城市住宅建筑节能设计要点探析

赵伟敏

（福建省中景建筑设计院有限公司福建福州　350000）

城市住宅建筑节能设计要点探析

赵伟敏

（福建省中景建筑设计院有限公司福建福州350000）

随着城市化进程不断深化，我国住宅建筑取得了进一步发展，在缓解居民住房压力方面发挥着积极作用，但是，住宅建筑作为高能耗行业，与我国节能环保发展趋势相违背，如何更好地对城市住宅建筑进行节能设计受到越来越多的关注。本文将立足于我国住宅建筑节能设计发展现状，并对城市住宅建筑节能设计要点进行分析，从而为我国城市建筑可持续发展提供参考和指导。

城市；住宅建筑；节能；设计要点

前言

人们生活水平日渐提升，对节能环保重视度越来越高，并对住宅建筑提出了更高要求，传统住宅建筑设计规划对能源消耗量较大，难以满足现代住宅建筑发展需求，在很多程度上阻碍了城市住宅建筑进一步发展，而节能设计各要素在现代建筑中的渗透，能够有效突破传统设计存在的不足之处，因此，加强对城市住宅建筑节能设计要点的研究具有重要意义。

1　我国住宅建筑节能设计发展现状

相比较而言，我国住宅建筑节能发展较晚，且资源浪费情况十分严重，如建筑采暖，外墙耗热量远超过发达国家的4～5倍，屋顶超过2.5倍等，图1为我国能源利用率与其他国家的比较，出现这种情况的根本原因在于三个方面：①节能意识较为薄弱，难以实现对房屋的节能设计；②在设计过程中，过度关注工程初始投资，缺乏对建筑日常运行中能耗的重视；③设备使用效率偏低，且传统建筑材料进行施工，在很大程度上增加了建筑耗能。就现阶段来看，如果不重视对住宅建筑节能设计，使得高耗能建筑继续发展，势必会对国家能源生产产生消极影响，因此，在确保住宅建筑舒适性及可靠性的同时，加强对建筑节能设计、最大程度上减少建筑使用过程中能耗显得尤为重要。

图1　我国能源利用率与其他国家的比较

2　城市住宅建筑节能设计要点分析

城市住宅建筑节能设计涉及内容较多，涵盖了整个建筑，如果忽视其中任何一个环节，势必会影响整个建筑物整体耗能，基于此种情况，在城市住宅建筑节能设计过程中，可以通过规划及主体两方面入手：

2.1规划设计方面

城市住宅建筑作为人们生活不可缺少的一部分，是人们主要活动场所，针对住宅建筑规划方面来看，要特别强调平面、绿化及单体三个方面：

（1）平面规划作为整个住宅建筑节能设计的重要组成部分，在设计过程中，要尊重自然，结合自然条件合理选址、布局，通过借助自然优势，实现节能环保目标[1]。

（2）随着人们生活不断提高，对建筑绿化的关注度越来越高，绿化节能设计，不仅能够有效改善建筑周边环境，还能够提高空气质量。绿化设计的根本目标在于在建筑中增加绿化空间，为此，可以在建筑中设置绿化带，并在绿地中插种绿化植物，如花草、乔木等，在夏季时，为居民提供休闲空间，并发挥降温节能作用，图2为某住宅建筑绿化节能设计图。

图2　某建筑绿化节能设计图

（3）住宅建筑单体节能设计主要包括两个方面：①平面；②立面。就前者来看，单体节能设计需要综合考虑室内空间组合，形成穿堂风，确保室内良好通风，以此来减少能源消耗；另外，光照作为另一种室内节能方式和方法，结合光照特点，将住宅设计为朝南向，能够为室内充足的日光，提高室内温度；就后者而言，立面设计需要立足于气候条件，适当调整建筑墙体角度，促使住宅能够适应当地气候，提高资源利用率，实现节能目标。

2.2主体设计方面

城市住宅建筑主体节能设计包括外围、门窗及过渡空间三个方面。

下面以做过的两个工程（河南义马丹尼斯时代广场6#楼（寒冷地区）及福州临江新天地江南苑（地块八）2#楼（夏热冬暖地区））为例。

2.2.1外围

外围节能设计一般体现在墙体、地面及屋面。

（1）在建筑设计过程中，为了能够促使墙体发挥保温效果，主要通过两个途径实现，一方面，将墙体保温及承重有机整合，优化墙体保温性能，如利用加气型混凝土砖或者空心砖等，提升墙体保温性能；但在不同气候地区，采取的保温措施也不同，比如同样采用200厚加气型混凝土砖：义马市丹尼斯因为属于寒冷地区，所以外墙需采用40mm机械固定EPS钢丝网架板，而临江新天地项目则需要20mm厚无机保温砂浆；另一方面，在墙体内侧与外侧进行外墙保温施工，选择具有防火、耐腐蚀性强等特性的保温材料，促使其发挥保温功效，实现建筑设计节能目标。

（2）地面作为城市住宅建筑节能设计的一部分，通常可以采取两种方法实现节能目标，针对周围土壤直接接触的住宅建筑来看，可以在外墙内部2m之内，进行保温设计，并通过在地面垫层下方位置增加具有吸湿、抗压等特性的保温层，兼顾节能与保温两方面工作；除此之外，针对部分地下室没有进行采暖设计的情况，可以在地板底层铺设聚苯板等保温材料，促使其发挥保温作用。

