浅谈居住建筑节能设计

付凯

摘要：气候是影响建筑设计的一个重要因素，在不同的区域，应有不同的建筑形态空间布局。本文针对夏热冬暖地区气候特征，从总体规划、建筑平面布局、围护结构、建筑遮阳等来探讨该地区居住建筑节能设计。

关键词：居住建筑；节能措施；设计

引言

上世纪全球的建设量等于之前人类所有建设的总和，这源于社会的发展，科技的进步，是人类文明程度的体现。然而，有限能源已逐步枯竭，自然资源遭到破坏，环境日益恶化，城市建设和建筑发展不断面临各种各样的问题。必须以“可持续发展”的角度去审视我们的建筑设计，从根本上降低建筑能耗。另外，还必须适应社会的发展，满足消费者的需求，提高室内舒适度，减少空调设备。

一、夏热冬暖地区气候特征

夏热冬暖地区炎热潮湿，夏季闷热，气温较高，持续时间长达4—5个月，太阳辐射强度大，最热月份室内气温高达32℃左右，特别是在顶层及西晒房间显得十分闷热难受，室内热环境质量普遍较差。

二、夏热冬暖地区居住建筑设计中的地域技术

为适应夏热冬暖地区的气候特征，必然要产生一系列适应性的空间形态。为此，节能建筑通常要有“穿堂风”、穿“隔热服”、戴“遮阳帽”，建筑节能设计必须充分满足夏季防热要求。

1.居住区的总体规划

在夏热冬暖地区，为舒缓夏季酷热的气温，居住区在总体规划时，应根据夏季主导风向进行建筑小区的规划，采用合理的布局、间距和适当的架空层以有利于小区的自然通风降温；并宜在小区规划用地范围内，采取合理种植乔木、适当布置一定的水域面积、设置凉亭、廊道等遮阳措施，以改善建筑周围的热环境。小区内的硬地面宜为透水面层（如透水性锁扣砖铺砌的行车道、人行道、广场、停车场等），透水性差的面层（如水泥或沥青行车道路、人行道、广场、停车场等）的面积不宜占过大比例。

2.建筑的平面布置

为了保证一套住房内不同方位的房间之间有流畅的气流，建筑的平面布置宜结合外门窗洞口位置、房门、通道等组织好穿堂风。房间内部与可开启窗口相对应位置宜有可以用来形成穿堂风的通道，如通过房门、门亮子、内墙可开启窗、走廊、楼梯间可开启外窗、卫生间可开启外窗、厨房可开启外窗等形成房间穿堂风的通道，通风通道上的最小通风面积不宜过小，应有足够的宽度以保证空气流通，风道两端还可以设置篷、阳台、百叶遮阳板或外廊以起到导风、遮雨、遮阳作用。

建筑平面布置时，不宜将主要卧室、客厅设置在正东和正西、西北方向。不宜在建筑的正东、正西和西偏北、东偏北方向设置大面积的玻璃门窗或玻璃幕墙。

3. 围护结构的隔热性能

节能建筑的围护结构犹如一件保温“隔热服”，墙体采用隔热性能良好的新型墙体材料，适当设置保温层，且墙面作浅颜色处理。窗户采用塑钢窗框、铝塑共挤型材，再结合建筑朝向选配普通玻璃或隔热玻璃。另外，建筑屋面除了设置隔热层或架空通风层外，还要考虑利用有土或无土种植的方式隔热，戴上“遮阳帽”。

（1）墙体的隔热

对于夏季高温时间长的夏热冬暖地区，要使得传向室内的热量少，就要把投射到建筑外表的太阳辐射热转移到建筑的外部环境中去。通常采用反射隔热和升温隔热两种方式。建筑外墙面采用白色粉刷或浅色饰面来达到反射隔热的效果，采用隔热性能良好的新型墙体材料达到升温隔热的效果，有单一外墙和复合外墙材料两大类。在夏热冬暖地区的居住建筑的外墙，优先采用单一材料制品，当单一材料不能满足节能要求时，可采用复合形式。单一材料外墙包括加气混凝土砌块、空心砌块等轻质砌块。复合外墙又包括内保温复合外墙、保温材料夹芯复合外墙和外保温复合外墙三类。适当设置保温层，常采用聚苯颗粒保温浆料抹面或铺挤塑聚苯板、硬质发泡聚氨脂板等。对于东西外墙，可做花格构件或爬藤植物等垂直绿化来遮阳。

