節(jié)能理念在民用住宅設(shè)計中的有效應(yīng)用及發(fā)展

錫林郭勒盟住房和城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)發(fā)展中心 宋寧寧

建筑業(yè)作為高消耗、高排放的產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)建筑工程消耗各種能源較多，從而導(dǎo)致工程建造過程中會產(chǎn)生種種環(huán)境污染問題。隨著國家對生態(tài)文明建設(shè)高度重視，對貫徹綠色發(fā)展理念堅定決心，節(jié)能環(huán)保理念也對建筑行業(yè)提出了更高的要求。在此背景下，建筑節(jié)能設(shè)計的戰(zhàn)略地位得到不斷提升。

一、現(xiàn)狀民用建筑設(shè)計中節(jié)能設(shè)計存在問題

（一）耗能大

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對自身居住建筑質(zhì)量和性能的要求也日益增加，為了更好地滿足人們需求和社會的發(fā)展要求，在建筑設(shè)計中往往會有大量的能源消耗，這違背了綠色環(huán)保的節(jié)能理念。然而，建筑行業(yè)的能耗具有鎖定效應(yīng)，對于已完工的建筑，能源消耗相對固定，很難有所減少，如果建筑從設(shè)計、建材、施工到運營等各個環(huán)節(jié)沒有很好地融入綠色節(jié)能理念，使用過程中的能耗也會有所增加，如果后期再對建筑進行節(jié)能改造，難度相對較大，經(jīng)濟成本過高，并且會隨建筑改造而產(chǎn)生二次能源消耗。因此，設(shè)計作為建筑各環(huán)節(jié)的首要內(nèi)容，應(yīng)通過現(xiàn)實可靠的技術(shù)、可行合理的造價、環(huán)境和社會易接受的方法將節(jié)能設(shè)計融入居住建筑，使人們可以從居住品質(zhì)、環(huán)境、功能性等方面全面考量其是否符合自己的居住條件，從而使能源浪費的現(xiàn)象得以改善。

（二）忽略自然因素

自然因素包括日照、風(fēng)向、氣溫、濕度等相關(guān)要素，這些要素都會影響到建筑總體布局設(shè)計。設(shè)計人員在對建筑格局結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，需從地形、采光、通風(fēng)、朝向等自然環(huán)境考慮，充分利用自然條件使建筑冬暖夏涼，節(jié)省能源。近年來，居住建筑的客廳比較流行落地門窗、大飄窗，因為購房者都希望自己的住宅更加通透明亮。但是購房者只片面地考慮了居住的空間感，忽略了房屋使用過程中的節(jié)能問題。一般情況下，窗墻面積比越大，采暖和空調(diào)的能耗也越大。因此，從節(jié)能的角度出發(fā)，應(yīng)當限制窗墻面積比。如未充分利用要素相互影響，在光照較為充足時，室內(nèi)溫度升高，夏季就需要利用空調(diào)達到降低室內(nèi)溫度的目的。若室內(nèi)通風(fēng)效果不好，也會增加空調(diào)使用頻率。長期如此，不僅導(dǎo)致耗電增加的同時，還會因為缺少自然通風(fēng)，出現(xiàn)“空調(diào)病”，影響身體健康。居住建筑為提高使用舒適性與節(jié)能性，設(shè)計時最大限度考慮利用自然資源，來為人們提供適用、高效的生活空間。

（三）建筑節(jié)能方式落后

由于社會的快速發(fā)展，其對能源的需求不斷加大，人們也逐漸意識到能源短缺方面的問題。我國對能源問題的關(guān)注起步較晚，直接造成節(jié)能方案設(shè)計水平不高，且實施后的效果也不盡如人意。相較于發(fā)達國家，我國民用建筑在供熱取暖方面能源消耗較大，且當前還沒有理想的供暖效果。例如，在集中供暖的過程中，煤炭是主要的材料，在燃燒煤炭的過程中未充分利用就直接丟棄，進而造成資源浪費。為了緩解該現(xiàn)象，通過科學(xué)有效的措施對現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)進行改善，或加大地源熱泵、電廠余熱的利用，有效減少居住建筑的能源浪費現(xiàn)象。

