浅析住宅建筑设计中的节能措施应用

2016-10-18王丹丹中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙410007

低碳世界 2016年26期

王丹丹（中冶长天国际工程有限责任公司，湖南长沙410007）

浅析住宅建筑设计中的节能措施应用

王丹丹（中冶长天国际工程有限责任公司，湖南长沙410007）

节能是当前世界建筑发展的主要趋势，在住宅建筑设计的过程中，若要达到高舒适度和低能耗标准，应在住宅建筑设计中采取有针对性的节能措施。本文主要从住宅建筑设计中采用节能措施的必要性入手，对节能措施在住宅建筑设计中的应用进行分析，以期为促进建筑行业的创新和发展提供帮助。

住宅建筑；节能措施；应用

1　引言

随着我国城市化建设的蓬勃发展以及人们生活水平的日益提高，相应的住房要求不断提高，而修建大量环境舒适的住宅往往需要消耗大量的能源，因此，为了实现城市绿色建设和促进社会、经济的可持续发展，为了回应社会节能与环保的号召，在我国建设节能住宅、推广节能技术措施已是迫在眉睫。我国先后制订了一批技术法规和标准规范，对建筑设计的节能方面提出要求，只有采取有效的节能措施，实现有效的节能，才能适应越加严格的住宅建筑设计要求。

2　住宅建筑设计中的节能措施应用的必要性

近年来，我国能源问题已日益严重，在一定程度上制约了经济建设和社会发展，因此，提高能源的利用率对于节约能源目标的实现具有重要意义。目前，建筑能耗在社会总能耗中占据较大比例，而和人类活动关系最为密切的就是住宅建筑，将节能措施应用在住宅建筑中，可有效降低能耗（根据相关研究表明，如果在住宅建筑中采取节能措施，与过去相比能够节约约37%的能源消耗量），实现能源的合理利用，从而实现城市建设的可持续发展。当前，我国已实行了一系列国家和地方节能标准，并制定了相关的监管机制，因此，将节能理念完全贯穿于住宅建筑设计的过程中具有重要意义。

3　住宅建筑设计中的节能措施应用

3.1选择合理的布局和体型

住宅建筑设计所涉及的地理环境，建筑单体的朝向、高度、间距及广场绿地的分布情况等诸多方面都会对居住区的微气候、建筑的日照及通风情况产生影响，也间接会对住宅建筑能耗产生影响。因此，住宅建筑布局和体型优化设计应结合当地的自然环境、气候特征、建筑功能等进行综合考虑，例如：住宅朝向尽量选择南北朝向或者南偏东，偏度最好控制在10°以内，避免东西朝向，以此为夏季通风提供良好的通风条件，冬季可适当增加日照时间。另外，在建筑设计的过程中，为得到合理的有利节能的建筑体形，可考虑尽量避免建筑形体的凹凸，建筑的体形系数一般应控制在0.3内，可适当扩大住宅进深，以10～14m为宜，且住宅长度最佳为55m。同时，在建筑总体布局规划中，对于一些夏热冬暖地区的住宅建筑，可选择单体组合方案，形成风道，并将自然风充分利用起来，从而降低空调等能耗，实现能源节约。

3.2住宅建筑的平面设计

住宅建筑平面设计需满足家庭构成、生活习惯和等方面的要求，主要包括住宅建筑功能的多样化设计、房屋采光及通风性能设计、住宅舒适度设计、住宅建筑面积的合理利用率、房屋功能布局设计这五个重要方面，节能住宅在满足上述要求的同时，还应对建筑平面形状、热环境分布及温度阻尼区等多方面设置因素进行综合考虑，其具体分析内容为：①住宅建筑的平面布局应遵循规整布局的原则，以安全性为主，尽量减少建筑外围的护栏结构面积，在夏季可减少辐射，冬季可增加室内光照面积，能使住户自觉地减少空调的使用，可大大降低能源消耗。②在热环境设计过程中，应将太阳作用充分发挥出来，代替一定的能源消耗。例如，可将厨房和洗手间安置在建筑北面，卧室和客厅等则安置在建筑南面，这是一种最佳的热环境设计方案。③住宅建筑中设置一定的温度阻尼区可有效降低传热损失量，如，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来；对于夏热冬冷的地区，楼梯间设计为封闭式，并在楼梯间设窗；北向单元入口应设门斗，防止灌入冬季西北风；对于屋面上人孔密封处理等这些措施可对室内空气流速进行有效控制，从而创造良好的室内环境，收到良好的节能效果。

