武汉城市住宅节能设计策略

摘 要：据专家预测，我国到本世纪中叶，能源需求将达到中等发达国家水平的要 求，建筑用能向中等发达国家靠近。在现有状况下，随着人们生活水平的提高，对居住质量要求的提升，建筑能耗势必会增加趋势，对能源的需求也会越来越多，所以武汉地区住宅建筑节能是一个刻不容缓的问题。

关键词：居住区规划 节能设计

随着经济生活水平的提高和科学技术的飞速发展，人们对居住质量越来越重视，要求建筑师在进行艺术创作的同时，更应科学地、实用地、有远见卓识地开展建筑创作活动，从居住区的规划到住宅单体设计都充分尊重能源的有效利用，通过建筑设计手段主动地、积极地节省能源消耗、提高能源的利用效率。

一、建筑的选址

武汉是座有山有水的城市，其独特的地理气候特点决定了住宅节能设计要充分利用局部气候。选址时应注意考虑基地所在区域的微气候特征，尽量争取对节能设计有利的地块；同时，居住区的总体布局设计也是利用好基地微气候环境的关键。影响居住区选址的因素很多，但在选址时应遵循以下原则：

1、向阳原则――采暖目的

日照与人们的日常生活、健康、工作效率关系紧密，因此在规划设计中要注意合理利用太阳辐射。在寒冷的冬季，住宅规划设计应在满足冬至日规定最低日照小时数的基础上，尽可能争取更长的日照时间，减少建筑能耗。为此建筑的基地应选择在向阳的平坡或山坡上，以争取尽量多的日照，为建筑单体的节能设计创造采暖先决条件；另外，建筑的前方应无固定遮挡，造成不必要的能源浪费；同时，建筑位置要有效避免西北寒风；此外，应使基地内建筑满足最佳朝向范围，并使建筑内的各主要空间有良好朝向的可能，以使建筑争取更多的太阳辐射。

2、通风和遣阴原则――纳凉目的

武汉地区节能建筑在满足冬季采暖要求同时兼顾夏季通风问题，尽量不用常规能源消耗，多利用自然提供的条件，从而达到室内创造凉爽目的的方法。建筑纳凉最古老、最合理的方法就是争取良好通风。

此外，遮阴是建筑防止过多的夏季太阳辐射达到纳凉目的的有效措施，基地遮阴条件主要来自三方面：绿化遮阴、在特定的气候环境缩小建筑间距、地貌遮阴。

3、减少能量需求原则――综合目的

尊重气候条件，使新建筑避免一些外来因素而增加冷（热）负荷，尽量少地受自然的不良干扰，并通过设计改造，以降低建筑对能量的需求。

二、合理的日照间距、开敞的南面空间

武汉市属太阳能资源贫乏带，但如果能有效地利用太阳能资源，争取冬季建筑日照时间和夏季避免强烈的太阳辐射，是建筑设计中一个非常重要的问题。从建筑节能角度考虑，要求底层居室的窗台面在大寒日应保证有效连续不得少于2小时的日照时间。为此，建筑要有合理的日照间距，每套住宅至少应有一个居室空间能获得同照，而这一间距又与前排建筑高度、长度、建筑朝向、当地地理纬度、以及建筑用地的地形等因素有关。既要保证合理的日照时间，又要避免过量的日照造成室内过热对人体的不舒适，在建筑设计时，应该结合节约用地原则，综合考虑各种因素来确定合理的建筑日照间距，为住户提供好的日照条件。这就要求要合理布局总平面，形成开敞的南面空间；在合理选择建筑单体体形的同时，需要考虑不同高度建筑的规划布局，南向地区，先布置低层，避免对北边建筑的遮挡，形成南低北高的格局。

三、住区自然通风的控制

采用自然通风方式的根本目的就是减少空调制冷系统的能源消耗。自然通 风是一项古老的技术，我省的传统建筑中往往通过穿堂风、拐角风等方式或利用天井等的烟囱效应组织加强自然通风。武汉地区受季风气候影响很大，对风的控制成为武汉地区舒适性节能住宅设计的重要环节。

