基于節(jié)能分析的住區(qū)建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)研究

文／葉絲絲 湖南省第六工程有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410015

引言：

在國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代背景下,人民群眾對(duì)住宅質(zhì)量的要求變得愈來愈高,中國(guó)的住宅建設(shè)增長(zhǎng)速度越來越快。而房屋的大規(guī)模建造過程中造成了巨大的能源損耗,所以對(duì)住宅建筑進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)就變得非常重要。為了實(shí)現(xiàn)國(guó)家建立節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展目標(biāo),對(duì)住宅建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)是十分重要的。住宅建設(shè)的節(jié)能設(shè)計(jì)不但能夠解決目前的資源短缺問題,提高環(huán)境保護(hù)效率,還可以顯著提高民眾的生存條件,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

1、住宅區(qū)總體規(guī)劃的設(shè)計(jì)原則

對(duì)住宅區(qū)進(jìn)行總體布局的時(shí)候,要依據(jù)基本的設(shè)計(jì)原則。以設(shè)計(jì)原則為指導(dǎo),然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。以下為四個(gè)主要基本原則:（1）人性化原則。設(shè)計(jì)從人的生活需求出發(fā)，考慮居民的出行、購(gòu)物、生活、學(xué)習(xí)等需求，為居民生活提供便利，減少不必要的交通浪費(fèi)。（2）合理性原則。對(duì)住宅小區(qū)進(jìn)行建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中,通常會(huì)出現(xiàn)由于地理位置的差異而造成采光、通風(fēng)等條件不均衡的問題,因此,在規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中要結(jié)合日照、通風(fēng)等分析軟件,實(shí)現(xiàn)布局最優(yōu)，戶戶日照良好、通風(fēng)舒暢。（3）經(jīng)濟(jì)適用原則。在住宅建筑設(shè)計(jì)過程中，盡量選用結(jié)構(gòu)規(guī)整的建筑，采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)模式，積極響應(yīng)裝配式建筑設(shè)計(jì)。（4）節(jié)約能源。在住區(qū)規(guī)劃中，通過合理化的建筑節(jié)能措施，減少住區(qū)的今后的使用過程的產(chǎn)生的能耗，如住宅采用明廚明衛(wèi)，電梯前室采用明室等減少電能消耗。

2、建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能的重要性

從總體上來看,由于全世界對(duì)原油、煤礦和燃?xì)獾荣Y源的耗費(fèi)都相當(dāng)大,這三種能源都屬于不可再生能源,所以想要真正能夠適應(yīng)人類的需要,從而推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展, 我們就必須把這三種燃料的耗費(fèi)全部轉(zhuǎn)化到對(duì)自然能量的再利用上來。盡管天然燃料的生產(chǎn)成本相對(duì)比較高昂,不過正因?yàn)樗鼘儆诳稍偕Y源,更可以給人類帶來長(zhǎng)久的服務(wù)。目前,由于城市建筑進(jìn)行著高速度的發(fā)展,建筑在施工和使用過程中能源消耗愈來愈高,對(duì)都市環(huán)境和人民的身心健康都形成了很大的影響。據(jù)相關(guān)調(diào)查表明,許多建筑的各種資源能耗都相當(dāng)高,這無疑給我國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來了很大的發(fā)展壓力。所以,我們一定要經(jīng)過對(duì)都市建筑物的建設(shè)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì),經(jīng)過科學(xué)合理使用都市能源來減緩各種資源緊張的社會(huì)問題,化解資源問題與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中間的主要矛盾,以推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)取得發(fā)展,保持都市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)環(huán)境和諧統(tǒng)一的健康發(fā)展,改善人民的生活水平和生活質(zhì)量,從而全面落實(shí)我國(guó)的科學(xué)發(fā)展觀和國(guó)家戰(zhàn)略。

3、我國(guó)目前建筑能耗現(xiàn)狀

由于中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升,以及城鎮(zhèn)人口的日漸增加,城鎮(zhèn)化的規(guī)模也正在逐漸的擴(kuò)張化,建筑類型不斷變化,出現(xiàn)了許多新型建筑，建筑行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好。如今中國(guó)的都市建筑行業(yè)正日益紅火,城市住宅建設(shè)規(guī)模在持續(xù)的擴(kuò)大,高樓大廈也不斷涌現(xiàn),可是在緩解了居民房屋難題和施工環(huán)境的時(shí)候,卻產(chǎn)生的巨大的能耗難題,整體的建筑趨勢(shì)產(chǎn)生了高度浪費(fèi)的問題,屬于高能耗產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明,在一九九六年中國(guó)建筑能源總量就已占到了社會(huì)總能源的20%左右,但是考慮到中國(guó)人口眾多,并且經(jīng)濟(jì)正在不斷發(fā)展壯大當(dāng)中,所以這種比重已是相當(dāng)大的了,并且這種比重也還在不斷增加當(dāng)中,中國(guó)建筑能源還在逐漸增長(zhǎng),已到了需要控制增長(zhǎng)的程度。

