节能理念在民用住宅设计中的有效应用及发展

锡林郭勒盟住房和城乡建设事业发展中心 宋宁宁

建筑业作为高消耗、高排放的产业，传统建筑工程消耗各种能源较多，从而导致工程建造过程中会产生种种环境污染问题。随着国家对生态文明建设高度重视，对贯彻绿色发展理念坚定决心，节能环保理念也对建筑行业提出了更高的要求。在此背景下，建筑节能设计的战略地位得到不断提升。

一、现状民用建筑设计中节能设计存在问题

（一）耗能大

随着社会经济的快速发展，人们对自身居住建筑质量和性能的要求也日益增加，为了更好地满足人们需求和社会的发展要求，在建筑设计中往往会有大量的能源消耗，这违背了绿色环保的节能理念。然而，建筑行业的能耗具有锁定效应，对于已完工的建筑，能源消耗相对固定，很难有所减少，如果建筑从设计、建材、施工到运营等各个环节没有很好地融入绿色节能理念，使用过程中的能耗也会有所增加，如果后期再对建筑进行节能改造，难度相对较大，经济成本过高，并且会随建筑改造而产生二次能源消耗。因此，设计作为建筑各环节的首要内容，应通过现实可靠的技术、可行合理的造价、环境和社会易接受的方法将节能设计融入居住建筑，使人们可以从居住品质、环境、功能性等方面全面考量其是否符合自己的居住条件，从而使能源浪费的现象得以改善。

（二）忽略自然因素

自然因素包括日照、风向、气温、湿度等相关要素，这些要素都会影响到建筑总体布局设计。设计人员在对建筑格局结构进行设计时，需从地形、采光、通风、朝向等自然环境考虑，充分利用自然条件使建筑冬暖夏凉，节省能源。近年来，居住建筑的客厅比较流行落地门窗、大飘窗，因为购房者都希望自己的住宅更加通透明亮。但是购房者只片面地考虑了居住的空间感，忽略了房屋使用过程中的节能问题。一般情况下，窗墙面积比越大，采暖和空调的能耗也越大。因此，从节能的角度出发，应当限制窗墙面积比。如未充分利用要素相互影响，在光照较为充足时，室内温度升高，夏季就需要利用空调达到降低室内温度的目的。若室内通风效果不好，也会增加空调使用频率。长期如此，不仅导致耗电增加的同时，还会因为缺少自然通风，出现“空调病”，影响身体健康。居住建筑为提高使用舒适性与节能性，设计时最大限度考虑利用自然资源，来为人们提供适用、高效的生活空间。

（三）建筑节能方式落后

由于社会的快速发展，其对能源的需求不断加大，人们也逐渐意识到能源短缺方面的问题。我国对能源问题的关注起步较晚，直接造成节能方案设计水平不高，且实施后的效果也不尽如人意。相较于发达国家，我国民用建筑在供热取暖方面能源消耗较大，且当前还没有理想的供暖效果。例如，在集中供暖的过程中，煤炭是主要的材料，在燃烧煤炭的过程中未充分利用就直接丢弃，进而造成资源浪费。为了缓解该现象，通过科学有效的措施对现有的节能技术进行改善，或加大地源热泵、电厂余热的利用，有效减少居住建筑的能源浪费现象。

二、节能设计在民用建筑设计中的应用原则

（一）坚持因地制宜

在民用建筑节能设计的过程中，要以降低建筑能耗为节能目标，遵循可持续发展基本原则，坚持因地制宜，充分结合当地的自然环境因素、气候特征、建筑功能、居民行为活动特点等因素，才能有的放矢地采取相应的措施，扬长避短，合理设计建筑朝向、体形、间距、高低及道路网的布局、广场绿地的分布等微气候，进而设计出高质量、低能耗的居住建筑。例如，我国北方寒冷地区的建筑更强调保暖，应合理排布楼栋朝向，保证更多的日照时间；而南方温和多雨地区则要注重雨水气候的影响，建筑设计应注重排水方便，避免洪涝。建筑布局优化设计要充分了解当地实际，对不同区域的气候条件和地质条件等外部空间环境充分研究后，得出适合该区域的节能方案，由此降低建筑的能耗。另外，还可以对可再生的太阳能资源和发电板进行利用，或者是在建筑中增加雨水收集和处理装置，方便居民进行绿化，降低水资源消耗，以实现建筑节能。

