住宅建筑節能設計分析的優(yōu)秀論文
1節能住宅的概念和意義
目前,我國使用建筑的能耗達到終端總能耗的30%,在總能耗中占據首位。而我們國家正處在城市化的上升階段,全國民用建筑的總面積達到了400×108m2,既有建筑和新建建筑中高能耗建筑的比例極高，能源短缺將成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。建筑物保溫隔熱性能差，供能系統效率低，導致建筑物要達到規定的舒適度，單位面積所需的能耗就會(huì )增加。在住宅總體規劃及單體設計中，為住宅的主要空間爭取良好朝向，滿(mǎn)足日照要求，充分利用天然資源，是最基本的改善住宅室內熱環(huán)境的設計，也是最基本的節能措施。住宅作為人類(lèi)生活的重要場(chǎng)所，在其建設與使用過(guò)程中，不可避免地消耗著(zhù)大量的能源和資源。因此，對住宅進(jìn)行節能設計具有十分重要的意義。
2住宅建筑節能設計的必要性
我國的建筑能耗比發(fā)達國家高2~3倍,加上再生資源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,將進(jìn)一步擴大我國能耗的基數,造成潛在的能源危機。建筑節能設計就是應用大量的節能技術(shù)和節能材料，有效地改善建筑的熱環(huán)境質(zhì)量，提升建筑整體的熱效率。而在我國，建筑能耗相當嚴重，建筑節能勢在必行。研究和設計出舒適健康的節能住宅是時(shí)代賦予建筑師的使命，而要實(shí)現建筑領(lǐng)域真正的節能，還需要全社會(huì )共同的努力。
3住宅建筑設計的節能措施
3.1住宅總平面設計的節能措施
居住區的規劃設計是為居民營(yíng)造“居住環(huán)境”，必須堅持“以人為本”的原則，注重和樹(shù)立人與自然和諧及可持續發(fā)展的觀(guān)念。居住區內住宅群體平面組合基本分為行列式布置，周邊式布置，混和式布置和自由式布置。在進(jìn)行居住區規劃設計時(shí)要根據具體情況，因地制宜，創(chuàng )造不同的布置形式。住宅群體的組合一般為成組成團的組合，它們要結合地形，照顧日照，防止日曬，保證通風(fēng)，并能有效地防風(fēng)。行列式和自由式能爭取到較好的朝向,使大多數房間能夠獲得良好的自然通風(fēng)和日照。減少向主要房間東西向開(kāi)窗，縮小東西向開(kāi)間就能有效地防止日曬。住宅單體的多單元組合，減小建筑的東西向間距，通過(guò)相互的遮擋來(lái)降低外墻所吸收的熱能，或者利用傳統的院落布局模式使建筑物間、建筑與院落之間進(jìn)行遮擋，獲得住宅建筑規劃與設計的效用最大化，實(shí)現住宅節能的可持續發(fā)展。同時(shí)，要保證住宅能源的可持續性，除了節能省地，還應做到少消耗能源、高性能品質(zhì)、輕環(huán)境污染、長(cháng)生命周期和多回收利用。我國夏季盛行東南風(fēng)，冬季主導風(fēng)向與夏季大致相反，提高住宅群體的自然通風(fēng)效果，妥善安排居住區的規劃布局。
3.2住宅建筑外部環(huán)境的節能設計
住宅建筑外部環(huán)境設計是在分析建筑周?chē)鷼夂颦h(huán)境條件的基礎上，通過(guò)合理的規劃，對建筑周邊進(jìn)行綠化，道路，地形以及建筑小品的設計，使建筑獲得一個(gè)良好的外部微氣候環(huán)境，達到節能的目的。在居住區內部，可通過(guò)道路，綠地，河湖水面等空間，將風(fēng)引入居住區，使其與夏季主導風(fēng)向相一致，提高居住區的自然通風(fēng)效果。綠化在建筑群體中起著(zhù)聯(lián)系、分隔、襯托、補充和重點(diǎn)美化等作用，為人們帶來(lái)清新的環(huán)境。利用綠化和地形等自然條件，還可以設置防護帶，對建筑起到一定的防噪，防曬等作用。而綠色植物還可吸收周?chē)臒崃�，通過(guò)光合作用給人們提供能量。合理地組織居住區內外的交通，也能有效地防止噪聲。住宅單體的多單元組合，可以節約用地，減少建筑物外圍護面積，從而減少能耗；而少單元組合，可以擴大光照面積，使居住區內的氣流暢通。應視不同地域而采取相應的優(yōu)化組合方式。