四、选择合理的居住区建筑朝向

住宅群体布置中优先考虑的问题就是选择合理的住宅建筑朝向。影响住宅朝 向的因素很多，如地理纬度、地段环境、局部气候特征及建筑用地条件等。对最 佳建筑朝向的提法蕴含着明显的地域特征，朝向选择需考虑的因素有：冬季日照和防风、夏季遮阳和自然通风、降雨、利用地形和节约用地等。

五、改善居住区室外热环境

在居住区设计中，针对武汉独特气候条件，设计高效美观的绿化形式、设置水景及改善道路铺地形式，从而改善居住区室外环境。通过室外环境布置降低环境温度，减少居住区热岛效应，避免室内外温差过大和缩短散热时间，提高室外热舒适，降低住宅的空调能耗，减少人类对于自然资源的使用，规划设计中常采用的做法有：

1、利用绿化改善室外热环境

设计得当的绿化，通过植物遮阳和蒸发作用，减少建筑透过窗户直接得热，调节建筑吸收的太阳辐射量，改变环境的热湿平衡，从而降低建筑夏季的空调负荷。同时，在冬季可起到风屏作用，减少风压，减少冷空气渗透量，降低建筑采暖负荷。

2、引水入池、喷泉等亲水设施

水是蓄热量很大的物质，水的蒸发可以带走大量热量从而大幅度降低水体 周围的气温。武汉市降雨量大，水资源丰富，从长远的观点看，充分利用雨水资源来改善室外热环境是非常值得推荐的。

虽然水的蒸发加大了空气湿度，但对武汉市夏季室外降温的效果却很明显。现有的河流和雨水等水资源可以在寒冷的气候中创造冬天的热汇，在炎热的气候中创造温度差以产生凉爽的空气流，有助于为场地提供清凉。同时水在蒸发过程中带走大量的热量，空气经过任何潮湿的表面都可因之变凉，从而冷却建筑及其周围环境。

在居住区规划中，我们除了可以通过建筑周围的人工水面来进行蒸发降温外，还可以通过人工瀑布和喷泉提高蒸发降温的效果、通过细腻喷洒的水雾来真接冷却室外空间等等。

3、利用铺地或路面改善室外热环境

武汉市居住区内规划布置的传统硬质铺地，强调迅速地将降水通过表面找坡与排水沟排走。然而，这种硬质材料易反射太阳辐射，使周围气温上升。透水性硬化路面或铺地是能满足路用及铺地强度和耐久性要求的地面，由于该地面面层表面的多孔构造形式，使其具有接近于草坪和土壤的渗水性及保湿性，雨水可以渗入其下垫层，不但有效地补充了地下水源，利于周围植物的灌溉，同时也可减少城市排水系统的排水压力，缓解城市内涝积水，降低铺地表面的温度，调节居住区的热微气候，也可以缓解“城市热岛现象”。

以人的健康和舒适性为根本，以可持续发展思想为指导，寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一。既要在以人为本的基础上用自然空间和人工手段来创造一个舒适、健康的生活环境，同时又要控制对自然资源的使用，实现向自然索取与回报之间的平衡，即创造和建立人与自然和谐共生的高品质健康住宅。这是发展城市住宅节能设计的前提，也是我国社会经济发展的必然要求，更是现代人性化设计理念的充分表达。

参考文献：

[1]付祥钊.夏热冬冷地区建筑节能技术.中国建筑工业出版社.

[2]江亿 林波荣 曾剑龙等.住宅节能中国建筑工业出版社.

[3]林宪德.绿色建筑设计技术汇编.内政部建筑研究所.

[4]柳孝图.夏热冬冷地区住宅热环境设计研究.建筑节能.

[5]宋德蕾 张峥.建筑平面体形设计的节能分析.新建筑.

[6]宋德萱.节能建筑设计与技术.

[7]王立雄.建筑节能.中国建筑工业出版社.

作者简介：

周丽莎（1979.1―），女，汉族，湖北武汉人，副教授，硕士，主要从事环境艺术设计研究

课题项目：湖北省教育厅人文社会科学研究项目项目编号：15G181。