（2）窗户的隔热

外门窗是建筑能耗散失最薄弱部位，其能耗散失约占建筑总能耗散失的2/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小外门窗洞口的面积；提高外门窗的气密性，如设置泡沫塑料密封条，使用新型的密闭性能良好的门窗材料（如断热的铝合金门窗、彩色涂层镀锌节能型门窗和塑（钢）料门窗等）。在门窗框与墙间的缝隙密封可用弹性松软轻型材料（如毛毡）、弹性密闭性材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等；框与扇之问的密闭可用橡胶、橡塑或泡沫密闭条以及边框高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密闭可用三元乙丙、硅橡胶等密闭条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间可用各种弹性压条等。这些对提高外窗本身的隔热性能是有利的，尽可能使阳光滞留在户外，防止空气渗透，再结合建筑朝向选配普通玻璃或隔热玻璃。最常用的隔热玻璃有：吸热玻璃、热反射玻璃、中空玻璃。

（3）屋顶的隔热

根据夏热冬暖地区的气候特点，充分利用气候资源，屋顶的节能措施多种多样。①设置隔热层，通常采用增加屋顶的热阻与热惰性的实体材料层，如憎水膨胀珍珠岩、加气混凝土块、挤塑聚苯板等；②设置架空通风层，利用屋顶内部通风，及时带走白天上面传来的热量，夜间也可对屋顶起散热降温作用；③ 屋顶内设置贴铝箔的封闭空气间层，其热阻值提高3.6倍；④设置蓄水、含水屋面，是适应本气候区多雨气候特点的节能措施。通过蓄存天然降水或补充自来水作为水源，依靠水分的蒸发消耗屋顶接收到的太阳辐射热量，屋顶内表面温度下降3～5～C；含水屋面通过含水材料在含水状态下具有一定的热阻而起隔热作用。此外，还可考虑利用有土或无土种植的方式隔热，使人与自然融为一体的绿化隔热设计，是美观与隔热功能的完美结合，屋顶犹如戴上皇冠的“遮阳帽”。

（4）建筑的遮阳

适当的遮阳设计对减少太阳辐射是十分有效的。专家研究发现，建筑内遮阳80%的热量进人到了房间，而建筑外遮阳40%的热量进入到了室内。从节能效果上讲，建筑外遮阳是性能最突出的遮阳方法。

外墙外遮阳：充分考虑利用垂直绿化和构件实现遮阳，如百叶活动通风遮阳、阳台飘檐遮阳、花格构件或爬藤植物等垂直绿化来遮阳。

外窗外遮阳：外遮阳板可以避免阳光直射产生眩光和房间局部过热，改善室内光环境质量。外遮阳板可分为可调式和固定式。可调式遮阳板：根据太阳的照射角度来调节叶片的角度，从而达到遮阳调光的最佳效果。固定式遮阳板：分为水平式、垂直式、综合式与挡板式四种形式。

屋面外遮阳：遮阳屋面是现代建筑设计中利用屋面作为活动空间所采取的一项有效的防热措施，其做法可采用百叶板遮阳棚和采用爬藤植物遮阳棚。屋面采用百叶板遮阳棚的百叶片宜坡向北向45。；植物遮阳棚宜选择冬季落叶类爬藤植物，这样可达到夏季防热冬季得热的热工设计效果。

三、居住建筑设计中的重要手段

根据当地的气候特征，所创造出的建筑形态，是一种建筑文化的体现。其中所体现的“因地制宜”的原则及采用生态设计手段创造环境微气候的思想，即”形式追随气候的“思想是设计中的重要手段。

四、具体的方案实例分析

这是广东地区一住宅小区设计方案，较好地利用地域技术以及建筑构造学，适应夏热冬暖地区的气候特征，满足建筑节能的设计思想。

1.特点

①造型简约，经济适用，节能节水。② 斜坡造型减小了建筑体量，尺度亲切宜人。③大进深，小开间，合理分户，节约用地。④ 日照充足，自然通风，冬暖夏凉，明橱明卫。⑤ 主客分区，食寝分离，动静分区，居寝分离。⑥框架结构，加气混凝土小型砌块，轻质复合建材，造型简约，施工简易。⑦生态型住宅，节约能源，冬暖夏凉。

2.太阳能的利用

设置太阳能屋面，将太阳能热水器与屋面结合。

3.通风·遮阳

①屋顶植物构架有效遮挡阳光，降低屋顶内表面的温度。②百叶式遮阳构架起降温和导风作用。③厨房、厕所中设置通风管道，加强室内气流流动，使厨房、厕所保持负压状态。

4.节约用水

①使用节水龙头和坐便器。② 节约并合理利用水源，处理洗浴用水，收集雨水用于灌溉。

参考文献

[1]JGJ75—2003，夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准

[2] GB 50176—93，民用建筑热工设计规范

[3]DBJ15—50—2006，广东省标准.夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准