（二）坚持本土化和外部环境的设计

将节能设计应用到民用建设设计中，需要满足本土化和外部环境的设计原则。本土化设计是指，在设计中应将当地人文生活方式和一些习俗进行结合，在实现节能设计的同时，既要确保建筑同大众审美相符，又要做好外部环境的设计和布局，为人们的活动、休息提供方便。例如，对于南方城市来说部分地区的位置与赤道较为接近，有较大的太阳高度角，日照间距小，可以将转向忽略不计，且空间布局具有灵活性特征；但是缺点是住宅之间的绿地面积较小，为了加强绿地之间的相互联系，可以选择底层架空手法，不仅可以解决通风问题，同时还能避免因空间较小而出现压抑的感觉，若是北方小区选择这种方式并不会感到眼前一亮，显得多此一举，同时还会引发管理和节能方面的问题，除非是出现特殊情况需要选择这种方式解决。另外，在坚持节能设计的同时，还要尽可能增加建筑美感，但也不能一味追求造型等次要因素，而忽略内部功能的布局，应将建筑的功能、流线考虑进去，以提升生活质量。因此，在民用建筑设计中引入节能设计理念，应融入本土化设计和对外部环境的合理设计理念。

（三）选用合适的节能材料

节能材料质量会直接作用到整体建筑质量上，材料的选取是否得当直接对建筑节能效果产生影响。通常情况下，应采用不破坏自然环境、新型环保或可循环利用的节能材料。其一是将保温隔热措施做好，将建筑物能耗降到最低。对于大部分的建筑物来说，其结构以钢筋和砂石建造为主，自身散热较好，会增加能源消耗，而将隔热与保温措施进行结合，可有效减少建筑物的能量散失，如玻璃从单层换成双层，可明显提升保温效果，进而降低取暖中的能源消耗；其二是积极鼓励选用绿色、新型的高性能建筑材料，该类型材料的性能更为优越，且可以延长使用时间，功能也较为完备，可进一步提升材料的综合经济效益。例如，可以优先选用高强钢筋及高耐久性的混凝土，为了将建筑全寿命周期延长，可以将功能变动的灵活性水平考虑进去。其三选择传统的“低”技术手段，如对于传统、有效的节能措施，如自然通风、建筑遮阳进行考虑，若是一味地强调节能高科技，而忽略了对低成本节能技术的应用，就会同国家倡导的“节能”背道而驰，投入成本随之增加。随之经济投入的增加，极易可能在将来施工中发生变化，最后导致建筑同节能设计标准不符。总之，只有保证节能材料的各种工程造价具有科学合理性，才能实现环保节能的目的。

三、节能设计在民用建筑设计中的有效应用

（一）合理运用水资源和冷暖资源

水资源属于不可再生资源，再加上我国人口众多，人均水资源占有量较少，因此，将节能设计应用到民用建筑，对水资源进行有效应用意义重大。在民用建筑设计中，可设置对污水进行二次利用的回收系统，在规划布局中逐渐引入海绵城市理念，进而对水资源进行最大化利用。

另外，因人们对室内温度和空气质量的适宜性要求，冷暖空调装置大都是日夜连续不停的运作，对能源的消耗较大。为了凸显民用建筑设计的节能特性，需要将建筑智能化特征考虑进去，在室外温度适宜的情况下，尽量避免通过机械强制制冷的方式对房间进行降温，可以选择自然通风的方式来降低房屋内温度。同时还借助于建筑智能系统，抑制房屋内部热量产生，通过热吸收的方式，防止室外热量进入房屋，并对室内热量进行准确引导，不断向室外进行释放，进而实现节约能源的目的。

