论夏热冬冷地区住宅建筑设计的节能

2015-04-07李崭

四川水泥 2015年6期

关键词：夏热冬建筑节能建筑设计

李崭

(同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，同励建筑设计院 200000)

论夏热冬冷地区住宅建筑设计的节能

李崭

(同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，同励建筑设计院 200000)

为了不断改善民生，为了推动社会建设，李克强总理前夕曾强调，要打好节能减排和环境治理的攻坚战。2015年的政府工作报告也将节能减排指标放在比较靠前的位置，可见，节能减排对于我国社会主义现代化建设有着举足轻重的作用，它不仅关系着民生安康，更关系着我国经济社会发展指标。促进节能减排表现在很多方面，在资源环境矛盾高度集中的今天，本文主要通过建筑设计环节来谈谈如何有效利用资源，使资源使用效率最大化，本文主要从夏热冬冷地区建筑节能的现状、空间设计以及优化等几个方面展开论述。

冬冷夏热；住宅；建筑设计；节能

前言：

我国根据气候因素可以分为五大地区，分别为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区以及温和地区。这五大地区在建筑节能设计上会根据地域情况进行有针对性的开展。然而，对于建筑节能而言，不是简单的利用太阳能，利用节能材料等就可以满足居民以及社会发展需要。建筑节能是一个完整的环节，是从规划到设计，再到节能材料的采购、管道设计等，最终实现降低能源消耗同时还能保障建筑的宜居居住功能。目前，世界能源日渐枯竭，中国能源储备以及使用也面临很多困境，我国能源人均拥有量低，能源利用率低，能源分布不均匀等问题将会导致我国能源问题更突出，所以需要在建筑设计方面不断提高节能水平。

一、夏热冬冷地区建筑节能研究现状

冬冷夏热地域典型的气候特征就是四季分明，冬天和夏天的时间一般较长，日照较少，湿度较大，所以夏季会明显感觉湿热，冬季则会很冷同时伴有湿气，在这种地区生活常常会让人感到不适，再加之冬夏时间较长，更会加剧当地居民的不适感。所以为了给居民营造一个更好的居住环境，需要在冬冷夏热地区的建筑结构设计方面不断改进，以提高宜居度。下面就对我国当前夏热冬冷地区建筑节能工作的现状做出如下具体阐释：

第一，我国冬冷夏热地区的省市基本成立了开展建筑节能工作的领导小组。拥有统一的部门进行专项管理。从工程的设计到审批到施工再到使用，基本形成了一套运营有序的管理模式。

第二，我国已经建立健全了建筑节能方面的各种法律体系。为了进一步改善冬冷夏热地区的居住环境质量，同时有效降低能耗。我国政府通过建立并不断修订《建筑节能管理条例》来逐步完善该地区的居住环境。法律法规一方面对建筑公司提出更高的执行要求，另一方面对环境保护以及能源使用方面也列出了更高的标准。

第三，我国冬冷夏热地区建筑节能存在的问题也值得关注。虽然我国已经制定了较为规范的建筑节能执行标准，但是对于不同的居住建筑来说，特别是农村建筑，标准就尚不完全。可见标准过于统一，没有区分不同类别是一个大问题；另外，我国建筑节能技术还处于较为落后的水平，研究能力弱，缺少专业性的技术人才将阻碍建筑节能事业的发展；最后，实施体系和标准较为混乱，无法有效保障建筑节能工程的各个环节的实施，且有些标准只是纸上谈兵，无法付诸实践。

