浅议住宅设计中的三维节能

[摘要]我国是能源消耗大国，能源短缺已成为制约经济发展的重要的因素之一，在住宅建设与使用过程中，将大量的消耗能源。因而，建筑节能是社会经济发展及环境保护的共同要求，是确保我国建筑行业可持续发展和保障人民生活的需要。如何在住宅建筑设计中更好地利用能源、节约能源、提高住宅建筑中能源利用效率，则是从业仕需要探讨的课题

[关健字]住宅建筑三维节能设计

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

现代住宅设计中，设计的新理念要求设计要合理确定建筑朝向、外观体型、平面形状、空间布局、间距、层高及选用节能型建筑材料、保证建筑外维护、结构的保温隔热等和对建筑周围环境的绿化设计，设计以有利于施工和维护、全面应用节能技术措施、减少建筑物能耗量、获得理想的节能效果。

一、住宅节能设计的新理念

外墙隔热节能的理念

如果想要实现绿色住宅的设计理念，在外墙的保温隔热方面就必须要采取一定的措施，改善其性能。隔热性能可以通过对维护结构的面积和隔热性能两方面进行改善。减少结构的面积，则热量进入室内的量就少，夏季就会减少对空调等制冷设备的使用，减少了能源的消耗。本小区在进行户型设计时，户户都有双阳台设计，在室内和室外之间成功的设置了双阳台这一缓冲地带，冬季防止冷空气直接与室内较高温度接触；夏季则有效防止室内的低温气体与外界高温气体发生热量的交换。具有良好性能的隔热板，对房屋的冬暖夏凉具有重要作用。

住宅美观耐用的理念

不管是在住宅的整体外形设计，还是对单个住户的住房设计，我们都要求尽最大可能为住户提供一个好的观景点，保证整体上的优美设计。

在香格里拉的设计过程中，设计师们本着摒弃传统、落俗的设计理念，争取打造出一组气势恢宏，具有“独特”、“高雅”、“舒适”韵味的现代建筑群。虚实对比的建筑造型，和谐悦目的材质搭配，赋予建筑群温馨、时尚、和谐、温馨悦目的时尚感觉。整体来看，具有古典建筑的大气之美，又不失精雕细琢的优雅，外飘窗、角窗、落地窗，配合玻璃和铝合金栏杆、百叶窗等，给长久在水泥壳居住的人们得到了更多与外界交流的机会。这就满足了绿色人文视角下，人们对住宅设计的新要求。

水资源的节约要求的理念

在生态小区进行水环境的建设过程中，必须将对水资源的节约考虑进来，可以按用途不同选用不同的水质。在建设生态住宅过程中，可以在小区的适当位置建立雨水收集系统，将收集到的雨水用于小区的绿化；景观用水则严禁采用饮用水。根据用途不同，设置两套供水系统，一套专供饮用，必须达到饮用水的标准；对于非饮用水，可以采取循环利用的方式，节约水资源。

二、建筑节能的总体规划设计

按建筑功能要求与当地气候参数，在建筑节能总体规划设计中应考虑到：

1、建筑物主体朝向与平面形状

同样形状的建筑物，南北朝向要比东西朝向的冷负荷小，因此建筑物应尽可能采用南北向。做为空调建筑的平面形状，要在体积一定的情况下，利用外维护结构表面积小的建筑。

2、合理规划空间布局与控制体型系数

如依靠自然通风降温的建筑，空间布局要开敞，开较大窗口以便充分通风。设有空调系统的建筑，空间布局应紧凑，尽量减少建筑物外表的面积与窗洞面积，以此减少空调负荷。

3、绿化对节能建筑的影响

绿化对居住区的气候条件发挥有着重要影响，能调节改善气温、调节碳氧的平衡、降低温室效应、减轻大气污染、减低噪声、遮阳隔热，是改善居住区微气候、室内环境和节约能耗的有效措施。

三、建筑节能的构造规划设计

在建筑节能的构造规划设计中，是针对建筑物本身范围节能性设计合理性的要求，主要在体现在建筑外表节能设计、建筑设备节能设计及建筑空间规划节能设计三个方面：

1、建筑外表节能设计

（1）墙体节能设计

墙体是建筑结构主体，选用材料的保温性能直接影响建筑耗热量。实心粘土砖做墙体材料,保温性能不能满足设计的标准。以外墙为例，JGJ26-199标准的规定，在标志物形体系数小于0.3时，北京地区传热系数不超1.16Ｗ/(m2・Ｋ)，而内抹灰砖墙，传热系数大于上述标准数值。因而节能前提下，应推广空心砖墙和其复合墙体。

