住宅建筑规划设计中的节能研究

摘要：住宅建筑的规划设计，应综合考虑用地条件、选型、朝向、间距、绿地、层数与密度、布置方式、群体组合和空间环境等因素。本文从住宅建筑规划的角度出发，选取建筑体形系数、建筑物的朝向、复式建筑等作为研究对象，研究规划阶段住宅建筑各参数对建筑能耗的影响。

关键词：住宅建筑；规划设计；建筑节能；体形系数

中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：

随着我国城市化进程的加快，城市建筑的规模不断扩大，建筑能源消耗也随之持续增加，如何减少建筑能耗，建造节约型建筑成为了建筑设计行业关注的焦点。同时，住宅建筑能耗是建筑能耗的重要组成部分，研究住宅建筑规划中的节能显得尤为重要。建筑规划与设计的合理性直接决定着住宅建筑的节能效果，决定能否为居住者提供舒适健康的节能建筑[1]。本文着眼于住宅建筑的规划阶段，分析对建筑能耗影响较大的参数，主要包括：建筑体形系数、建筑物的朝向、复式建筑等，希望为住宅建筑的规划设计提出指导意见。

建筑体形系数

我国《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）中规定，建筑体形系数 S 指“建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值”，如下所示：

式中，S为建筑体形系数，F0为建筑的外表面积(m2)，V0为建筑体积(m3)。此式表明：体形系数是单位建筑体积占用的外表面积，反映了一栋建筑体形的复杂程度和围护结构散热面积的多少，体形系数越大，体形越复杂，其围护结构散热面积就越大，建筑物围护结构传热耗热量就越大。因此，建筑体形系数对建筑能耗影响显著，有研究资料表明，体形系数由0.4减少到0.3，围护结构传热损失可降低25%，全年采暖空调能耗可减少13%[2]。以下就体形系数中几个重要的参量对建筑能耗的影响进行讨论。

(1) 体形形态：由于形状不同，建筑所受太阳影响程度及建筑室内外通过外墙表面的热交换情况将有所差异。针对各种不同体形形态的参量描述，按节能效果优劣的建筑设计顺序依次为：圆、多边形、正方形、长方形、三角形。圆和多边形为推荐建筑形状，而三角形对节能较为不利。

(2) 建筑进深：当建筑物的高度H固定时，建筑进深X与建筑长度Y对建筑体形系数S的影响效果相同。建筑长度Y增大会导致外表面积太大，体形系数相应很大，不利于节能和节地，应加以限制。因此，这里讨论进深对建筑节能的影响，随着建筑进深X的增大，体形系数S逐渐减小最后趋向于一个定值（）。在同样满足采光、通风及一定室内景观要求的情况下，进深适当增大到12.6m 左右，能大大改善室内热环境，降低体形系数，并且与小进深住宅相比，节能节地，还可以降低建筑造价[3-4]。

(3) 建筑总高度H：建筑体形系数S随着建筑总高度H的增加而减小，建筑采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗也随之减小，体形系数S对建筑采暖能耗的影响明显大于对空调能耗的影响。建筑总高度H对低层建筑、多层建筑和中高层建筑的体形系数影响非常大（期间体形系数S降低 40%～60%），而对其他建筑的体形系数影响却较为有限（期间体形系数S降低 2%～10%）。

(4) 建筑层高h：类似于建筑总高度H，建筑体形系数S随着建筑层高h的增加也逐渐减小，两者之间呈线性负相关关系。同时，随着建筑层数增加，层高h对体形系数S的影响越来越小，对低层建筑的体形系数影响最为明显。

建筑朝向

对节能住宅而言，选择合理的建筑朝向是需要着重考虑的问题。建筑物的朝向对太阳辐射得热量和空气渗透耗热量都有影响。在实际运用中，当根据日照和太阳辐射已将住宅的基本朝向范围确定后，在进一步核对季节主导风时，会出现主导风向与建筑朝向形成夹角的情况。从单栋住宅的通风条件来看，房屋与主导风向垂直效果最好。但是，从整个住宅群来看，这种情况并不完全有利，而往往希望形成一个角度，以便各排房屋都能获得比较满意的通风条件。

从长期实践经验来看，南向是全国各地区都较为适宜的建筑朝向。但在建筑设计时，建筑朝向受各方面条件的制约，不可能都采用南向，这就应结合各种设计条件，因地制宜地确定合理建筑朝向的范围，以满足生产和生活的要求。

复式建筑

随着我国居民消费水平的逐步提高，购房者的消费观念更趋理智，对居住的质量要求也大大提高，在住房选择上更趋向多元化和个性化，多种新型的特色住宅模式开始进入住宅市场。比较适合中青年家庭的复式户型比起普通的平面户型来空间形式更为丰富，变化多样，能融入更多的创意体现个性，价格相对偏低，己成为购房者比较喜爱的房型，图1所示为某复式住宅户型结构。

图1 典型的复式住宅户型结构

然而，不管任何类型的组合方式，复式建筑的采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗都比普通建筑的能耗值要高，其中复式别墅的采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗分别比普通别墅的高出 2.60Kw•h/、2.84Kw•h/和 5.44Kw•h/，而 18+1顶层复式建筑的采暖能耗、空调能耗和建筑总能耗分别比普通 18+1 建筑高出0.13Kw•h/、0.32Kw•h/和 0.45Kw•h/，因此复式建筑设计并不利于住宅的节能控制。

结语

住宅建筑规划和设计的合理性决定着居住建筑的节能效果，决定了能否为居住者提供舒适健康的节能建筑，本文分析了对建筑能耗影响较大的几个因素。在人们对于居住环境要求越来越高的现代社会，建筑规划与设计时既考虑到满足人们基本需要，有通过改良影响建筑能耗的因素，可以达到降低建筑能耗

参考文献：

[1] 赵重庆地区住宅建筑规划节能研究 [D].重庆大学硕士学位论文, 2008.

[2] 操雪荣. 居住建筑体形系数对建筑能耗影响关系研究[D].重庆大学硕士学位论文, 2007.

[3] 金虹. 严寒地区城市低密度住宅节能设计研究[D].哈尔滨工业大学博士学位论文, 2003.

[4] 王焱, 王波. 夏热冬冷地区的住宅节能设计[J].华中建筑, 2004,(22): 67-69.

作者简介：

黄成军，女，（1961.6――），汉族，山东，四川大学。