住宅建筑设计中的节能措施分析

摘要：降低建筑能耗, 实施建筑节能, 对于促进能源资源节约和合理利用, 缓解我国的能源供应与经济社会发展的矛盾, 有着举足轻重的作用, 也是保障国家资源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措。本文介绍了建筑节能设计含义，探讨了建筑节能设计措施。

关键词：建筑 节能设计措施

中图分类号：TU201.5文献标识码： A 文章编号：

虽然我国有着丰富的煤炭和水力资源，但从一定程度上讲，能源并非取之不竭，用之不尽。因此，大力推广建筑节能对于我国社会经济的可持续发展意义深远。节能建筑是指遵循气候设计和节能的基本方法，对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后，设计出的低能耗建筑，其主要指标有：建筑规划和平面布局要有利于自然通风，绿地率不低于35%；建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时等。节能住宅需要通过对建筑的合理设计、合理选材，最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内，从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间，降低建筑物的运行能耗，如图1。

图1节能住宅

一、建筑节能设计含义

1、节能的重要性。中国建筑能耗约占全国总能耗的30%，建筑物保温隔热性能很差，再加上供能系统的低效率，致使建筑物要达到规定的舒适度，单位面积所需的能耗比同纬度发达国家高出3～5 倍。因此，住宅进行节能设计具有十分重要的意义。

2、节能设计的内容。建筑节能是一个系统工程,从建筑材料和制品的选择与生产、建筑规划与设计、建筑施工技术与管理、建筑设备设计与选型,到建筑物在使用过程中自然能源开发与利用，采暖、空调、照明等设备的能耗节省，各个环节相互协调和紧密联系。

节能设计的原则在整个建设活动中，通过综合衡量住宅小区各个方面，在不破坏原有环境的条件下，尽可能减少自然资源耗费，将环境、气候等综合因素转化为高品质的空间、高舒适度的环境和完美的建筑形式。

二、建筑节能的设计措施

1、整体及外部环境的节能设计

建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能的目的。

（1） 合理选址

建筑选址主要是根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。

（2） 合理的外部环境设计

在建筑位址确定之后，应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求，应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境，创造建筑节能的有利环境，主要方法为：①在建筑周围布置树木、植被，既能有效地遮挡风沙、净化空气，还能遮阳、降噪；②创造人工自然环境，如在建筑附近设置水面，利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。

（3）合理的规划和体型设计

合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。

日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素，建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，要想使建筑物的朝向均满足夏季防热和冬季保温是困难的，因此，只能权衡各个因素之间的得失，找到一个平衡点，选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向，尽量避免东西向日晒。

2、住宅平面的建筑节能设计

住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地(建筑行业“四节”之一)还可以大大节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。由于我国地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向成为最节能的建筑朝向，此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风,而又避开了冬季盛行的西北风。因此,将住户长时间活动的居住空间(如厅、主要卧室)设于日照通风条件最佳的南向位置,利用自然环境使室内达到最大的舒适度,为住户节约采暖和空调的能耗，因而建筑平面宜设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等,以挡住日照直接照射主要房间,避免冬季西北风灌入。经调查,在其他条件相同的情况下,南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。

3、围护结构是建筑节能的重点

建筑的围护结构包括屋面、墙体（包括金属、石材等非透明的幕墙）和门窗（包括玻璃幕墙）。建筑师应根据建筑的功能和美观要求，综合考虑经济因素，采取有效的手段，满足建筑节能的要求。不同的围护结构性能不同，达到相应的要求所付出的代价也不一样。对于高层建筑，屋面所占的比例很小，围护结构应主要着眼于墙体和门窗。墙体达到较高的保温性能较为容易，窗户则是薄弱环节。所以，建筑的开窗面积一般不可过大，过大则使得窗墙面积比过高，热损失严重，不利于节能。对于采用建筑幕墙的建筑而言，玻璃幕墙要达到比较好的保温性能或隔热性能是比较困难的，而金属幕墙、石材幕墙等非透明幕墙则只要在幕墙面板后面加设保温层就很容易满足保温隔热要求。

所以，建筑设计时应该考虑到各个方面技术的可行性，经济的合理性，进行综合衡量，优化选择。

建筑的围护结构是整体建筑节能的一部分，建筑外窗或幕墙同样是围护结构的一部分，所以建筑设计时应该进行综合衡量，对各个部分围护结构的各项性能指标提出明确的要求，保证围护结构设计的经济与合理。

4、选用建筑节能材料

合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面, 随着科技的发展, 大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去, 更好地起到保温节能效果。如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用, 达到了更好的保温防潮效果; 新型透光隔热玻璃在门窗中的应用, 起到了更好的透光隔热效果; 采用可调节的铝材遮阳板, 达到遮阳的目的。另一方面, 要结合当地的实际情况, 发掘出一些地方节能材料, 更好地应用到建筑节能中去。

5、太阳能的利用

太阳能是一种最丰富、最便捷、无污染的再生能源。在设计中可采用廉价而耐用的太阳能电池, 自动跟踪太阳的反射镜, 可将收集的太阳光反射到室内或通过光导纤维送到房间（如图2）, 并通过发光器把光能释放进行日光浴, 栽培花卉、蔬菜或供地下室及背阴处使用，达到节能的效果。

图2 太阳能的利用

总之，住宅建筑节能不仅是国情需要、行业要求，也是未来住宅建筑发展的趋势。它不仅能改善居住热环境、利于人体健康、节约能源，还能获得住宅建筑规划与设计的效用最大化，实现住宅节能的可持续发展。同时，要保证住宅的可持续性，除了节能省地，还应做到少消耗资源、高性能品质、轻环境污染、长生命周期和多回收利用，探索、利用自然界的天然可再生能源，来达到节约能耗的目的，才能实现人、住宅、自然的和谐共存。

参考文献：

[1] 蒋才华.建筑工程节能设计的探索[J].科技传播,2010,(15).

[2] 徐玉萍,张尧龙.从建筑遮阳谈建筑节能设计[J].今日科苑，2009，（20）.

[3] 彭小云.自然通风与建筑节能[J]. 工业建筑. 2007(03)