此，一套住宅中，臥室已經(jīng)不是爭(zhēng)取占據(jù)南向的唯一主要空間?！皬d”在現(xiàn)代住宅中，已成為居住者各種起居活動(dòng)的主要空間。白天的日照、陽(yáng)光對(duì)于起居活動(dòng)中心的“廳”來(lái)講，更有直接的節(jié)能意義。對(duì)于上班族來(lái)講，由于實(shí)行雙休日制度后，白天在家的天數(shù)增多了，約占全年總天數(shù)的四分之一，對(duì)于老年人、嬰幼兒來(lái)講，則多數(shù)時(shí)間是呆在廳里的，即便學(xué)生，寒暑假、星期天在家，主要活動(dòng)空間也是在廳里，所以現(xiàn)在住宅中，廳的面積遠(yuǎn)比一個(gè)臥室大。所以如果起居廳向南，白天的陽(yáng)光照著在起居廳活動(dòng)的人們，其節(jié)能效應(yīng)是不言而喻的。如果是南向起居廳，室內(nèi)的自然熱環(huán)境較好，可以大大地節(jié)約采暖和空調(diào)的耗能。

3 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)

3.1通風(fēng)設(shè)計(jì)

過(guò)去由于對(duì)能源問(wèn)題缺乏足夠的重視，使建筑師在塑造舒適穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境時(shí)，往往把變化不定的室外環(huán)境因素排除在外，而基本依賴(lài)于空調(diào)系統(tǒng)，窗戶(hù)的開(kāi)啟都是多余的，新鮮空氣的進(jìn)入與室內(nèi)空氣的排除只有依靠復(fù)雜的管道系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)耗能在整個(gè)辦公建筑的能耗中占據(jù)了重要的比重。事實(shí)上，如果設(shè)計(jì)師通過(guò)與自然界充分的合作而不是對(duì)立，在過(guò)渡季節(jié)主要依靠自然通風(fēng)滿足室內(nèi)環(huán)境的需求，不但可以節(jié)省大量的空調(diào)能耗，還能塑造一種較之以往更加健康的室內(nèi)環(huán)境。

自然通風(fēng)不僅可以降低室內(nèi)溫度，減少熱負(fù)荷，節(jié)約能源，還可帶走室內(nèi)的異味及有毒氣體，提高室內(nèi)的空氣質(zhì)量，保障人們的健康。在總平面設(shè)計(jì)中，應(yīng)選擇合適的朝向及排列方式，使房屋迎向夏季主導(dǎo)風(fēng)從低到高依次布置。確定合理的建筑間距，避免前排房對(duì)后排房屋的遮擋，建筑間距愈大，后排房屋受到的風(fēng)壓也愈強(qiáng)，自然通風(fēng)效果愈好。風(fēng)的入射角對(duì)通風(fēng)的效果影響很大，房屋與風(fēng)向入射角保持30°— 60°通風(fēng)效果最好。

3.1.1自然通風(fēng)可從總平面設(shè)計(jì)、室內(nèi)空間的設(shè)計(jì)兩方面加以考慮。在總平面設(shè)計(jì)上，可著重考慮建筑體型的方向性和室外環(huán)境的設(shè)計(jì)來(lái)合理引導(dǎo)風(fēng)流。

（1）建筑體型設(shè)計(jì)

體形系數(shù)對(duì)能耗的影響還是較大的，體形系數(shù)每增加 10%，全年綜合性指標(biāo)同比增加5%—10%;所以從影響住宅建筑物體型系數(shù)的角度出發(fā)，來(lái)探討與建筑節(jié)能的關(guān)系是非常有必要的。

扭曲平面：使朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向的外表面積增大，改善吸風(fēng)面的風(fēng)環(huán)境。

尖劈平面：用“尖劈”的形體朝向冬季主導(dǎo)風(fēng)向，避免了與冬季主導(dǎo)風(fēng)向的垂直關(guān)系，削弱冬季不利風(fēng)流的影響。

通透空間：在建筑的每層適當(dāng)高度設(shè)置開(kāi)窗，可大大疏通室外風(fēng)流，利于夏季通風(fēng)。

開(kāi)放空間：在建筑中設(shè)置掏空的空間，利于疏導(dǎo)以及釋放過(guò)大的外風(fēng)流。

（2）室外環(huán)境設(shè)計(jì)

南向開(kāi)敞空間：爭(zhēng)取較多的冬季日照和夏季通風(fēng)。

利用自然空調(diào)：建筑南側(cè)可設(shè)置水面植被等，依賴(lài)水體蒸發(fā)改善微環(huán)境的炎熱條件，并可在冬季強(qiáng)化太陽(yáng)輻射的反射作用。

植被導(dǎo)風(fēng)：設(shè)置合理的灌木喬木位置 ，南側(cè)引導(dǎo)風(fēng)流進(jìn)入建筑室內(nèi) ，而北側(cè)則起到屏障的作用。

