趙偉敏

（福建省中景建筑設(shè)計(jì)院有限公司福建福州　350000）

城市住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析

趙偉敏

（福建省中景建筑設(shè)計(jì)院有限公司福建福州350000）

隨著城市化進(jìn)程不斷深化，我國(guó)住宅建筑取得了進(jìn)一步發(fā)展，在緩解居民住房壓力方面發(fā)揮著積極作用，但是，住宅建筑作為高能耗行業(yè)，與我國(guó)節(jié)能環(huán)保發(fā)展趨勢(shì)相違背，如何更好地對(duì)城市住宅建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文將立足于我國(guó)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)城市住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，從而為我國(guó)城市建筑可持續(xù)發(fā)展提供參考和指導(dǎo)。

城市；住宅建筑；節(jié)能；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

前言

人們生活水平日漸提升，對(duì)節(jié)能環(huán)保重視度越來(lái)越高，并對(duì)住宅建筑提出了更高要求，傳統(tǒng)住宅建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃對(duì)能源消耗量較大，難以滿足現(xiàn)代住宅建筑發(fā)展需求，在很多程度上阻礙了城市住宅建筑進(jìn)一步發(fā)展，而節(jié)能設(shè)計(jì)各要素在現(xiàn)代建筑中的滲透，能夠有效突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的不足之處，因此，加強(qiáng)對(duì)城市住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)的研究具有重要意義。

1　我國(guó)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

相比較而言，我國(guó)住宅建筑節(jié)能發(fā)展較晚，且資源浪費(fèi)情況十分嚴(yán)重，如建筑采暖，外墻耗熱量遠(yuǎn)超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家的4～5倍，屋頂超過(guò)2.5倍等，圖1為我國(guó)能源利用率與其他國(guó)家的比較，出現(xiàn)這種情況的根本原因在于三個(gè)方面：①節(jié)能意識(shí)較為薄弱，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋的節(jié)能設(shè)計(jì)；②在設(shè)計(jì)過(guò)程中，過(guò)度關(guān)注工程初始投資，缺乏對(duì)建筑日常運(yùn)行中能耗的重視；③設(shè)備使用效率偏低，且傳統(tǒng)建筑材料進(jìn)行施工，在很大程度上增加了建筑耗能。就現(xiàn)階段來(lái)看，如果不重視對(duì)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，使得高耗能建筑繼續(xù)發(fā)展，勢(shì)必會(huì)對(duì)國(guó)家能源生產(chǎn)產(chǎn)生消極影響，因此，在確保住宅建筑舒適性及可靠性的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、最大程度上減少建筑使用過(guò)程中能耗顯得尤為重要。

圖1　我國(guó)能源利用率與其他國(guó)家的比較

2　城市住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

城市住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)涉及內(nèi)容較多，涵蓋了整個(gè)建筑，如果忽視其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)，勢(shì)必會(huì)影響整個(gè)建筑物整體耗能，基于此種情況，在城市住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以通過(guò)規(guī)劃及主體兩方面入手：

2.1規(guī)劃設(shè)計(jì)方面

城市住宅建筑作為人們生活不可缺少的一部分，是人們主要活動(dòng)場(chǎng)所，針對(duì)住宅建筑規(guī)劃方面來(lái)看，要特別強(qiáng)調(diào)平面、綠化及單體三個(gè)方面：

（1）平面規(guī)劃作為整個(gè)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要組成部分，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要尊重自然，結(jié)合自然條件合理選址、布局，通過(guò)借助自然優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)[1]。

（2）隨著人們生活不斷提高，對(duì)建筑綠化的關(guān)注度越來(lái)越高，綠化節(jié)能設(shè)計(jì)，不僅能夠有效改善建筑周邊環(huán)境，還能夠提高空氣質(zhì)量。綠化設(shè)計(jì)的根本目標(biāo)在于在建筑中增加綠化空間，為此，可以在建筑中設(shè)置綠化帶，并在綠地中插種綠化植物，如花草、喬木等，在夏季時(shí)，為居民提供休閑空間，并發(fā)揮降溫節(jié)能作用，圖2為某住宅建筑綠化節(jié)能設(shè)計(jì)圖。

圖2　某建筑綠化節(jié)能設(shè)計(jì)圖

（3）住宅建筑單體節(jié)能設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面：①平面；②立面。就前者來(lái)看，單體節(jié)能設(shè)計(jì)需要綜合考慮室內(nèi)空間組合，形成穿堂風(fēng)，確保室內(nèi)良好通風(fēng)，以此來(lái)減少能源消耗；另外，光照作為另一種室內(nèi)節(jié)能方式和方法，結(jié)合光照特點(diǎn)，將住宅設(shè)計(jì)為朝南向，能夠?yàn)槭覂?nèi)充足的日光，提高室內(nèi)溫度；就后者而言，立面設(shè)計(jì)需要立足于氣候條件，適當(dāng)調(diào)整建筑墻體角度，促使住宅能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