3.3科学的围护结构设计

住宅建筑的维护结构，是由结构材料和表面装饰材料构成，结构材料被用来将包围的空间和室外隔开。在建筑维护结构中，能源消耗最严重的部位为屋面、墙体、外门窗和地面。科学的围护结构应平衡通风和采光的相关需求，提供适合建筑地点气候条件的热湿保护，且有利于建筑节能。

3.3.1建筑屋面设计中的节能措施

在住宅建筑设计的过程中，通常会将占整体面积比例较小的屋面忽视掉，实际上屋面会对顶层楼房的舒适度产生直接影响，而且水平面的太阳辐射要大于垂直墙面，因此，屋面在建筑节能设计中占据重要地位，其保温隔热的必要性不言而喻。屋面节能设计中节能措施需注意以下几点：①为了降低屋面的自重，在选择屋面保温层材料的过程中，应尽量不选择高密度的保温材料；②在屋面设计过程中，尽量不选择吸水率较大的保温材料，避免设置排气孔而且该材料所具备的保温效果并不明显。目前，住宅建筑主要选择使用高效保温材料（如膨胀珍珠岩保温芯板、聚苯板、挤塑聚苯板等）和倒置式保温屋面（如图1所示）等方式对屋面进行保温，并起到一定的节能作用。另外，在生态建筑理念的影响下，创新使用种植屋面和遮阳屋面等新型的屋面设计，有利于降低屋面能耗。

图1　倒置式保温屋面构造做法

3.3.2建筑外墙设计中的节能措施

外墙是建筑外围护结构的主体，所以对传热的影响最大，使用节能环保型保温材料可有效减少通过围护结构的传热。目前，复合墙体被应用在住宅建筑墙体节能设计中，这种类型的墙体是在传统墙体主结构的基础上，根据建筑建设的实际需要，增设一层保温材料，可将墙体的热工性能充分发挥出来，是提高墙体保温隔热性能的重要措施。一般情况下，住宅建筑的外墙体设计按照复合节能材料和墙体主结构间的位置关系，可将其划分为外墙内部保温技术和外墙外部保温技术。其中，外墙外部保温技术被普遍应用在新建住宅区的节能设计中，是一种节能效果较好的设计方案。

3.3.3外门窗设计中的节能措施

外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大。所以在保证日照、采光、通风、观景条件下，尽量减少外门窗洞口的面积。影响建筑热工性能的因素较多，主要包括建筑外窗窗框材料的选择、玻璃类型、遮阳措施等，因此，为了实现降低能耗、提高热工性能的目标，可在住宅建筑中尽量使用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗。另外，窗墙面积的设计也会对住宅建筑的节能产生直接影响，因此，在外窗节能设计的过程中，可根据建筑实际情况对其进行合理控制，一般北向面积应≤25%，南向房屋南向面积应≤35%，而东西向房屋面积应≤30%。

3.4其它的节能措施

除了屋面、外墙、外门窗等要采用节能措施之外，还应在设计中运用其它的节能措施。像绿化植被，它具有遮挡阳光、净化空气、减少噪音污染的作用，可在住宅建筑中起到较好的节能减排效果，被称为“绿色空调”，具有一定的隔热作用，能够改善室内空气，根据相关资料统计显示，夏季有绿化的住宅建筑比没有绿化的室内温度低3～4℃，达到显著的节能效果；充分利用太阳能资源，太阳能作为一种可再生的洁净能源，是建筑上很具有利用潜力的新能源之一，也是建筑节能有效而又经济可行的重要措施。太阳能在建筑上的利用方式主要有，被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等。