住宅建筑设计中的节能措施应用分析

孔燕

中通服咨询设计研究院有限公司 江苏 南京 210000

引言

随着我国社会经济的快速发展，人们对建筑功能的需求也越来越多，除了要求建筑具有良好的外观以外，还要求建筑尽可能节能环保。建筑节能设计能够有效降低建筑能耗，减少建筑使用对生态环境的影响。

1 现代化建筑及其节能设计概述

传统建筑无论是土木结合还是砖木结合，都是以木构架为主体的建筑体系，除去那些高大的宫殿、宗教建筑外，大量建筑均单体不大，没有通风空调等现代机电设备。现代建筑工程存在体量大，功能复杂的特点，为满足人们的使用和舒适需求，在建筑工程设计中大量使用的通风、空调等机电设备情况非常普遍。由于通风、空调等机电设备的使用会消耗能源，不利于节能减排，设计者如充分利用传统建筑工程所蕴含的节能智慧，并将其应用到现代化建筑工程的节能设计中，以此来达到尽可能降低机电设备使用、节省能源消耗的节能效果[1]。

2 为什么要加大建筑技术中节能环保措施

在当前的大环境下，我国提倡建设资源节约型和环境友好型社会，国家和人民更加重视保护环境和节约资源。因此，消耗大量资源以及可能对环境产生严重污染的建筑行业，必须积极响应节能环保政策，在建筑设计方面采取节能环保措施是很有必要的。目前，我国节能环保的建筑设计成本可能比非节能环保的建筑设计成本要大，但随着科学技术的进一步发展，前者的成本必定会比后者成本更少。当下，许多城市在开展老旧城区改造工作，但是在改造的过程中，相关部门不了解当地的情况，忽视了居民对舒适性的要求；同时，改造部位多为门窗外栅栏等外部部位，可再生资源未得到充分利用。这些问题都说明了当前我国建筑设计需要节能环保。下面以北方寒冷地区的房屋建筑为例。在北方房屋采用外墙外保温技术、屋顶平改技术、门窗更换技术、遮阳技术之前，北方家庭每年冬季需要缴纳高额的暖气费，政府也需要提供大量的燃料，空气污染问题严重。最终，人民生活成本不断增加，居住环境变得越来越差。因此，增加建筑技术中节能环保的措施是有必要的。

3 节能措施在住宅建筑设计中的运用

3.1 节能设计融入住宅的整体布局

节能设计需要融入整体的建筑设计中去，这样才可以实现整体的建筑节能设计布局。设计人员在进行民用建筑外部环境设计时，需要尽可能地利用当地的环境优势，比如在透风且光照充足的地方建设建筑物，这样可以充分利用太阳能、风能等可再生资源，从而减少建筑内部的电能使用，达到节能的效果。因此，设计人员必须认真勘查建筑物所在地的气候条件，清晰掌握当地的光照、通风情况，只有这样，才可以最大限度地利用自然资源，合理实现建筑节能环保的目标。除了可以通过自然资源开展节能设计之外，设计人员还可以通过合理节省土地使用来达到节能的目标。例如，采取科学方式缩减建筑物间的距离可以起到节约土地使用面积的方式，提升土地资源的利用率，同时保证建筑物的质量。与此同时，在开展建筑物内部空间设计时，可以充分利用地下空间面积，比如将机房、超市、储藏室等都布局在地下，这样可以提升建筑物的内部空间使用率。另外，居住用房可以考虑设计全开放式的客厅、厨房，这样在提升居住房屋的使用空间的同时，内部通风和采光效果也得到了提升。除此之外，还可以考虑采取并列式或平行式的物件布局方式，提升内部空间的使用效率。

3.2 住宅户型平面合理设计，控制体型系数

在住宅建筑设计中，平面设计是其中一项重点内容，在具体平面设计工作的落实中，设计人员要提前了解人们对于居住条件、居住环境的需求，在此基础上进行设计，可以确保设计的有效性。住宅户型设计通常采用的是南北通透设计方式，该种设计方式的主要目的是，促使住宅建筑通风能力得到提升，强化建筑自身采光能力，而且可以达到冬暖夏凉的效果。建筑的体型系数对节能影响较大，一般来说控制建筑的体型系数，主要是减少建筑物外表面积，减少建筑形体的凹凸。前期设计时住宅应尽量选用外轮廓规整户型，通过控制建筑体型可以达到降低建筑整体能耗。《江苏省民用建筑施工图绿色设计文件编制深度规定》要求居住建筑因体型系数超标而进行性指标设计时，屋面、墙体、窗户的传热系数、屋面和墙体的热惰性指标应满足相近体型系数达标时规定性指标的要求。即体型系数超标时，需要加强屋顶、外墙和门窗的保温效果[2]。

