住宅建筑設計中的耗能應用研究

趙宇飛

（廣東石油化工學院,廣東 茂名 525000）

住宅建筑設計中的耗能應用研究

趙宇飛

（廣東石油化工學院,廣東 茂名 525000）

在全球能源告急的大背景下，我國雖有豐富的自然資源,但作為煤炭、石化能源的消費大國，過渡依賴煤炭能源使得能源利用效率相對低下，環(huán)境污染嚴重，能源儲備也日漸枯竭，節(jié)能減排勢在必行。本文通過闡述在住宅建筑設計當中存在的一些節(jié)能誤區(qū)及改進做法，以期為住宅建筑設計提供一些可行的建議。

建筑設計;耗能應用;節(jié)約措施

1 引言

建筑業(yè)一直以來都是能源消耗的大戶，隨著建筑產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,人們對于室內舒適度要求的不斷提高，建筑能耗將持續(xù)增加，從建筑材料生產(chǎn)到后期使用、拆除回收的全壽命周期中，浪費的問題在建筑設計行業(yè)當中很常見，如果不及時采取有效的節(jié)能措施,對環(huán)境的影響勢必更加嚴重。

2 建筑設計中常見誤區(qū)帶來的耗能問題與解決辦法

在進行住宅建筑節(jié)能設計中的常見到一些問題和誤區(qū)，有時單純從一方面考慮是有些節(jié)能效果，但整體來看，一些措施可能引起其他的能耗浪費，針對這些常見的問題，筆者提出以下相對應的措施。

2.1 片面追求通透使空調采暖能耗激增

當今在一些“時髦”的建筑設計潮流的引導下，許多住宅建筑設計片面地追求通透性，落地的窗戶，占用的面積大，然而開啟部分的面積卻非常小。因為自然通風不暢，空氣不流通，大多數(shù)時間都要開空調，使室內空氣質量差，不但浪費能耗，也危害到健康。然而這個環(huán)節(jié)在居住區(qū)設計中常被忽略，片面追求通透帶來的能耗激增。因此在設計時應做到因地制宜，控制合理的開窗面積和朝向。對于自然通風優(yōu)良的居住區(qū)，開空調的機會和時間都會減少，空調的能耗自然會減少。

2.2 遮陽使用不當帶來的照明能源浪費

對于住宅建筑出現(xiàn)東西向窗口，設計者第一時間想到的節(jié)能設計辦法定會是采用遮陽的方式。的確，遮陽板在住宅建筑中得到廣泛使用和普遍的認可，尤其是擋板式遮陽的設計方式更是常見，但大部分建筑師只憑感覺來設計遮陽板，如果尺寸位置設計不當，除了遮陽效果不佳，還很容易存在的一些不良影響：如遮擋視線、遮擋間接散射光導致室內照度不夠、影響房間自然通風。針對這些問題可以根據(jù)當?shù)靥柗轿?、日照情況進行計算，也可采用活動式遮陽板，通過自動調節(jié)裝置根據(jù)太陽方位角隨時改變偏移尺寸,就可以完全消除太陽直接輻射的影響,而且可以把百葉寬度和百葉間距的尺寸和其負面影響減到最小。

2.3 部分節(jié)能技術及材料存在隱患

由于我國建筑節(jié)能技術起步相對較晚，發(fā)展程度還不夠完善，許多的技術沒有通過系統(tǒng)的檢測，并沒有在實踐中完善和應用到建筑的設計施工中，另外個別技術還可能隱藏著安全隱患，可能影響房屋的耐久性、結構的穩(wěn)定性，導致房屋的壽命縮短，有外墻內保溫、外墻外保溫和夾芯保溫等很容易導致一些問題產(chǎn)生，并且也增加了建筑垃圾產(chǎn)生的數(shù)量和速度。