3.3圍護結構節能
3.3.1圍護結構———外墻
外墻的節能措施主要體現在墻材及外裝飾面材料的選用上。墻材要選用高效節能的自保溫墻材，如蒸壓加氣混凝土砌塊，空心頁(yè)巖磚，陶�；炷量招钠鰤K等材料。這些砌塊本身就能滿(mǎn)足國家相應規范的規定，同時(shí)也符合國家的墻改政策。當外墻的大部分圍護結構為即剪力墻和門(mén)窗時(shí)，除門(mén)窗位置有能量損失外，剪力墻也是能量損失較多的地方，這時(shí)墻體就需要考慮采用保溫隔熱措施。傳統的保溫隔熱措施分有外保溫、內保溫和內外兼做保溫三種。在南方沿海地區需考慮臺風(fēng)的影響，常用無(wú)機保溫砂漿做內保溫。而外裝飾面材料在選用上，夏熱冬暖地區宜選用淺色光滑的外裝飾面材料，因淺色光滑的外裝飾面材料其外墻面的太陽(yáng)輻射吸收系數偏小，夏季能反射較多的太陽(yáng)輻射熱，從而降低室內的得熱量和外墻內表面溫度。其它地區應綜合考慮，應既滿(mǎn)足冬季采暖要求，又滿(mǎn)足夏季降溫要求。
3.3.2圍護結構———門(mén)窗
門(mén)窗既要滿(mǎn)足采光的要求，也要滿(mǎn)足自然通風(fēng)的要求�！蹲≌ㄖ幏丁稧B50368-2005第7.2.2條要求“臥室、起居室（廳）、廚房應設置外窗，窗地面積比不應小于1/7”，第7.2.4條要求“住宅應能自然通風(fēng)，每套住宅的通風(fēng)開(kāi)口面積不應小于地面面積的5%”；《夏熱冬暖地區居住建筑建筑節能設計標準》JGJ75-2012第4.0.13條規定“外窗（包含陽(yáng)臺門(mén)）的通風(fēng)開(kāi)口面積不應小于房間地面面積的10%或外窗面積的45%”。住宅建筑應能依靠自然通風(fēng)改善熱環(huán)境，縮短房間空調設備的運行時(shí)間，從而節能。門(mén)窗是能量損失較多的地方，其節能措施主要分為材質(zhì)節能和建筑構造節能。材質(zhì)節能指門(mén)窗的玻璃或窗框采用節能的類(lèi)型，如采用中空玻璃，LOW-E玻璃，熱反射鍍膜玻璃等等或采用具有隔熱或絕熱性能的窗框。但相對普通的鋁合金框和普通的玻璃來(lái)說(shuō)，此方法成本較高，影響建筑的整體造價(jià)。構造節能指對門(mén)窗洞口設置外遮陽(yáng)措施，如水平遮陽(yáng)、垂直遮陽(yáng)或綜合遮陽(yáng)，這種做法對門(mén)窗洞口有一定的防護作用，同時(shí)也避免了過(guò)分提高和依賴(lài)窗自身的遮陽(yáng)能力，輕視窗口建筑構造遮陽(yáng)的設計誤區。所以，對門(mén)窗洞口設計時(shí)要優(yōu)先考慮建筑構造遮陽(yáng)，其次考慮安裝裝飾構件進(jìn)行遮陽(yáng)，最后才考慮提高窗自身的遮陽(yáng)能力。
3.3.3圍護結構———屋頂
屋頂的節能措施分為屋面材質(zhì)節能和屋面構造節能兩種。屋面材質(zhì)節能指在屋面的構造做法中加入保溫隔熱材料，如復合發(fā)泡水泥，玻璃棉，聚苯乙烯泡沫板等等，也可是成品的保溫隔熱磚，使屋面具有保溫隔熱性能，從而降低能耗。屋頂的外裝飾面層對室內熱環(huán)境也有一定的影響，選擇淺色光滑裝飾面層，有助于降低屋面的太陽(yáng)輻射吸收系數，從而減少太陽(yáng)輻射熱在屋面的聚集，減少室內熱環(huán)境能耗。屋面構造節能是指將屋面做成架空屋面、蓄水屋面或種植屋面，通過(guò)空氣、水、土壤等將屋頂結構與室外空間分隔開(kāi)，形成一種冬季保溫、夏季隔熱的節能型屋面。除了不斷改進(jìn)建筑外墻、外窗的保溫性能，加強屋面的保溫隔熱措施，在住宅建筑體型設計時(shí)，用最少的圍護結構面積形成最大化的滿(mǎn)足功能要求的室內空間體積，有利于建筑節能。平面形狀規整，減少外圍護結構面積，意義在于減少不必要的墻體外表面積，避免熱損失�，F在，高效保溫材料已開(kāi)始應用于墻體、屋面，有效的遮陽(yáng)措施也開(kāi)始應用于門(mén)窗洞口。建筑設計的節能措施已開(kāi)始啟動(dòng)。