3.3 保温节能材料的合理选择和应用

在现代建筑的节能设计中，设计者合理选择不同地区当地普遍使用的材料，来提升整体建筑工程的节能效果。①建筑墙体材料的合理选择。因为我国的地理环境十分广袤，南北方气候环境存在很大不同，因此在具体的建筑工程节能设计中，设计者应借鉴传统建筑工程技术，根据不同地域和不同条件来进行建筑材料的合理选择。比如，陕北的窑洞，为有效适应气候特征，利用有较好蓄热效果的土坯等材料作为墙体材料；北方一些采用了三七墙、四九墙的砖混建筑，房间内冬暖夏凉。这是由于土墙与砖墙都能够很好地蓄热，墙体热容量越高，室内的温度变化就越小，越能维持稳定的热环境。现代建筑普遍采用热惰性好的墙体材料并结合EPS、XPS、岩棉等保温材料的使用，对维持室内的热环境非常有效，可减少空气调节设备的使用。②建筑门窗材料的合理选择。对于建筑节能来说，提升墙体的保温隔热性能是比较容易的，因为保温材料的价格并没有那么昂贵。但窗户作为建筑节能设计中除墙体外的非常重要的组成部分，造价较高。选用采用铝包木窗框，结合双层或三层中空、真空或镀膜玻璃这类传热系数低的门窗才能满足规范和使用要求。窗墙比大的住宅，对窗户玻璃、型材和遮阳的要求都很高，因此在住宅设计过程中，在满足使用和日照通风要求的前提下，合理控制窗墙比至关重要。由于节能规范和绿色建筑的要求越来越高，在设计初始，在外立面和平面设计时，充分考虑窗户比。

3.4 做好采光通风设计

采光通风设计是住宅建筑设计中一个非常重要的部分，规范中对日照、采光和通风都有明确的要求。首先在住宅总平面布置时，尽量争取较大的日照间距，使每户住宅的日照满足规范要求；其次在平面设计过程中，主要居住空间尽量避免凹凸设计，减少自遮挡等不利因素。在采光方面，尤其要重视在凹槽、连廊、天井等周边次要空间的采光，满足日常生活的需求。在通风设计方面，应结合当地常年主导风向，采用气流模拟分析通风情况。在住宅单体设计时，尽量南北通透，各居室保证一定的开窗通风面积，便于气流组织和对流。

3.5 围护结构的节能设计

由于住宅建筑围护结构直接关系到建筑物的保温效果，因此在进行节能设计时需要关注围护结构的设计。建筑围护结构对建筑物墙体的隔热保温效果起着决定性作用，直接关系到节能设计的实施效果。因此，在开展外围护结构的节能设计时，需要科学合理地选择保温技术以及所使用的节能材料。通常情况下，目前采取的墙体保温节能技术多是外墙保温技术，分为外墙外保温、内保温和自保温3类技术类型。根据不同的地区，不同的体形系数，外围护结构有不同的要求。建议结合装配式建筑外墙等技术，合理采用绿色、经济、环保的材料，并满足建筑防火规范的要求。

3.6 建筑空间布局的合理设计

在进行现代化建筑工程设计中，为使其达到良好的节能效果，一项关键的内容就是对其空间进行合理的布局。如果建筑空间设计不够合理，人们就需要通过安装空调等的方法来进行室内降温，这样势必会产生很大的能源消耗。在北方传统合院合院的设计中，对于西晒的房间会赋予次要功能、对室外庭院和建筑的回廊进行科学组合，在整体建筑空间中增加了更多的阴影区域，这样便可达到良好的遮阳降温效果；南方的吊脚楼，为避免潮湿以及有好的通风，生活空间位于上层。所以我们可以对传统建筑的设计加以科学借鉴，在现代建筑的设计中采用把次要功能房间的布置在次要朝向、加设回廊和围廊等手法来实现建筑空间结构的合理优化，提升其遮阳效果。