目前,盡管中國(guó)的建筑行業(yè)市場(chǎng)前景廣闊,城市住房面積也逐漸提高,可是中國(guó)建筑的環(huán)保趨勢(shì)仍然不容樂觀,而這些居住小區(qū)體現(xiàn)在如下二個(gè)方面:（1）建筑的人口老齡化問題突出,在現(xiàn)階段利用流程中,導(dǎo)致的能耗浪費(fèi)巨大；（2）在建筑的城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)中,節(jié)能減排問題通常易被忽視,而節(jié)能減排也沒有落到實(shí)處,因此導(dǎo)致了中國(guó)的建筑能源成本和發(fā)達(dá)國(guó)家一樣偏高,同時(shí)無法緩解能源緊缺問題。所以,在房屋規(guī)劃中做好環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)工作是非常重要的。

4、建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃對(duì)建筑物節(jié)能的影響

節(jié)能設(shè)計(jì)指的是在開始進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮建筑規(guī)劃節(jié)能問題,以實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果，下面就對(duì)建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃影響建筑物節(jié)能的問題進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

4.1 設(shè)計(jì)方案直接影響了能源的消耗

在建筑物規(guī)劃設(shè)計(jì)中,建筑物的基本構(gòu)造及其內(nèi)部平面的設(shè)計(jì)對(duì)建筑物消耗能源的量有至關(guān)重要的影響。如:在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中,建筑平面設(shè)計(jì)應(yīng)該是外開式或者內(nèi)開式，以及各種建筑相關(guān)的樓層等級(jí)以及層數(shù)的確定等都需要通過合理的建筑計(jì)算來決定。

4.2 設(shè)計(jì)方案對(duì)住宅小區(qū)使用過程中的影響

建筑在使用過程中產(chǎn)生的能量支出也是建筑能量消耗的最主要組成部分,因?yàn)榻ㄖ淖钪饕康氖翘峁┮环N適宜于人們居住的良好環(huán)境,以便提供更適宜的人類生存環(huán)境,應(yīng)該合理控制室內(nèi)的溫度以及濕度,冬季取暖,夏季避暑,此外，還要滿足群眾日常生活中的各種活動(dòng)需求。在滿足群眾日常生活需要的同時(shí),還要充分考慮建筑對(duì)住宅區(qū)管理能源的影響,例如房間的溫度往往是建筑能源消耗的最高模塊,而簡(jiǎn)單的建筑采用中央空調(diào)或供暖往往耗能很大,但是如果在建筑的設(shè)計(jì)過程中就充分考慮了對(duì)節(jié)能的要求,在長(zhǎng)期需要集中供熱的地方,在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)外形一定要兼顧通風(fēng)性能,并充分利用太陽(yáng)能,另外,還需要提高房間的密封性,使用多層玻璃窗;地理上則要選取容易背風(fēng)的區(qū)域,從而減輕輕流的影響,以合理地利用自然壞境中的有利因素,進(jìn)而便于在節(jié)約能源的同時(shí)給建筑內(nèi)部創(chuàng)造更適宜的生存環(huán)境。反之,如果建筑單位在設(shè)計(jì)過程中并未充分考慮節(jié)能減排量,在建筑實(shí)際投入時(shí),雖然可以利用一些技術(shù)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的調(diào)節(jié),但是由于建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)不到位造成的房屋密封性差等問題，會(huì)導(dǎo)致房屋內(nèi)能源的流失,嚴(yán)重浪費(fèi)了能源。