二、節(jié)能設(shè)計在民用建筑設(shè)計中的應(yīng)用原則

（一）堅持因地制宜

在民用建筑節(jié)能設(shè)計的過程中，要以降低建筑能耗為節(jié)能目標，遵循可持續(xù)發(fā)展基本原則，堅持因地制宜，充分結(jié)合當?shù)氐淖匀画h(huán)境因素、氣候特征、建筑功能、居民行為活動特點等因素，才能有的放矢地采取相應(yīng)的措施，揚長避短，合理設(shè)計建筑朝向、體形、間距、高低及道路網(wǎng)的布局、廣場綠地的分布等微氣候，進而設(shè)計出高質(zhì)量、低能耗的居住建筑。例如，我國北方寒冷地區(qū)的建筑更強調(diào)保暖，應(yīng)合理排布樓棟朝向，保證更多的日照時間；而南方溫和多雨地區(qū)則要注重雨水氣候的影響，建筑設(shè)計應(yīng)注重排水方便，避免洪澇。建筑布局優(yōu)化設(shè)計要充分了解當?shù)貙嶋H，對不同區(qū)域的氣候條件和地質(zhì)條件等外部空間環(huán)境充分研究后，得出適合該區(qū)域的節(jié)能方案，由此降低建筑的能耗。另外，還可以對可再生的太陽能資源和發(fā)電板進行利用，或者是在建筑中增加雨水收集和處理裝置，方便居民進行綠化，降低水資源消耗，以實現(xiàn)建筑節(jié)能。

（二）堅持本土化和外部環(huán)境的設(shè)計

將節(jié)能設(shè)計應(yīng)用到民用建設(shè)設(shè)計中，需要滿足本土化和外部環(huán)境的設(shè)計原則。本土化設(shè)計是指，在設(shè)計中應(yīng)將當?shù)厝宋纳罘绞胶鸵恍┝?xí)俗進行結(jié)合，在實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計的同時，既要確保建筑同大眾審美相符，又要做好外部環(huán)境的設(shè)計和布局，為人們的活動、休息提供方便。例如，對于南方城市來說部分地區(qū)的位置與赤道較為接近，有較大的太陽高度角，日照間距小，可以將轉(zhuǎn)向忽略不計，且空間布局具有靈活性特征；但是缺點是住宅之間的綠地面積較小，為了加強綠地之間的相互聯(lián)系，可以選擇底層架空手法，不僅可以解決通風(fēng)問題，同時還能避免因空間較小而出現(xiàn)壓抑的感覺，若是北方小區(qū)選擇這種方式并不會感到眼前一亮，顯得多此一舉，同時還會引發(fā)管理和節(jié)能方面的問題，除非是出現(xiàn)特殊情況需要選擇這種方式解決。另外，在堅持節(jié)能設(shè)計的同時，還要盡可能增加建筑美感，但也不能一味追求造型等次要因素，而忽略內(nèi)部功能的布局，應(yīng)將建筑的功能、流線考慮進去，以提升生活質(zhì)量。因此，在民用建筑設(shè)計中引入節(jié)能設(shè)計理念，應(yīng)融入本土化設(shè)計和對外部環(huán)境的合理設(shè)計理念。