二、冬冷夏热地区建筑空间设计

1、利用空调的设计方式

当前，空调应用广泛。各大空调厂家也在对空调的节能耗能率方面不断的进行改进，以适应现代生活的需求。在冬冷夏热，空调的使用率会更高，冬季寒冷，室内没有暖气，就只能通过空调设备来制暖，相反，夏季为了抵抗炎热，空调也是大部分家庭必须使用的解暑利器。另外，由于冬冷夏热地区湿气非常重，空调也能够利用除湿功能排解居住难题。所以，为了节约能源，建筑空间设计最好在体型系数和窗墙比方面加强合理性。一方面，降低体能系数能够有效节能。因为空调耗能主要取决于室外的墙体面积，如果墙体面积越小，那么空调的耗能就会随之变小，体能系数一般在0.3-0.4之间较为合适；另一方面，降低窗墙比能够实现节能目的。在建筑设计过程中，窗户的保温能力远远小于墙体，比如夏天正午时分，如若房体窗户面积过大，房内透过玻璃接收到的热度就会越大。所以如果适当减少窗体面积，能够有效降低空调能耗，达到节能效果。

2、不利用空调的设计方式

不利用空调设备对夏热冬冷地区的房屋进行建筑设计应该是最优方案。但是理想分丰满，现实很骨感，完全利用自然能力进行能量供给目前还不现实。所以这就对设计师提出了更大的挑战。建筑设计需要通过空间特殊的组合方式来避免季节温度与人体感温的矛盾。第一要加强通风设计，利用风力有效调节室内不适宜的温度，通过水平风或者垂直风等形式有效进行节能控制；第二，在室内格局设计方面，要尽可能选择大比例的空间设计规划；第三，可以通过长方体柱形的设计出更多的阴影空间，避免太阳直射带来温度的提高，降低太阳辐射度；第四，设计中要重点关注主要活动场所的舒适度，比如厨房最好远离卧室，避免烹饪高温影响到室内温度，同时，如有有窗体直射区域，此时最好与主要活动区域隔离，通过一定的艺术设计减少居住的不适感。另外，最重要的是房屋结构最好是南北走向，特别是卧室不选择西向，因为西向会导致卧室阴凉，入睡不健康。

三、冬冷夏热地区住宅建筑设计的优化

1、建筑能耗模拟设计

在建筑能耗模拟的设计过程中，需要提供至少3种模拟方案。然后从中选出一个最优节能设计来开展实施。选择标准最重要的原则就是能耗低，同时居住舒适度高。各设计方案要求能够模拟出动态空间状态，窗体朝向，墙体结构性能以及采暖方式等等。

2、窗墙比的优化设计

对于建筑设计来说，房间的采光度是设计中的重点。在冬冷夏热地区，根据其气候特点，需要给予更合理的采光设计和安排，一方面能够避免冬天过冷，反之保证也要能够有效降低夏天的楼体温度。据国家数据显示，住宅建筑设计中，卧室、厨房等活动频繁的地点采光系数要高于1，在满足国家要求的前提下，通过有效的设计方案，运用现代设计软件设计最佳的比例，以保障采光度的合理性。

3、强化隔热构造

对于冬冷夏热的地域来说，除了在房屋设计时，运用设计技巧解决房屋储热散热难问题之外。还需在隔热结构上加大力度。构筑房屋的材料需要有非常好的传热能力，不断要提高材料的热阻性能，阻碍夏天太阳光的强势入侵，更要有非常好的导热能力，以便冬天能够得到更多的阳光温度。所以在材料选择和结构设计时需要关注两方面，以给当地居民冬季夏季带去更好的居住体验。

四、住宅建筑节能发展趋势——可再生能源的利用

通过太阳能、风能等自然能源为建筑设计供给能量，在用电、保暖、供水等方面给予更便捷更节能的设计安排，将更有利于人类社会的健康发展，也将成为未来建筑节能发展的趋势。

保障室内空气流通是当下建筑设计的一大特点，这样的设计更为人性化，对居民身体健康，内心放松方面都起到非常良好的作用。所以确保通风是建筑节能设计考虑的一个问题。而在冬冷夏热地区，由于湿度非常高，所以在建筑设计层面需要考虑到排除湿气功能。故此，利用太阳能将光能转化成动能，然后来推动室内排风系统的工作，以增加室内通风量，从而实现除湿，降温，换风的作用。位于英国中部的一座办公大楼，就以突出屋面的太阳能烟囱的自然方式不仅满足了办公室的照明需求，更实现了通风效果。这样不仅提高了资源利用效率，也提高了居民居住舒适度。