3.4太陽(yáng)能利用
太陽(yáng)能作為一種巨大、清潔、普遍的可再生能源，取之不盡，用之不竭。如何合理利用太陽(yáng)能，將太陽(yáng)能利用與建筑節能技術(shù)相結合，可以降低能耗，減少環(huán)境污染。太陽(yáng)能的利用分為主動(dòng)式和被動(dòng)式的。主動(dòng)式的太陽(yáng)能利用指太陽(yáng)能熱泵系統，被動(dòng)式的太陽(yáng)能利用指直接對太陽(yáng)能進(jìn)行收集、儲藏和再分配，如太陽(yáng)能采暖，太陽(yáng)室，屋面水池，現代溫室園藝等等，也可通過(guò)發(fā)光器把光能釋放，進(jìn)行日光浴,栽培花卉、蔬菜或供地下室及背陰處使用，達到節能的效果。發(fā)展太陽(yáng)能熱利用的一個(gè)重點(diǎn)方向就是太陽(yáng)能熱水系統工程化，即將所有太陽(yáng)能熱水系統統一規劃、設計、施工安裝和管理。
3.5暖通空調和照明設計的節能
隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，對暖通空調的需求也逐漸上升。對于住宅建筑，選擇集中空調還是分戶(hù)空調方式，要結合當地的能源、環(huán)保等因素，通過(guò)仔細的技術(shù)經(jīng)濟分析來(lái)確定，同時(shí)還要兼顧考慮用戶(hù)對設備運行費用的承擔能力。因這項費用由用戶(hù)自行支付，而這也是增強人們節能意識的手段之一。夏熱冬暖地區冬季較暖和，需要的采暖時(shí)間短，熱負荷較低，可直接以電來(lái)采暖。在空調設計布置室外機時(shí)，要保證相鄰的室外機吹出的氣流互不干擾，避免空調器的效率下降，造成不必要的能源浪費。在立面設計時(shí)，從美觀(guān)或建筑整體的角度會(huì )考慮采用裝飾構造對室外機進(jìn)行遮擋，要注意裝飾構造不應影響室外機的散熱，同時(shí)不要對室內外的空調機排氣道形成阻礙，避免室內空氣流通不暢，設備效率下降，形成新的能耗。住宅建筑采用空調設備讓人們擁有舒適的熱環(huán)境，但這勢必需要消耗能量。當室外的空氣質(zhì)量較好時(shí)，應重視自然通風(fēng)。通過(guò)自然通風(fēng)創(chuàng )造舒適、健康、安全、環(huán)保的室內環(huán)境，是最有效的節約能源的途徑。當自然通風(fēng)無(wú)法滿(mǎn)足室內舒適的熱環(huán)境時(shí)，才開(kāi)啟空調設備或系統，才是真正做到“以人為本”的節能前提。照明是能源消耗的大戶(hù)，除養成良好的用燈習慣外，我們還要選擇高效、節能、環(huán)保的綠色光源，且在公共部位采取必要的節能控制措施，才能更有效地節約能源。
4結語(yǔ)
隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，人們對住宅建筑的要求越來(lái)越高。住宅建筑節能設計勢在必行，是每一位建筑師必須考慮的。建筑節能直接關(guān)系到國家資源的戰略、可持續發(fā)展，需要全社會(huì )共同努力，才能創(chuàng )造出我們低碳、環(huán)保的綠色生活，才能保護好我們美好的家園。
作者:徐秋惠 單位:廣東中山建筑設計院股份有限公司
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