5、住宅區(qū)基于節(jié)能的建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)方法

5.1 住宅區(qū)基于節(jié)能的選址規(guī)劃

住宅區(qū)在進(jìn)行規(guī)劃選址時(shí),應(yīng)選取地勢(shì)和自然環(huán)境比較優(yōu)越宜居的地方,要科學(xué)防止因選擇不合理而導(dǎo)致的空氣滯留或風(fēng)力過大等問題。住宅區(qū)在選擇建設(shè)地址時(shí),盡量避免迎風(fēng)的山湖海岸邊,以及洼地、山谷等凹地，如果選址在不合理的位置,那么在輕冷的冬季, 很容易由于冷氣流的原因而造成霜凍,從而增大住宅區(qū)的熱損耗,浪費(fèi)能源。根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,住宅區(qū)最適宜選址在避風(fēng)向陽(yáng)的朝南的邊坡位置上,這樣可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)住宅區(qū)節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

5.2 住宅區(qū)基于節(jié)能的布局規(guī)劃

對(duì)住宅區(qū)進(jìn)行布局規(guī)劃時(shí)，工作人員應(yīng)該將熱環(huán)境質(zhì)量問題作為主要思考的問題。因此，在對(duì)住宅進(jìn)行布局規(guī)劃的過程中，要對(duì)整個(gè)小區(qū)住宅建筑的朝向、建筑群體組合、間距、綠化配置等因素進(jìn)行綜合考慮，以最大程度改善住宅區(qū)熱環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，合理規(guī)劃住宅各個(gè)部分。在規(guī)劃設(shè)計(jì)住宅區(qū)的總平面過程中，相關(guān)人員必須處理好建筑物的朝向、間距與主導(dǎo)風(fēng)向與日照之間的關(guān)系。在此規(guī)劃過程中，工作人員要應(yīng)用科學(xué)高效的建筑空間構(gòu)圖方法和技術(shù)，同時(shí)有效結(jié)合住宅區(qū)內(nèi)的各個(gè)元素，以此完成對(duì)住宅區(qū)的節(jié)能設(shè)計(jì)。

5.3 住宅區(qū)基于節(jié)能的道路系統(tǒng)規(guī)劃

在進(jìn)行住宅區(qū)的道路交通系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)使其盡量與建筑用地進(jìn)行合理結(jié)合,為建筑物取得良好朝向條件。住宅區(qū)的主要道路同時(shí)又是整個(gè)小區(qū)的風(fēng)道,所以在進(jìn)行交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)之時(shí),就需要從有利于小區(qū)通風(fēng)的角度考慮,對(duì)交通格局與路網(wǎng)構(gòu)造進(jìn)行了適當(dāng)設(shè)計(jì)。另外在設(shè)計(jì)過程中,還需要注重于將其與小區(qū)內(nèi)的園林綠化環(huán)境加以融合,以實(shí)現(xiàn)把新鮮空氣導(dǎo)入小區(qū)內(nèi)的目的,并以此提升居民的居住條件,從而增加了居民舒適感。

5.4 住宅區(qū)基于節(jié)能的景觀規(guī)劃

住宅區(qū)基于節(jié)能的景觀規(guī)劃據(jù)相關(guān)研究表明，住宅區(qū)內(nèi)如果有足夠茂盛的樹木，則能夠遮擋吸收50%～90%的太陽(yáng)輻射熱。在炎熱的夏季，住宅區(qū)內(nèi)的樹木能夠抵擋20%～25%的太陽(yáng)輻射，同時(shí)能夠吸收35%左右的熱輻射。除此之外，樹木在進(jìn)行蒸騰作用的過程中，還能吸收一部分熱量，并且具有保水性的樹木根部也可以有效吸收地面的熱量。因此，對(duì)住宅區(qū)內(nèi)進(jìn)行良好綠化規(guī)劃設(shè)計(jì)，能夠有效降低住宅區(qū)的氣溫、改善通風(fēng)質(zhì)量，從而很好地抑制熱島效應(yīng)，可以非常好的改善住宅建筑物外維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能。舉個(gè)例子，營(yíng)造西墻綠化環(huán)境，在日照非常強(qiáng)烈的西墻墻面上設(shè)置一些植物，用植物吸收熱源，從而減少傳入室內(nèi)的熱源，并可以有效地調(diào)節(jié)氣溫。