利用構(gòu)筑物：擋風(fēng)墻和導(dǎo)風(fēng)板的靈活組合，并可結(jié)合綠化整體設(shè)計(jì)，引導(dǎo)夏季風(fēng)流，阻擋冬季惡性風(fēng)流。

3.2屋頂節(jié)能

加強(qiáng)屋面保溫隔熱的研究。屋面的節(jié)能措施要點(diǎn)：其一是屋面保溫層不宜選用密度大，導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料，以免屋面重量厚度過(guò)大；其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時(shí)因保溫層大量吸水而降低保溫效果，如選用應(yīng)設(shè)置排氣孔以排除保溫層內(nèi)不易排除的水分。近年來(lái)坡頂屋面發(fā)展較快，這種屋面較便于設(shè)置保溫層，可順坡頂內(nèi)鋪訂玻璃棉氈或巖棉氈，也可在天棚上鋪設(shè)上述絕熱材料，還可噴、吹或直接鋪設(shè)玻璃棉、巖棉、膨脹珍珠巖等松散材料作為屋面保溫層。

3.3墻體節(jié)能設(shè)計(jì)

近年來(lái)，新型墻體材料的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，技術(shù)水平明顯提高，節(jié)能建筑竣工面積不斷增加。但是，房屋建筑材料中使用實(shí)心粘土磚的仍占 67%，每年燒磚毀田達(dá)1.5萬(wàn)余畝，燒磚耗煤達(dá)98萬(wàn)噸；有6.3億平方米的既有居住建筑沒(méi)有節(jié)能改造，直接導(dǎo)致建筑采暖能耗增加和二氧化碳排放量增大；大量的粉煤灰、煤矸石、爐渣等工業(yè)廢渣，不但占地堆放，而且污染環(huán)境。推廣生產(chǎn)、使用下列新型墻體材料和建筑節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品：

（1）非黏土磚、普通混凝土小型空心砌塊、輕集料混凝土小型空心砌塊、輕質(zhì)墻板、輕質(zhì)復(fù)合保溫墻板以及國(guó)家和省鼓勵(lì)發(fā)展的其他新型墻體材料；

（2）新型墻體節(jié)能技術(shù)；

（3）屋面保溫、隔熱技術(shù)與產(chǎn)品；

（4）節(jié)能門(mén)窗保溫和密閉技術(shù)；

（5）集中供熱和熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供技術(shù)；

（6）采暖供熱系統(tǒng)溫度調(diào)控和分戶(hù)熱量計(jì)量技術(shù)與裝置；

（7）利用太陽(yáng)能、地?zé)岬瓤稍偕茉磻?yīng)用技術(shù)與設(shè)備；

（8）建筑照明、采暖、通風(fēng)、空調(diào)節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品；

（9）其他節(jié)能效果顯著的技術(shù)和產(chǎn)品

3.4充分利用太陽(yáng)能資源

太陽(yáng)能作為一種天然的潔凈能源，也是居住建筑設(shè)計(jì)上廣泛推廣的節(jié)能設(shè)計(jì)之一。從近年來(lái)的能源使用和發(fā)展情況來(lái)看，煤電油的供應(yīng)緊張已經(jīng)不容忽視，太陽(yáng)能應(yīng)該由補(bǔ)充能源向替代能源發(fā)展特別是太陽(yáng)能熱水器經(jīng)過(guò) 20年的發(fā)展，產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)技術(shù)日趨成熟，越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。另外，從使用效果和居衛(wèi)的淋浴費(fèi)用和投資回收周期來(lái)看，太陽(yáng)能熱水器也具有較大的成本優(yōu)勢(shì)然而由于各方面原因，目前太陽(yáng)能熱水器仍以一家一戶(hù)的零散安裝使用方法為主，存在破壞建筑結(jié)構(gòu)熱水溫度不穩(wěn)定等因素要解決這些問(wèn)題就必須將太陽(yáng)能利用裝置納入到建筑設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)中，在設(shè)計(jì)時(shí)將太陽(yáng)能熱水器設(shè)備納入到建筑設(shè)計(jì)之中預(yù)留太陽(yáng)能設(shè)置位置，特別是在廚房衛(wèi)生間內(nèi)如果太陽(yáng)能熱水器能夠充分加以推廣應(yīng)用，就可以大大節(jié)省常規(guī)能源，也是建筑節(jié)能的發(fā)展方向。

4 結(jié)語(yǔ)

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)我們應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件。因地制宜，就地取材，合理利用，并且應(yīng)建立壽命周期成本觀念，按建筑壽命50年內(nèi)發(fā)生的各項(xiàng)費(fèi)用，取其總和較低者作為選取決策的依據(jù)，不應(yīng)考慮一次消費(fèi)最低者。

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