（三）選用合適的節(jié)能材料

節(jié)能材料質(zhì)量會直接作用到整體建筑質(zhì)量上，材料的選取是否得當直接對建筑節(jié)能效果產(chǎn)生影響。通常情況下，應(yīng)采用不破壞自然環(huán)境、新型環(huán)?；蚩裳h(huán)利用的節(jié)能材料。其一是將保溫隔熱措施做好，將建筑物能耗降到最低。對于大部分的建筑物來說，其結(jié)構(gòu)以鋼筋和砂石建造為主，自身散熱較好，會增加能源消耗，而將隔熱與保溫措施進行結(jié)合，可有效減少建筑物的能量散失，如玻璃從單層換成雙層，可明顯提升保溫效果，進而降低取暖中的能源消耗；其二是積極鼓勵選用綠色、新型的高性能建筑材料，該類型材料的性能更為優(yōu)越，且可以延長使用時間，功能也較為完備，可進一步提升材料的綜合經(jīng)濟效益。例如，可以優(yōu)先選用高強鋼筋及高耐久性的混凝土，為了將建筑全壽命周期延長，可以將功能變動的靈活性水平考慮進去。其三選擇傳統(tǒng)的“低”技術(shù)手段，如對于傳統(tǒng)、有效的節(jié)能措施，如自然通風(fēng)、建筑遮陽進行考慮，若是一味地強調(diào)節(jié)能高科技，而忽略了對低成本節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，就會同國家倡導(dǎo)的“節(jié)能”背道而馳，投入成本隨之增加。隨之經(jīng)濟投入的增加，極易可能在將來施工中發(fā)生變化，最后導(dǎo)致建筑同節(jié)能設(shè)計標準不符?？傊?，只有保證節(jié)能材料的各種工程造價具有科學(xué)合理性，才能實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的目的。

三、節(jié)能設(shè)計在民用建筑設(shè)計中的有效應(yīng)用

（一）合理運用水資源和冷暖資源

水資源屬于不可再生資源，再加上我國人口眾多，人均水資源占有量較少，因此，將節(jié)能設(shè)計應(yīng)用到民用建筑，對水資源進行有效應(yīng)用意義重大。在民用建筑設(shè)計中，可設(shè)置對污水進行二次利用的回收系統(tǒng)，在規(guī)劃布局中逐漸引入海綿城市理念，進而對水資源進行最大化利用。

另外，因人們對室內(nèi)溫度和空氣質(zhì)量的適宜性要求，冷暖空調(diào)裝置大都是日夜連續(xù)不停的運作，對能源的消耗較大。為了凸顯民用建筑設(shè)計的節(jié)能特性，需要將建筑智能化特征考慮進去，在室外溫度適宜的情況下，盡量避免通過機械強制制冷的方式對房間進行降溫，可以選擇自然通風(fēng)的方式來降低房屋內(nèi)溫度。同時還借助于建筑智能系統(tǒng)，抑制房屋內(nèi)部熱量產(chǎn)生，通過熱吸收的方式，防止室外熱量進入房屋，并對室內(nèi)熱量進行準確引導(dǎo)，不斷向室外進行釋放，進而實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。

（二）積極挖掘可再生能源和新能源

隨著新能源與節(jié)能環(huán)保等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可再生能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多。在人們?nèi)粘Ｉ钸M一步推廣使用太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、風(fēng)能等可再生能源，降低不可再生能源的使用量，具有十分重要的意義。對于民用建筑中的可再生能源利用，設(shè)計者應(yīng)當按照安全可靠、技術(shù)成熟、實用美觀的原則與建筑進行一體化技術(shù)設(shè)計，盡可能減少對不可再生能源的使用頻率，將節(jié)能環(huán)保的理念落到實處。例如，安裝和使用太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能供熱采暖和制冷系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等太陽能利用系統(tǒng)。或推廣海水源熱泵、污水源熱泵、地源熱泵、電廠余熱等可再生能源應(yīng)用到民用建筑。另外，對可再生能源和新能源進行充分利用，不僅可以減少日后建筑使用過程中的能源消耗，還能在一定程度上保護施工場地周圍的環(huán)境，對增加能源供應(yīng)，改善能源結(jié)構(gòu)，提升人民群眾居住水平有重要作用。

（三）優(yōu)化照明系統(tǒng)