5.5 減少施工過程的能源消耗

施工的總能量支出是施工能源消耗的重點(diǎn)環(huán)節(jié),所以,減少施工環(huán)節(jié)的總能量支出是減少施工總體能源消耗最有效的辦法。由于施工機(jī)械設(shè)備的總能源占據(jù)了施工能源的大部分,所以施工企業(yè)必須做好對(duì)施工機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量檢測(cè)工作,并選擇施工效率較高、總能量支出相對(duì)低廉的機(jī)械設(shè)備投入工程施工工作,以便于合理處理施工能量支出問題。另外,對(duì)施工技能的改善也能夠有效的減少施工能源消耗,比如在砌筑工程施工中,可利用蒸壓粉煤灰作為建筑的外圍墻材料,這是一項(xiàng)使用從火力發(fā)電廠中排放的粉煤灰為主體原材料,并采用現(xiàn)代化的機(jī)械制造技術(shù)加工而成的一項(xiàng)新型墻體建筑材料,對(duì)建筑的防火及節(jié)能方面有著非常好的效益。所以,由于改善建筑各項(xiàng)的施工技能,并合理使用建材及機(jī)具,可以解決好建筑施工的物流管理,從而有效地減少了施工能源消耗。

5.6 合理利用建筑材料

隨著中國(guó)當(dāng)前建筑科技水平的進(jìn)一步發(fā)展,大量新型建材的開發(fā)與使用,推動(dòng)著中國(guó)建材行業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)用戶的使用效益也有了一定程度的提高。關(guān)于合理使用建材,主要體現(xiàn)在如下幾方面:（1）在建設(shè)過程中,減少對(duì)不可再生能源的利用并增加對(duì)可再生等新型能源技術(shù)的合理使用,是減少能源消耗的最有效途徑；（2）要提高環(huán)境對(duì)新能源的利用,潔凈電能、可再生能源以及可以被使用的建筑施工現(xiàn)象的主要有太陽(yáng)光、風(fēng)能、水力等新能源,并根據(jù)所處的環(huán)境,選擇不同的潔凈燃料；（3）提高建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的能源效率。

6、對(duì)建筑物本身進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃和設(shè)計(jì)

6.1 建筑物屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑材料都是表露于空氣中的不移動(dòng)產(chǎn)物,在其運(yùn)用過程中,建筑外墻會(huì)遭受時(shí)間較長(zhǎng)的太陽(yáng)輻射,因而建筑外墻所獲得的天然熱能就相應(yīng)較多,這也說明了人們可在建筑的外墻設(shè)計(jì)保溫或隔熱。在建筑設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)師必須選擇密度大、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水性小的保溫性能防腐材料,然后再把這一保溫性能的防腐材料直接加在防水層上,如此做既能夠有效的增強(qiáng)建筑屋面的保溫效果,還可以使建筑外墻起到保溫隔熱的效果。這個(gè)方式在實(shí)際工作中,由于施工簡(jiǎn)單而獲得了更廣泛的運(yùn)用,我們甚至還能夠在樓頂栽植了一些的花草或是樹木,而這么做的主要目的就是用來遮擋城市夏季的熱源,還可以起到保溫隔熱的功效,同時(shí),通過這一方式還可以美化城市環(huán)境,從而有效的提升了城市的生態(tài)環(huán)境。此外,在屋頂中由于土層的關(guān)系,會(huì)使房頂表面產(chǎn)生一層憎水薄膜,它可以增強(qiáng)屋面的保溫特性,同時(shí)由于土壤的導(dǎo)熱系數(shù)也相對(duì)較小,有較大的保溫隔熱性。而利用外墻蓄水作為節(jié)約建筑設(shè)計(jì)的方式,在酷熱的夏季,當(dāng)太陽(yáng)直接照射到房屋之后,我們就可以利用蓄水將其表面的熱能揮發(fā),這樣就能夠有效的降低居室的高溫,從而改善我們的生活品質(zhì)。此外,設(shè)計(jì)師也可通過設(shè)計(jì)平坡屋頂,或在屋頂層設(shè)計(jì)架空層,這樣可利用太陽(yáng)能來發(fā)散其熱能。

6.2 建筑物外墻的節(jié)能設(shè)計(jì)

外墻結(jié)構(gòu)是整個(gè)建筑中不能缺少的主要組成部分,是室內(nèi)和戶外溫度交流的主要介質(zhì),其節(jié)約效益占全部建筑的百分之五十以上。在建筑設(shè)計(jì)過程中,相對(duì)于一般外墻結(jié)構(gòu)來說,使用節(jié)能外墻結(jié)構(gòu)有助于提高居室的溫度,也有助于改善人類的生存質(zhì)量。所以對(duì)于墻體結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)必不可少。在整個(gè)建筑構(gòu)造中,墻體結(jié)構(gòu)不但需要具備承載和圍護(hù)的功能,還必須從里面選擇隔熱性能較好的外墻材料,而如果外墻結(jié)構(gòu)的熱能傳導(dǎo)特性較好,則設(shè)計(jì)師就要考慮在其表層加設(shè)一個(gè)保溫性能的隔熱層。在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展中,較為常用的一種外墻建筑材料有復(fù)合墻體、水泥砌塊和加氣混凝土砌塊等。