在屋面的保温措施方面，严寒地区工程需采用100厚岩棉板，而夏热冬暖地区需采用40厚挤塑聚苯板就能满足节能需求。

（3）随着科学技术不断发展，越来越多的建材应运而生，如聚苯板、聚苯乙烯型泡沫板等保温材料的出现，以其自身材质较轻、性能稳定等优势，在建筑施工中得到了推广，不仅显著降低能耗，而且在改善建筑室内环境方面同样发挥着重要作用。

2.2.2门窗

据相关研究发现，建筑门窗结构耗能在整个建筑耗能中占比高达50%，由此可见，在针对住宅建筑节能设计过程中，需要加大对门窗结构设计的关注力度。

（1）合理调整窗墙比，窗墙比是指房间内立面与窗户之间的面积比，比值设计的合理与否不仅直接影响室内环境，且对降耗方面也发挥着重要作用。因此，建筑设计要建立在室内通风和日照基础之上，坚持合理原则，合理控制窗墙比，根据窗墙比计算结果，对应选择不同的传热系数及遮阳系数及可见光透射比，此时窗墙比越大，选择的型材越好造价就越贵。但应注意：选择的外窗，当层数为1～6层时气密性应不低于4级，当层数为7层以上时气密性不低于6级；通常情况下，东西向比值可以控制在0.3，南、北向比值一般分别控制在0.35与0.25。

（2）目前，针对门窗保温材料而言，最为常见的是铝合金门窗，铝合金门窗比塑钢门窗的传热系数小，其在实际应用中兼顾隔音及保温作用，且能够最大限度减少能源浪费情况，另外，除了门窗之外，还有一种新型保温材料，中空玻璃，以其自身辐射热能耗低等优势，受到越来越多的关注，在设计中，可以结合实际情况，合理选择门窗材料[2]，玻璃厚度及玻璃之间的夹层厚度也起到了重要的作用。窗墙比越大，选用玻璃厚度及夹层也越大。

（3）诚然，大多数大块玻璃式或者推拉式门窗能够减少冷空气的渗入量，但是，需要注意的是，需要合理控制窗扇与窗扇、玻璃及框架之间的距离，并对各个接缝处进行有效处理，避免冷空气进入室内。

2.2.3过渡空间

住宅建筑过渡空间作为住宅建筑传热重要位置，由地下室、阳台等部分构成。地下室在住宅中能够改善底层住户居住环境，并拓展建筑存储空间，但是，受到地下室自身特殊性的影响，无法在地下室进行采暖设计，最佳途径是通过提高门窗气密性、选择保温材料等实现保温节能目标。另外，就北朝向阳台封闭性阳台来看，可以在阳台上增加栏板，减少冬季西北风侵入室内，而针对朝阳阳台来说，可以适当增加其外延长度，延长日照时间。不仅如此，针对楼梯间的节能设计，可以选择封闭式，减少阳光和光照的进入，如果楼梯间是北朝向，那么可以在入口处设置门斗，实现保温目标。

2.3充分利用太阳能

太阳能作为新型能源，具有可再生性、环保等特点，大力推广太阳能，能够有效弥补我国煤电油等能源匮乏存在的不足之处，且针对太阳能开发的产品越来越多，如太阳能等，得到了人们广泛认可，至此，在设计过程中，可以将太阳能引入到建筑设计过程当中，特别是住宅厨房、卫生间位置，减少常规能源的消耗，未来，太阳能将会成为建筑节能设计的重要发展方向[3]。

最后在各方面的节能措施均计算完成后，如果有部分构造不能满足节能措施，可进行围护结构热工性能的权衡判断。通过建筑物耗热量指标计算，算出的实际全年能耗指标小于参照建筑的全年能耗，则能满足节能建筑的规定。

3　结论

根据上文所述，建筑节能设计作为一项系统、综合性工程，在减少能源消耗、优化居民生活环境等方面占据重要位置。不仅在建筑方面采取措施，也可以在各个专业都可使用一些节能措施，比如给排水专业，可采取适用变频给水设备，节水节电选用节水型给水卫生洁具，减少水源浪费。比如电气专业，可将变配电房设置在负荷中心，减少低压侧线路长度，降低线路损耗，采用高效节能型荧光灯具，并配合高品质电子镇流器等等。因此，在城市住宅建筑设计过程中，要立足于住宅建筑整体，坚持合理原则，从规划和主体入手，强调绿化、墙体等方面的设计，并积极引进新型能源，逐渐取代传统能源，最大程度上减少能耗，进而为人们创建良好的生活环境。

[1]赵阜东，陈保健，焦冠然.地下建筑可持续性设计方法——地下建筑自然通风设计研究[J].地下空间与工程学报，2010，18（03）：259～261.

[2]苏勇，胡纹，赵若炜.基于主导生态因子的城市中心区生态系统设计方法——以重庆市沙坪坝中心区为例[J].城市规划汇刊，2012，20（05）：12～ 14.

[3]铁柏清，毛晓茜，秦普丰.浅析绿色社区创建措施——以长沙市芙蓉区国家级绿色社区为例[J].环境科学与管理，2011，10（8）：158～159.

TU201.5

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1673-0038（2015）26-0035-02

2015-6-12