2.2主體設(shè)計(jì)方面

城市住宅建筑主體節(jié)能設(shè)計(jì)包括外圍、門(mén)窗及過(guò)渡空間三個(gè)方面。

下面以做過(guò)的兩個(gè)工程（河南義馬丹尼斯時(shí)代廣場(chǎng)6#樓（寒冷地區(qū)）及福州臨江新天地江南苑（地塊八）2#樓（夏熱冬暖地區(qū)））為例。

2.2.1外圍

外圍節(jié)能設(shè)計(jì)一般體現(xiàn)在墻體、地面及屋面。

（1）在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了能夠促使墻體發(fā)揮保溫效果，主要通過(guò)兩個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)，一方面，將墻體保溫及承重有機(jī)整合，優(yōu)化墻體保溫性能，如利用加氣型混凝土磚或者空心磚等，提升墻體保溫性能；但在不同氣候地區(qū)，采取的保溫措施也不同，比如同樣采用200厚加氣型混凝土磚：義馬市丹尼斯因?yàn)閷儆诤涞貐^(qū)，所以外墻需采用40mm機(jī)械固定EPS鋼絲網(wǎng)架板，而臨江新天地項(xiàng)目則需要20mm厚無(wú)機(jī)保溫砂漿；另一方面，在墻體內(nèi)側(cè)與外側(cè)進(jìn)行外墻保溫施工，選擇具有防火、耐腐蝕性強(qiáng)等特性的保溫材料，促使其發(fā)揮保溫功效，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)節(jié)能目標(biāo)。

（2）地面作為城市住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一部分，通?？梢圆扇煞N方法實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，針對(duì)周圍土壤直接接觸的住宅建筑來(lái)看，可以在外墻內(nèi)部2m之內(nèi)，進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)，并通過(guò)在地面墊層下方位置增加具有吸濕、抗壓等特性的保溫層，兼顧節(jié)能與保溫兩方面工作；除此之外，針對(duì)部分地下室沒(méi)有進(jìn)行采暖設(shè)計(jì)的情況，可以在地板底層鋪設(shè)聚苯板等保溫材料，促使其發(fā)揮保溫作用。

在屋面的保溫措施方面，嚴(yán)寒地區(qū)工程需采用100厚巖棉板，而夏熱冬暖地區(qū)需采用40厚擠塑聚苯板就能滿足節(jié)能需求。

（3）隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，越來(lái)越多的建材應(yīng)運(yùn)而生，如聚苯板、聚苯乙烯型泡沫板等保溫材料的出現(xiàn)，以其自身材質(zhì)較輕、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，在建筑施工中得到了推廣，不僅顯著降低能耗，而且在改善建筑室內(nèi)環(huán)境方面同樣發(fā)揮著重要作用。

2.2.2門(mén)窗

據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，建筑門(mén)窗結(jié)構(gòu)耗能在整個(gè)建筑耗能中占比高達(dá)50%，由此可見(jiàn)，在針對(duì)住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要加大對(duì)門(mén)窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)注力度。

（1）合理調(diào)整窗墻比，窗墻比是指房間內(nèi)立面與窗戶之間的面積比，比值設(shè)計(jì)的合理與否不僅直接影響室內(nèi)環(huán)境，且對(duì)降耗方面也發(fā)揮著重要作用。因此，建筑設(shè)計(jì)要建立在室內(nèi)通風(fēng)和日照基礎(chǔ)之上，堅(jiān)持合理原則，合理控制窗墻比，根據(jù)窗墻比計(jì)算結(jié)果，對(duì)應(yīng)選擇不同的傳熱系數(shù)及遮陽(yáng)系數(shù)及可見(jiàn)光透射比，此時(shí)窗墻比越大，選擇的型材越好造價(jià)就越貴。但應(yīng)注意：選擇的外窗，當(dāng)層數(shù)為1～6層時(shí)氣密性應(yīng)不低于4級(jí)，當(dāng)層數(shù)為7層以上時(shí)氣密性不低于6級(jí)；通常情況下，東西向比值可以控制在0.3，南、北向比值一般分別控制在0.35與0.25。

（2）目前，針對(duì)門(mén)窗保溫材料而言，最為常見(jiàn)的是鋁合金門(mén)窗，鋁合金門(mén)窗比塑鋼門(mén)窗的傳熱系數(shù)小，其在實(shí)際應(yīng)用中兼顧隔音及保溫作用，且能夠最大限度減少能源浪費(fèi)情況，另外，除了門(mén)窗之外，還有一種新型保溫材料，中空玻璃，以其自身輻射熱能耗低等優(yōu)勢(shì)，受到越來(lái)越多的關(guān)注，在設(shè)計(jì)中，可以結(jié)合實(shí)際情況，合理選擇門(mén)窗材料[2]，玻璃厚度及玻璃之間的夾層厚度也起到了重要的作用。窗墻比越大，選用玻璃厚度及夾層也越大。

