房屋建筑节能设计初探

袁文革

摘要:通过对住宅小区的建筑节能设计分析,研究了住宅节能设计中在造型设计、遮阳技术等方面存在的问题,提出相应的措施,希望能为房屋节能设计提供一定的参考。

关键词:房屋建筑 能耗 节能设计

我国是一个资源大国，拥有着丰富的能源,但是随着我国经济的快速发展,人们对生活品质的要求越来越高，对能源的需求也越来越多,节能已成为实现社会经济可持续发展和提高人民生活品质的首要问题。建筑领域早已把节能纳入建筑设计具体的工作程序中,使建筑节能设计的实施与检验提上日程。因此，房屋建筑节能设计便成为值得一个高度关注的焦点。

一、住宅能源概况

1、项目概况

首先观察小区的地理位置，寻找能够利用的可再生资源。例如：小区临近河流,具有丰富的自然流水资源，可利用水力资源进行能源转换；小区如处于平原地区可利用其丰富的太阳能资源进行发电等。对于住宅小区的热工设计必须当地的热环境为基础,满足夏季防热、隔热和散热的要求,还要兼顾冬季保温。

2、住宅能耗构成

住宅能耗是指住宅在使用过程中的能量消耗 ,主要包括建筑采暖、炊事、熱水供应、空调、照明、家用电器、通风等。其中以空调和采暖能耗为主,根据统计,在南方住宅的生活用能中,采暖空调能耗可达40 %～55 %左右。

二、住宅建筑节能设计分析

住宅节能设计是整体的设计,从小区规划设计、建筑单体设计、建筑细部设计一直到环境控制系统,每个环节都相互影响、相互制约。因此在做节能设计时,要从全局出发,按照因地制宜、整体设计以及全过程控制的原则,结合气候、经济、 技术等多方面的因素全面展开。下面对住宅小区进行全面的分析,研究节能技术在建筑中的使用。

1、小区的整体规划

1. 1 采光和日照

住宅设计根据当地的日照情况,采用点式布局,合理布置建筑间距,保证了建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中不因遮挡而减少 ,并使房间采光充分且满足住宅建筑中每户至少应有一个居住空间在大寒日能获得满窗 2 h日照。

1. 2 朝向

好的朝向可达到舒适的室内热环境,特别对于夏热冬冷地区的建筑。住宅采用平行设计,尽量使所有房间都朝向最佳朝向,避免起居室、卧室等主要使用房间受东、西向日晒。

1. 3 通风

通风顺畅可加速热量的散失,改善环境温度,减少空调能耗。小区在布置上顺应成都市的盛行风向,以利于夏季通风散热。

2、单一建筑的空间布置

2. 1 平面布局

住宅小区由于有限的土地资源及需要达到的经济效益,使建筑在设计中不能保证所有的房间都具有最好的朝向和通风等条件,因此根据房间的重要程度作相应的安排,卧室、起居室等重要房间的朝向宜南偏东,保证使用时间较长的空间的采光；厨房、卫生间等辅助用房则偏重考虑它们的主导风向。

2. 2 立面设计

建筑的造型和其围护结构形式对建筑物性能有决定性影响,可直接作用于建筑的自然采光 ,自然通风及建筑物与外环境的换热量等。住宅小区的立面设计尽量采用简洁造型并在保证每个房间的自然照明下严格控制建筑的窗墙比。

2. 3 建筑细部处理

1)外墙和屋顶保温隔热技术的采用。对建筑围护结构进行保温,能够提高冷天外墙内表面的温度,使室内气候环境得到改善。住宅的外围护结构采用效果相对较好的外保温方式,在住宅的外层围护结构中增加保温隔热层。2)门窗。门窗的选择不仅要从外观、性能、使用等方面考虑,还要从开发商对项目投入的资金进行综合选择。小区的门窗采用了塑钢门窗。3)双层玻璃。考虑单玻璃巨大的能量流失开发出的双层皮玻璃既满足了建筑的功能需求又降低了能耗。小区除了门窗玻璃的使用外,起居室阳台的栏杆也使用的是玻璃围护结构,因此选用了双层玻璃降低能耗。