（二）积极挖掘可再生能源和新能源

随着新能源与节能环保等新兴产业的发展，可再生能源在建筑领域的应用逐渐增多。在人们日常生活进一步推广使用太阳能、地热能、生物质能、风能等可再生能源，降低不可再生能源的使用量，具有十分重要的意义。对于民用建筑中的可再生能源利用，设计者应当按照安全可靠、技术成熟、实用美观的原则与建筑进行一体化技术设计，尽可能减少对不可再生能源的使用频率，将节能环保的理念落到实处。例如，安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。或推广海水源热泵、污水源热泵、地源热泵、电厂余热等可再生能源应用到民用建筑。另外，对可再生能源和新能源进行充分利用，不仅可以减少日后建筑使用过程中的能源消耗，还能在一定程度上保护施工场地周围的环境，对增加能源供应，改善能源结构，提升人民群众居住水平有重要作用。

（三）优化照明系统

在建筑所有能源消耗中，尤以民用建筑物照明系统的能源消耗量最大。一是充分利用自然光照明，按照设计要求，在室外安装采光装置，通过强化光导装置，对光能进行运输，在漫射器的作用下来导入自然光线，不管是阴雨天还是下雨天，或黎明或黄昏，在该系统的作用下都能确保室内的光线充足。二是对太阳能等资源进行利用，例如，以太阳能发电的方式为地下车库供电。三是通过对建筑照明系统优化设计，选择合适的光源或开关，例如，综合考虑房间功能、生活习惯、使用需求等因素，制定个性化照明方案，选用调光开关，结合人们生活状态和实际选择不同亮度和灯光组合，以更好的贴合人们对光源需求。室外、楼道内则可以选用光控灯、声控灯等，使民用建筑照明系统能源消耗降到最低。

（四）加强建筑整体节能设计布局

对于建筑节能来说，其属于系统性工程，需要将其贯穿到建筑设计和施工中的全过程中来，是建筑物选址、规划、设计、减灾和使用等各个环节节能的综合。对于建筑物节能设计来说，广义上包含了前期的建筑物设计、选择建筑材料和设备及后期建筑设备节能运行设计。整个设计流程中需要考虑到建筑节能规划设计，建筑采光计算、建筑材料热工设计计算、围护结构节能设计、供热与制冷节能运行设计等。通过对节能型的建筑材料、产品和设备积极进行引用，全面执行建筑节能标准，对建筑物使用中的节能设备加强运行管理，使用科学有效的方法对建筑围护结构热工性能进行合理设计，不断提升采暖、制冷、通风、照明灯的运行效率；同时还能对可再生能源进行充分利用，不仅可以凸显建筑物使用功能和室内热环境质量，同时还能将建筑物能源消耗降到最低，以对能源进行科学有效的利用。因此，对于建筑设计人员来说，在建筑物设计中需要综合考虑节能与建筑的观赏性、功能性，尽快形成一套较为完善的节能设计流程。

此外，节能设计不仅体现在节约资源、减少环境污染方面，还体现在土地节约利用上。当前，我国城市用地紧张的问题较为突出，在建筑设计中应引入土地节能设计理念，通过缩小建筑物间距、提高土地利用率来达到节能的目的。但是，缩小建筑物间距的同时，不能为了追求节能而影响建筑质量、降低居住品质。一方面，可以提升建筑的地上空间使用率，将各建筑物按照功能和结构进行分类，将建筑物外形和布置形式与场地情况紧密结合，合理确定道路流线及宽度，因地制宜，紧凑布局，在满足功能的情况下，最大程度上适应周围环境，达到节约用地的目的。另一方面，可以提升建筑物内部空间利用率。在民用建筑设计中，可在地下空间中设置机房、超市及储存空间等等。

四、结语

综上所述，民用建筑同人们日常生活密切相关，可持续的生态发展观已经深入到生活中的方方面面。为了将能源消耗降到最低，在今后民用建筑设计中必然会将节能理念融入其中，通过充分利用各类能源，尽可能利用基地周围的自然条件，提高资源利用率；尽可能利用再生资源和节能新技术、采用节能建材、对系统进行整体设计，从而提高人们生活和工作环境的质量。设计人员应根据民用建筑工程实际，通过不断优化设计理念，在工程建设中不断提升节能设计水平，更好地满足人们的居住需求。