（3）誠(chéng)然，大多數(shù)大塊玻璃式或者推拉式門(mén)窗能夠減少冷空氣的滲入量，但是，需要注意的是，需要合理控制窗扇與窗扇、玻璃及框架之間的距離，并對(duì)各個(gè)接縫處進(jìn)行有效處理，避免冷空氣進(jìn)入室內(nèi)。

2.2.3過(guò)渡空間

住宅建筑過(guò)渡空間作為住宅建筑傳熱重要位置，由地下室、陽(yáng)臺(tái)等部分構(gòu)成。地下室在住宅中能夠改善底層住戶居住環(huán)境，并拓展建筑存儲(chǔ)空間，但是，受到地下室自身特殊性的影響，無(wú)法在地下室進(jìn)行采暖設(shè)計(jì)，最佳途徑是通過(guò)提高門(mén)窗氣密性、選擇保溫材料等實(shí)現(xiàn)保溫節(jié)能目標(biāo)。另外，就北朝向陽(yáng)臺(tái)封閉性陽(yáng)臺(tái)來(lái)看，可以在陽(yáng)臺(tái)上增加欄板，減少冬季西北風(fēng)侵入室內(nèi)，而針對(duì)朝陽(yáng)陽(yáng)臺(tái)來(lái)說(shuō)，可以適當(dāng)增加其外延長(zhǎng)度，延長(zhǎng)日照時(shí)間。不僅如此，針對(duì)樓梯間的節(jié)能設(shè)計(jì)，可以選擇封閉式，減少陽(yáng)光和光照的進(jìn)入，如果樓梯間是北朝向，那么可以在入口處設(shè)置門(mén)斗，實(shí)現(xiàn)保溫目標(biāo)。

2.3充分利用太陽(yáng)能

太陽(yáng)能作為新型能源，具有可再生性、環(huán)保等特點(diǎn)，大力推廣太陽(yáng)能，能夠有效彌補(bǔ)我國(guó)煤電油等能源匱乏存在的不足之處，且針對(duì)太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品越來(lái)越多，如太陽(yáng)能等，得到了人們廣泛認(rèn)可，至此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以將太陽(yáng)能引入到建筑設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，特別是住宅廚房、衛(wèi)生間位置，減少常規(guī)能源的消耗，未來(lái)，太陽(yáng)能將會(huì)成為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向[3]。

最后在各方面的節(jié)能措施均計(jì)算完成后，如果有部分構(gòu)造不能滿足節(jié)能措施，可進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷。通過(guò)建筑物耗熱量指標(biāo)計(jì)算，算出的實(shí)際全年能耗指標(biāo)小于參照建筑的全年能耗，則能滿足節(jié)能建筑的規(guī)定。

3　結(jié)論

根據(jù)上文所述，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)系統(tǒng)、綜合性工程，在減少能源消耗、優(yōu)化居民生活環(huán)境等方面占據(jù)重要位置。不僅在建筑方面采取措施，也可以在各個(gè)專業(yè)都可使用一些節(jié)能措施，比如給排水專業(yè)，可采取適用變頻給水設(shè)備，節(jié)水節(jié)電選用節(jié)水型給水衛(wèi)生潔具，減少水源浪費(fèi)。比如電氣專業(yè)，可將變配電房設(shè)置在負(fù)荷中心，減少低壓側(cè)線路長(zhǎng)度，降低線路損耗，采用高效節(jié)能型熒光燈具，并配合高品質(zhì)電子鎮(zhèn)流器等等。因此，在城市住宅建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要立足于住宅建筑整體，堅(jiān)持合理原則，從規(guī)劃和主體入手，強(qiáng)調(diào)綠化、墻體等方面的設(shè)計(jì)，并積極引進(jìn)新型能源，逐漸取代傳統(tǒng)能源，最大程度上減少能耗，進(jìn)而為人們創(chuàng)建良好的生活環(huán)境。

[1]趙阜東，陳保健，焦冠然.地下建筑可持續(xù)性設(shè)計(jì)方法——地下建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)研究[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2010，18（03）：259～261.

[2]蘇勇，胡紋，趙若煒.基于主導(dǎo)生態(tài)因子的城市中心區(qū)生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法——以重慶市沙坪壩中心區(qū)為例[J].城市規(guī)劃匯刊，2012，20（05）：12～ 14.

[3]鐵柏清，毛曉茜，秦普豐.淺析綠色社區(qū)創(chuàng)建措施——以長(zhǎng)沙市芙蓉區(qū)國(guó)家級(jí)綠色社區(qū)為例[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2011，10（8）：158～159.

TU201.5

A

1673-0038（2015）26-0035-02

2015-6-12