3.7 推行节能科技

随着科技水平的不断提高，越来越多新节能技术融入住宅建筑中，有效地提高了整体的节能效果，例如在建筑中利用新型的节能空调和节能热水器，都可以降低不可再生能源消耗。新型技术自动调节型住宅，利用太阳能实现整体住宅内部电力的供应，同时也可以将能量储存在其中，有效地提高整体的控制效果。现住宅设计中采取装配式技术，全面提高建筑的保温效果，贯彻落实因地制宜原则，减少不可再生能源的排放。通过节能和环保的相互统一提高资源的利用率，满足环境管理的要求，避免出现能源浪费的问题。在节能设计时，要将设计理念融入计算机模型中进行全方位模拟，考虑周边的气候条件，快速地发现在设计方案中所存在的偏差，逐渐完善整体的节能设计模式。

3.8 合理使用水资源和冷暖资源

在人们日常生活中使用到的诸多资源里，水资源是十分关键的一项资源。因此，在进行民用建筑设计过程中，设计人员需用针对水资源进行科学合理的节能设计，尽可能减少水资源的浪费。例如，设计人员可以在进行节能设计时，将污水回收系统融入建筑设计里，将生活污水、废水统一收集起来，采取污水净化措施，从而实现污水废水再利用。除此之外，设计人员还可以考虑增加人工湿地的设计，将生活污水排放到人工湿地，不仅解决了污水处理问题，也为城市增加了一片绿植，保护了当地的生态环境。在充分利用水资源的同时，还需要综合考虑冷暖资源的使用。由于现代住宅大多采取冷暖空调进行温度调节，通常是白天晚上都在使用空调，这在一定程度上造成了电能资源的消耗。所以，在进行节能设计时，将建筑智能化使用引入到设计方案中，实现智能化控制建筑，保持室温稳定在适宜温度状态。

3.9 节能建筑技术设计

在开展绿色建筑设计的过程中，必须要从各个角度上合理开展设计，切实有效地保障建筑工程的生态降耗性能，满足人们对美好生活的向往。当前节能降耗、生态环保理念深入人心，并且成为我国各个领域的发展方向。节能减排的生活当前不断受到广大群众的追捧，所以在进行绿色建筑设计时，应该强化节能技术的应用，系统性地开展节能技术应用，保障整体建筑的绿色、生态化水平。可以结合绿色建筑工程建设需求，科学合理应用钢结构框架进行设计，借助装配式钢结构框架确保建筑工程框架施工的生态性与科学性。针对门窗节能技术设计时，应该在确保整个建筑散热、通风性的同时，结合不同城市的特点，设置科学的门窗施工技术参数。对门窗开设面积、门窗使用材料、门窗透光率等诸多因素进行考量。结合四季变化趋势，充分应用自然光热能源，减少人们对空调、地暖等诸多能源设备的依赖，实现节约降耗的目的。在开展节能建筑外墙设计时，需要选择新型节能外墙保温材料，并对建筑外墙开展高质量处理，使用保温涂料、轻保温板材等材料，引入复合型外墙施工技术手段。例如，可以通过设置加气混凝土材料贴附到建筑外墙外侧，这样不仅可以吸附外界的噪声，而且还可以增加整个建筑物的隔音效果，在保持建筑余热的基础上，实现对太阳光紫外线的扩散辐射，这样切实有效地提高了自然能源的利用效率，降低了内部能源的消耗。在绿色建筑设计的理念下进行建筑设计，不仅可以满足当前人们对建筑的功能性要求，而且还潜移默化地促进了我国建筑事业的稳定发展[3]。

4 结束语

综上所述，随着现代节能环保理念的不断深入，节能环保也成为现代住宅建筑的必然发展方向。而在现代化建筑的节能设计中，满足建筑使用需求的基础上实现其能源消耗与运行成本的有效节约。因此，在住宅节能设计中，设计者可以对传统的建筑工程技术加以合理应用，根据实际情况，利用传统建筑的自然通风设计、遮阳及太阳能利用等可再生能源的技术，合理选用绿色节能环保材料，促进现代住宅工程的建设与发展。