在建筑所有能源消耗中，尤以民用建筑物照明系統(tǒng)的能源消耗量最大。一是充分利用自然光照明，按照設(shè)計要求，在室外安裝采光裝置，通過強化光導(dǎo)裝置，對光能進行運輸，在漫射器的作用下來導(dǎo)入自然光線，不管是陰雨天還是下雨天，或黎明或黃昏，在該系統(tǒng)的作用下都能確保室內(nèi)的光線充足。二是對太陽能等資源進行利用，例如，以太陽能發(fā)電的方式為地下車庫供電。三是通過對建筑照明系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，選擇合適的光源或開關(guān)，例如，綜合考慮房間功能、生活習(xí)慣、使用需求等因素，制定個性化照明方案，選用調(diào)光開關(guān)，結(jié)合人們生活狀態(tài)和實際選擇不同亮度和燈光組合，以更好的貼合人們對光源需求。室外、樓道內(nèi)則可以選用光控?zé)?、聲控?zé)舻?，使民用建筑照明系統(tǒng)能源消耗降到最低。

（四）加強建筑整體節(jié)能設(shè)計布局

對于建筑節(jié)能來說，其屬于系統(tǒng)性工程，需要將其貫穿到建筑設(shè)計和施工中的全過程中來，是建筑物選址、規(guī)劃、設(shè)計、減災(zāi)和使用等各個環(huán)節(jié)節(jié)能的綜合。對于建筑物節(jié)能設(shè)計來說，廣義上包含了前期的建筑物設(shè)計、選擇建筑材料和設(shè)備及后期建筑設(shè)備節(jié)能運行設(shè)計。整個設(shè)計流程中需要考慮到建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計，建筑采光計算、建筑材料熱工設(shè)計計算、圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計、供熱與制冷節(jié)能運行設(shè)計等。通過對節(jié)能型的建筑材料、產(chǎn)品和設(shè)備積極進行引用，全面執(zhí)行建筑節(jié)能標準，對建筑物使用中的節(jié)能設(shè)備加強運行管理，使用科學(xué)有效的方法對建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能進行合理設(shè)計，不斷提升采暖、制冷、通風(fēng)、照明燈的運行效率；同時還能對可再生能源進行充分利用，不僅可以凸顯建筑物使用功能和室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量，同時還能將建筑物能源消耗降到最低，以對能源進行科學(xué)有效的利用。因此，對于建筑設(shè)計人員來說，在建筑物設(shè)計中需要綜合考慮節(jié)能與建筑的觀賞性、功能性，盡快形成一套較為完善的節(jié)能設(shè)計流程。

此外，節(jié)能設(shè)計不僅體現(xiàn)在節(jié)約資源、減少環(huán)境污染方面，還體現(xiàn)在土地節(jié)約利用上。當前，我國城市用地緊張的問題較為突出，在建筑設(shè)計中應(yīng)引入土地節(jié)能設(shè)計理念，通過縮小建筑物間距、提高土地利用率來達到節(jié)能的目的。但是，縮小建筑物間距的同時，不能為了追求節(jié)能而影響建筑質(zhì)量、降低居住品質(zhì)。一方面，可以提升建筑的地上空間使用率，將各建筑物按照功能和結(jié)構(gòu)進行分類，將建筑物外形和布置形式與場地情況緊密結(jié)合，合理確定道路流線及寬度，因地制宜，緊湊布局，在滿足功能的情況下，最大程度上適應(yīng)周圍環(huán)境，達到節(jié)約用地的目的。另一方面，可以提升建筑物內(nèi)部空間利用率。在民用建筑設(shè)計中，可在地下空間中設(shè)置機房、超市及儲存空間等等。

四、結(jié)語

綜上所述，民用建筑同人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)，可持續(xù)的生態(tài)發(fā)展觀已經(jīng)深入到生活中的方方面面。為了將能源消耗降到最低，在今后民用建筑設(shè)計中必然會將節(jié)能理念融入其中，通過充分利用各類能源，盡可能利用基地周圍的自然條件，提高資源利用率；盡可能利用再生資源和節(jié)能新技術(shù)、采用節(jié)能建材、對系統(tǒng)進行整體設(shè)計，從而提高人們生活和工作環(huán)境的質(zhì)量。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)民用建筑工程實際，通過不斷優(yōu)化設(shè)計理念，在工程建設(shè)中不斷提升節(jié)能設(shè)計水平，更好地滿足人們的居住需求。