浅谈住宅建筑节能设计及可持续发展

罗平

摘 要：可持续发展的概念如今已经深入到了社会生产的各个领域，建筑行业也不例外，而在建筑设计领域，将节能和可再生资源的利用纳入设计范畴是文章研究的重要主题。其中，建筑设计的材料应用以及建筑结构的合理性是可持续建筑设计的两个大方向。

关键词：住宅建筑；节能设计；可持续发展

1 建筑节能设计的重要地位

由于我国建筑节能设计工作起步较晚，现有建筑不仅耗能高，而且能源利用效率很低，单位建筑能耗比同等气候条件下的发达国家高出2～3倍。随着城市建设的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%，建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。由此可见，庞大的建筑能耗，已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。

2 关于建筑设计中的节能设计

2.1 规划设计中的节能设计

2.1.1 合理选址及建筑密度。建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等综合因素来确定。设计建筑的密度时，较低的建筑密度意味着住宅区内会有更多的空间设置开敞空间及绿地，同时较低的建筑密度也是合适建筑间距、充足日照、通畅的风道的有力保证。

2.1.2 正确选择朝向。朝向影响到风如何进入室内及风在室内的流动方向。而建筑因受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，要使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是比较困难的，因此，选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向，尽量避免东西向日晒。入口与出口间的直接轴线经常是空气在房间内流动的路径，当进风口与风向成正交（90度）时，空气流动会直接朝向出口，对房间内其他部分的作用很小。

2.2 建筑围护结构节能设计

2.2.1 我国的建筑围护结构保温隔热性能普遍较差，外墙和窗户的传热系数为同纬度发达国家的3～4 倍。以多层住宅为例，外墙的单位面积能耗是4～5 倍，屋顶是2.5～5.5 倍，外窗是1.5～2.2 倍，门窗空气渗透率是3～6 倍。建筑围护结构组成部分（屋顶、外墙、门和窗、遮阳等设施）的设计对建筑能耗与用户所处热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%～6%，而节能却可达20%～40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。

2.2.2 屋顶节能。屋顶是住宅第五立面，对建筑造型起着重要作用。住宅做斜坡顶屋面，可借助屋面坡度与日照斜率相接近的特点，可再降低住宅顶层的层高。在维持平屋面住宅日照间距的条件下，既取得了改变建筑轮廓、有效地解决了屋面防水和扩大屋顶部位使用空间的效果；也减少了住宅之间的日照间距，节约了建设用地。平屋顶可采用北向的退台，既获得露天活动空间，也可缩小日照间距。

2.2.3 墙体节能。墙体是建筑外围护结构的主体，其功能主要是承重、防水、防潮、隔热、保温。其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量，一般情况下，单一墙体材料往往难以同时满足保温、隔热要求，因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。其一般做法是，用砖或钢筋混凝土作承重墙，并与绝热材料复合。

2.3 建筑材料节能设计

合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循节约资源和能源、减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏、容易回收和循环利用的原则。一方面，随着科技的发展，大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去，比如目前在社会上出现的新型建筑材料有加气混凝土砌块、陶粒砌块、小型混凝土空心砌块、纤维石膏板、新型隔墙板等。另一方面，要结合当地的实际情况，发掘出一些地方节能材料，更好地应用到建筑节能中去。

3 建筑设计中利用可再生能源的设想

可再生能源在暖通空调系统中的应用包括：太阳能的应用、自然通风的应用、地下水的应用、地热（冷）的应用等。节能理念在建筑施工过程中的应用，最为关键的环节，在建筑施工过程中，离不开对各种新能源的利用，离不开对各种新型节能设备的采用。在遵循建筑节能理念的基础上，要根据建筑所在地的实际情况，综合对各种清洁能源进行开发利用，比如可以安装太阳能热水器，太阳灶，进行太阳能的开发，水能，地热能，风能比较丰富的地区可以安装相关设备，加强对各种新能源的利用效率。

3.1 太阳能在暖通空调中的应用

3.1.1 太阳能采暖技术应用。太阳能采暖是利用太阳能板加热水，再利用电能作为辅助，把加热的水在地下管道中流通，从而使整个房间达到取暖的效果。降低了以往常用的锅炉、电热膜或天然气等不可再生资源的使用率。

3.1.2 太阳能制冷技术应用。（1）吸收式制冷系统。自蒸发器出来的低压蒸气进入吸收器，被吸收剂强烈吸收，吸收过程中放出的热量被冷却水带走，形成的浓溶液由泵送入发生器中，被热源加热后蒸发，产生高压蒸气，进入冷凝器冷却，而稀溶液减压回流到吸收器，完成一个循环。（2）吸附式制冷系统。工作过程由热解吸和冷却吸附组成，基本循环过程是利用太阳能或者其他热源，使吸附剂和吸附质形成的混合物（或络合物）在吸附器中发生解吸，放出高温高压的制冷剂气体进入冷凝器，冷凝出来的制冷剂液体由节流阀进入蒸发器。制冷剂蒸发时吸收热量，产生制冷效果，蒸发出来的制冷剂气体进入吸附发生器，被吸附后形成新的混合物（或络合物），从而完成一次吸附制冷循环过程。

3.2 自然风的应用

由于利用自然风提供建筑所需要的冷量，与常规空调相比，在运行中不用电甚至少用电，既节约能源，又减少对环境的污染，同时也优化了室内空气质量。自然风的供冷是暖通空调应用中的重要组成部分：当室外空气的焓值和温度低于室内时，供冷期内就可利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷需要。

3.3 地下水的应用

地下水由于地层的隔热作用，其温度受气温影响很小。在暖通空调中，有些地下水可以直接作为冷源，更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的节能前景。

4 结语

可持续发展对中国的发展具有重大意义。中国人口众多，生产力水平低，不但人均资源少，能源利用效率也很低，比发达国家低10多个百分点。资源浪费的直接后果是污染严重，全球大气污染最严重城市排名前10位中我国占了7个，生态环境比较脆弱，只有实行可持续发展才能振兴中华。建筑节能是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节，我国要实现健康有序的可持续发展，就必须狠抓建筑节能，给后代多留一片绿。

参考文献

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