3、住宅小区节能设计中存在的问题

3. 1风环境欠佳

住宅小区建筑的高度对室外风环境具有很大的影响,对于高层建筑,局部地方可能风速过大便会对人们的生活和行动带来不便,对于建筑节能上,会在冬季使冷风的渗透加强,导致采暖负荷增加。如果小区规模不大,对于高层建筑的单体设计和全体布局会欠全面的考虑,在处理小区风环境上不全面。

3. 2 造型上的缺陷

在建筑设计中,原则上应减少建筑物外表面积,适当控制建筑体形系数,即建筑物外表面积与其所包围的体积之比,减小建筑面宽,加大进深或增加组合体,建筑外形选用长条形,而体形复杂,凹凸面过多的塔式住宅对节能不利。住宅小区是点式平面的塔式住宅,且整体呈锯齿形状,比较造型规整的住宅设计,能耗相对要高。

3. 3 有限遮阳技术的使用遮阳系统

小区的阳台做内阳台,可有效减少阳光对室内的直接照射又能保证整个房间的通风采光效果。不过整个小区的遮阳技术的使用还是不够的,住宅多采用飘窗,上部结构挑出板基本不能起到遮阳的效果,这部分的能耗有所缺失。

4、住宅节能设计的发展及应采取的措施

4. 1 优化风环境

良好的室外风环境,不仅能为人们创造舒适的生活环境,还能使建筑在冬季防风以及夏季有效利用自然通风的问题上达到最好的效果。例如盆地属于准静风区(风速小于 1. 5 m/ s的频率大于 50 %的区域),对应项目的整体环境,可采用墙、板防风带等设置屏障、避开不利风向等方法来解决冬季防风的问题。丰富小

区绿化环境,利用植被改善小区微气候。

4. 2 重视遮阳技术的使用

窗口遮阳措施的使用能阻断直射阳光透过玻璃直接进入室内,防止阳光过分照射和加热建筑的围护结构,并且能为室内创造舒适的热环境,降低室内温度和空调能耗,具有显著的效果。对于周围环境来说,外遮阳是避免光污染较有效的途径。因此,我们在设计中可以丰富遮阳方式,采用水平遮阳或者垂直遮阳,采用挡板遮阳、绿化遮阳、遮阳篷以及其他遮阳方式。将遮阳作为建筑造型设计的元素,融入小区整体设计。

三、太阳能资源的利用

现代房屋建筑节能设计的另一个方面是开发利用新能源，太阳能作为一种可再生的洁净能源，是建筑上很有利用潜力的新能源之一。太阳能在我国大部分地区都具有良好的利用条件，全年日照时间最长可达2800h-3300h，年日照时数大于2200h的地区，占全国面积2/3以上。绝大部分采暖地区均分布在长日照区域内，这些地区日照时数6h/d的年总出现天数都在200d以上，多的可达300d。目前，随着节能设计研究和房屋建筑设计的发展，基于房屋建筑的布局特点和使用特点，附加阳光间与室内采暖设备相结合的节能设计已经获得人们越来越多的关注。它能使房屋建筑在室外气象参数剧烈变化情况下，室内温度分布更为均衡，同时改善了室内热环境并节约了能源，达到一个良好的效果。

结语

建筑节能设计是一项重大且持续的工程,住宅节能是我国建筑节能的重点,随着建设的继续,新规划的实施、新材料的引用以及新的设计方式的尝试都会对住宅建筑节能总体设计提出新的问题,我们要客观的分析,结合气候、技术、经济等诸多因素,遵循因地制宜、整体设计和全程控制的原则,进行住宅节能设计和优化。

参考文献: [1] 鱼建琳,王沣浩.建筑节能应用技术[M].北京：化学工业出版社2006

[2] 房志勇.建筑节能技术教程[M]. 北京:中国建材工业出版社

1997

[3] 付祥钊.夏冬地区建筑节能技术[M].北京:中国建筑工业出版社2002