2.4 建筑表皮材質及色彩的使用不當

我國南方大部分地區(qū)夏季炎熱，高氣溫和太陽直接輻射熱,使外圍護結構外表面溫度最高可達到60℃以上,東、西墻的外表面溫度最高可達到45℃以上。如果沒有有效的隔熱措施,會導致室內表面溫度極高，阻礙人體散熱，讓人感到有極不舒適的烘烤感。因此從節(jié)能的角度講,在住宅的東、西墻和屋頂最好選用太陽輻射熱的吸收系數(shù)小或者說外表面材料反射系數(shù)大的淺色或有適當反射性的外表面材料來降低太陽輻射熱的等效溫度。但住宅建筑形式受戶型及造價等多重因素影響，建筑立面基本大同小異，較難有所突破，建筑師為了豐富立面效果，于是在立面色彩上多采用棕紅色、咖啡色、灰綠色顏色，屋頂多采用紅色、黑色、綠色，但這些色彩往往熱吸收系數(shù)較大,大面積使用增強了太陽輻射熱對外墻和屋頂影響，進而影響到空調能耗。為了避免由于白色或淺色墻面過大而引起的形式單調，可以通過小面積有顏色的線腳或色帶來豐富墻面的外觀形式，或采用立體瓷磚，利用砌筑的凸凹及陰影產(chǎn)生的光影效果豐富建筑立面。

住宅屋頂?shù)慕?jīng)濟適用的節(jié)能方式主要有將平屋頂改為坡屋頂，并內置保溫隔熱材料, 不僅可提高屋頂?shù)臒峁ば阅?還有可能提供新的使用空間,也有利于防水。還可以增加屋頂綠化種植隔熱層，典型的不需要很厚的種植土的植物有佛甲草等， 佛甲草采用無土栽培技術,30～ 40 mm 的特殊生長基質。僅增加屋面質量10 ～ 20 kg/m2,減輕結構層的荷載，管理也較為方便，可在屋面板上直接種植, 不需施肥，利用雨水澆灌， 也可以在基地培育, 待草長成后搬上屋頂即可交付使用，且不同季節(jié)均可栽培,生長期長,具有很好的隔熱效果。

2.5 利用平面凹凸求造型

近年來，不少由大戶型拆分的小面積住宅出現(xiàn)在市場上，為了滿足大進深住宅所有房間都能獲得必要的自然通風和采光要求,戶型平面不可避免地形成凹凸,增加了建筑的體形系數(shù)。還有一些住宅設計為追求立面的效果可以在平面上做凸凹變化。雖然最佳節(jié)能體型不只是以外表面積為標準, 而是以熱工特性的比例為準的,但畢竟體型系數(shù)是控制建筑節(jié)能的一個重要指標。應該認識到,宜盡量減少戶型平面不必要的凹凸變化，尤其是不是為了滿足房間自然通風和采光要求的凹凸變化。

2.6 防止自然通風失控帶來的能耗

自然通風雖好，但開窗自然通風適宜的月份集中在過渡季，過熱或過冷時只需滿足基本換氣量，過量的通風反而不利于節(jié)能，因此在進行自然通風設計時應注意其本身可能帶來的問題，要特別避免自然通風的失控帶來的大量空調能耗的損失。因此建筑設計中不應盲目強調自然通風，應以辯證的態(tài)度來看待。

3 結語

住宅建筑節(jié)能工作，它是一個非常重要的系統(tǒng)工程，一定在從政策法規(guī)、監(jiān)督管理、設計施工、技術材料創(chuàng)新和合理使用設施等等一些相關方面實行研究控制，對于建筑設計是非常重要的環(huán)節(jié)。除了建筑在設計時要充分考慮節(jié)能，在使用過程中更是要加強行為節(jié)能的控制，供暖、制冷系統(tǒng)的效率是降低能耗的主要途徑，從設備自身的效率、管網(wǎng)傳送的效率、室內環(huán)境的控制裝置的效率再到設計、安裝、運行質量、節(jié)能系統(tǒng)調節(jié)和和經(jīng)營管理模式等每一個環(huán)節(jié)都應兼顧才能切實提高節(jié)能效率。

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[2]王蔚.模塊化策略在建筑優(yōu)化設計中的應用研究[J].湖南大學,2013.

[3]張怡.論環(huán)保材料在建筑設計中的應用研究[J].武漢紡織大學,2014.

[4]張輝.建筑設計中的節(jié)能方法及應用研究[J].裝飾裝修天地,2016(04).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.042