6.3 建筑朝向設(shè)計(jì)

朝向,即指建筑正南立面的法軸線與正南方向之間產(chǎn)生的相對(duì)角度。在選定方向時(shí),應(yīng)充分考慮建筑的地理位置、氣象條件等多種原因。如果建筑物位于冬天,則在設(shè)計(jì)方案中應(yīng)該選擇可以得到較多日照的方向,使建筑內(nèi)部不受輕風(fēng)的危害。而如果是在盛夏建設(shè)住宅時(shí),則在建筑設(shè)計(jì)時(shí)選擇可以有效防止陽(yáng)光直射的方向,同時(shí)也盡量有良好的通風(fēng)效果,調(diào)查結(jié)果顯示,良好的建筑朝向和合理方向在建設(shè)和住宅過程中,均可實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的最終目的。

7、住宅區(qū)基于節(jié)能的設(shè)計(jì)措施

7.1 適度的面積標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

對(duì)于房屋的建筑面積不應(yīng)當(dāng)單純的要求大,房屋的建筑面積必須與當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和自然能源基本條件相匹配。并且目前國(guó)家在積極推動(dòng)建立節(jié)約型社區(qū)的進(jìn)程中,所以應(yīng)當(dāng)推廣節(jié)約型住房,控制人均房屋面積,能夠省錢材料、節(jié)儉勞動(dòng)力和施工成本,并且還能夠降低房屋維修成本,是目前住宅區(qū)物業(yè)管理最行之有效的節(jié)能方法。

7.2 合理的平面位置設(shè)計(jì)

在實(shí)施居室建筑設(shè)計(jì)時(shí),首先要確定各個(gè)功能空間的合理尺寸、開間、深度、面積,而不能盲目增加起居室面積,如設(shè)計(jì)了多個(gè)洗手間、入戶式過廳、景觀平臺(tái)等。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),要注意功能空間的密集性,同時(shí)盡量把大部分住宅空間都布局在正南向,并充分考慮好居室的日照、通風(fēng)和室內(nèi)空氣對(duì)流。

7.3 適當(dāng)?shù)淖≌瑢痈咴O(shè)計(jì)

在進(jìn)行房屋建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)要正確對(duì)待房屋層高的概念,因?yàn)槿绻麑⒎课輧?nèi)部層高設(shè)定的過低,會(huì)降低居室房間的通氣面積,也不利于房間的通風(fēng)散氣,甚至?xí)?dǎo)致內(nèi)部空氣不暢,從而讓住宿者有壓抑感。而住宅內(nèi)部的層高設(shè)計(jì)得過高,又會(huì)增加施工成本及能源的浪費(fèi)。所以,關(guān)于住宅室內(nèi)層高的設(shè)計(jì)也必須要合理,通常房屋室內(nèi)層高可以維持在2.8m ～3m 左右。

7.4 合理的窗墻面積比設(shè)計(jì)

房屋門窗的建筑設(shè)計(jì),應(yīng)綜合考慮房屋建筑所在的區(qū)域、房屋的朝向和建筑物的空間等各種因素,在此基礎(chǔ)上建筑設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)拈T窗寬度。在進(jìn)行門窗建筑面積設(shè)計(jì)過程中,切勿一味的要求過大的門窗建筑面積,應(yīng)綜合考慮室內(nèi)面積，功能需求、采光需求等，以此來確定選用哪種類型、多大面積的門窗。已不可盲目跟風(fēng)設(shè)計(jì)高落地窗、飄窗、低窗臺(tái)的窗戶。

結(jié)語(yǔ):

綜上所述,基于節(jié)能的小區(qū)住宅建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,關(guān)系到了房屋的整體規(guī)劃和單體建筑設(shè)計(jì)中的方方面面。所以,唯有把節(jié)能理念體現(xiàn)到住宅建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、管理等不同階段上,才可以全面提高住宅建設(shè)的節(jié)能效益和住宅質(zhì)量。相關(guān)工作人員需要積極探索基于節(jié)能的建筑規(guī)劃方案，以促進(jìn)住宅小區(qū)建設(shè)水平的發(fā)展與提升。