（2）门窗节能设计

门窗是住宅能耗散失最薄弱部位，占住宅总能耗比例较大，传热损失是1/3，冷风渗透是1/3，因此在保证日照、采光、通风、观景的条件要求下，要减小住门窗的面积，加强门窗气密性，降低冷风渗透，提高门窗的保温性能，减少门窗的传热量。措施有:

a、控制住宅窗墙比。住宅窗墙比指窗户面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995《民用建筑节能 设计标准》指出“北向、东向与西向、南向的窗墙比分别不超20%、30%、35%”。

b、提高住宅外窗气密性，降低冷空气渗透，设置密封条；选用密封性能好的门窗材料；做好对门窗框与墙间缝隙密封；做好对框与扇的密封。

c、改善住宅门窗保温性能。窗户采用钢塑复合窗或塑料窗，由此避免金属窗的冷桥；设置双玻璃或三玻璃；采用中空玻璃、镀膜玻璃、低辐射玻璃；缩短窗扇缝隙长度；采用大窗扇，减少小窗扇；扩大单块玻璃面积；减少窗芯；合理减少可开启窗扇面积，增加固定玻璃及固定窗扇面积，等手段以增强门窗的绝热性能。

d、设置“温度阻尼区”，是在室内与室外间设一中间层次的办法，可以象热闸一样阻止室外冷风直接渗透，减少门窗的热耗损。在住宅中，将北阳台外门、窗用密封阳台封闭起来，外门增设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计为封闭式，将屋顶人孔进行封闭处理等措施都会收到良好节能效果。

（3）屋顶节能设计

屋面节能设计的要点，其一是屋顶保温层不能选用密度大、导热系数高的保温材料；其二是屋顶保温层不能选用吸水率大的保温材料，以防屋顶湿作业时保温层大量吸水降低保温效果。目前，高效保温材料已开始应用于屋顶，如保温芯板价格低廉、施工方便、不污染环境；这种芯板为柔性制品，不但适用于平面的屋顶，也能用于曲面的屋顶，显示其在保温工程中的优越性。因此在屋顶节能设计中选用适合的材料是关健的因素。

2、建筑设备节能设计

（1）给排水节能设计

根据现行供水情况及用水情况，给排水节能设计可以分为以下几个途径：

a、尽可能利用太阳能，太阳能是绿色、清洁、丰富的的能源。合理、巧妙、充分利用太阳能可有效降低水电资源的损耗。我国大部分地区处在北纬40度以北，日照时间长，适合太阳能热水器的应用。大力的推广太阳能资，是再好不过的节能手段。如在前期设计规划当中，充分利用太阳能资源，就可大大节省常规能源，在总体上也降低了整个建筑的使用成本。

b、合理运用市政管网的余压，以分区给水的方式及新型供水设施。在城市供水中，以建筑物供水规模的大小，一般市政给水管网压力均在0.2～0.4MPa间，只能满足三至五层高的建筑供水压力。而在大中型城市中开发建造的住宅多为高层建筑。这就要求建筑设计时采用分区供水减少给水二次加压的能耗。设计中利用政给水管网压力来满足五层以下建筑的接用水，对于五层以上楼层采用二次加压供水。如此即不浪费市政管网余也不至于使低楼层管网压力过高形成折能耗及水量浪费。

c、提高用水效能，加大废水利用。日常用水及排出的污水量是非常可观的，如果采取增加回收措施把这些水收集、净化处理，以此替代自来水用作建筑绿化灌溉等杂用水，从而实现污水资源化与节约水资源的目的。设计中采用节水型卫生器具，也可减少供水量达到降低水能耗的目的，如在水笼头安装节水型充气水嘴等。

（2）住宅小区电汽节能设计

a、供配电系统的节能设计，是要根据建筑物实际负荷容量、供电距离、区域分布、气候、用电设备特点设计供配电系统，要做到设计的系统节能、可靠、操作方便。变配电所要尽量靠近负荷中心、合理调剂气候性负荷等实现经济运行减少轻载运行造成的电能损耗。

b、变压器损耗有跟负载无关的空载损失与电流通过一次、二次线圈的电阻损耗。从节能角度考虑，根据季节性温度变化负荷，装设一大一小两台变压器，根据负荷的大小灵活使用，做到节能运行。

c、电动机节能设计时，选择电动机的输出功率和各种负荷相匹配的自动调速电动机，以降低电动机电能损耗。

d、照明系统的节能设计要充分利用自然光源采光，选择高效节能的电光源，使用人体感应控制开关、动静感应开关、智能化面板开关等新的控制等方式，由此可降低电力能耗。

3、建筑空间规划节能设计

设计人员通过多年推敲、探讨，住宅内要有休息区、起居活动区及厨卫服务区三大功能，针对于节能的分区趋向明确合理。住宅中的卧室已被合理理解为休息区，功能提供休息、存放衣物。因而以夜间睡眠为主，白天多是空关着的状态，向南向北、有无直接日照，对建筑节能来说差别不大。在满足通风采光、气密性与隔热性的标准下，卧室不向南对建筑节能不造成影响。“厅”在住宅中已成为起居活动的主要空间。白天的日照、阳光对“厅”有直接的节能意义。在白天厅的使用频率比卧室高得多，是住宅中的主要空间。因此起居厅向南，白天阳光照向起居厅的人们，其节能效应十分明显，可以大大降低采暖和空调耗能。

总结：建筑节能设计技术包括建筑施工、采暖、建材、通风、空调、照明、热工、环境、监测与计算机等方方面面的专业知识，是学科交叉并充分结合的综合性技术，需要以设计中通过各个方面的努力，才能达到减少能源消耗，合理利用资源的目标。

参考文献：

[1]毛建西. 建筑设计中的几个节能问题调研.

[2]田建国.住宅节能技术的规划设计与围护结构设计

[3]潘志军.住宅给排水设计中节能和节水技术的应用