浅析居住小区设计中的节能对策

　　摘要：在低碳经济和低碳生活等概念的大背景下，建筑领域更应该有所回应。新概念、新生活方式的转变都将是建筑领域面临的新课题。因此，本文对居住小区设计中的节能对策进行了分析。

　　关键词：居住小区,设计,节能,对策

　　1.引言

　　人类的负效行为已经使得地球环境不堪重负!尤其是工业革命以来，人类对自然的破坏力已经超出了人类对自然的索取。环境的危机正在威胁着人类的生存。环境的转变引发着人类思维和行为的转变，同时也带来了人类对建筑——人的庇护所的思维方式的转变和设计方式的变化。

　　人类面对环境恶化的考验引发出了种种对策，这些对策有的还处于初始阶段。当人们越来越意识到全球气候变暖对人类生存和发展产生的严峻后果时，建筑节能的理念如潮而至。节能小区、节能城市、节能建筑式等一系列新概念都意味着节约能源是国际关注的大事。新的思维和新的概念必将引发新的建筑设计思维。

　　2009 年 12 月 7 日的哥本哈根会议的主题就是节能减排问题。哥本哈根气候大会的争议，引发了人们对低碳概念的紧迫认识。因此在建筑领域，人们也在从多个视角来审视和思考未来的绿色建筑设计

　　2.建筑节能是我国可持续发展的迫切需要

　　我国建筑产业发展迅速，我国每年建成的房屋建筑面积达 20 亿平方米。其中居住建筑面积约 16 亿平方米，新建建筑规模超过欧美发达国家的总和。而与同等气候条件的发达国家相比，我国居住建筑单位面积采暖能耗的其 3 倍左右，而室内热舒适度很差。既有建筑面积已达 420 亿㎡，这些建筑在使用期间的用能占全国能源总消费的 30%。到 2009 年，我国房屋建筑中，只有 1%的居住建筑可以算做节能建筑，99%以上的都属于高能耗建筑。随着生活水平的提高，各类建筑继续增加，建筑能耗逐年上升。预计到 2020 年，全国空调制冷负荷高峰将达到 1.8 亿KW5。

　　在我国建成建筑中，大部分都是依赖化石能源维持建筑的运做。在国家颁布的节能标准要求中，主要是减少建筑运转中对化石能源的消耗，而对可再生能源的利用关注不够。在即将步入低碳经济的今天，低碳经济又密切关系到国家的经济建设发展。因此建筑的节能问题，直接关系到我国社会经济的可持续发展。在我国建筑建设的能耗中，包括建才生产能耗、施工能耗、建筑使用期间的能耗和建筑拆除的能耗。其中建筑使用期间的能耗比重最大约占 80%以上。

　　3.住宅建筑能耗的构成

　　从广义上讲，住宅建筑能耗包括生命周期内的建筑使用期间的能耗、建筑施工的能耗、建筑材料加工与运输能耗，建筑拆除所用能耗;狭义上讲是建筑使用运行期间的能耗。使用期间的能耗占生命周期的很大比重。建筑运行期间能耗包括空调、采暖、照明、热水、家用电器、其他设备的能耗。河北属于寒冷地区，冬季寒冷，极端气温可达零下 15℃，采暖是维持冬季室内热舒适的基本要求。夏季炎热，室外平均温度在 33℃以上，并且炎热时间持续时间长，居民主要依靠空调制冷获得室内热舒适。据统计，在住宅使用期间的用能中，采暖和空调降温的能耗占 65%，生活热水占 15%，照明用能占 14%，炊事用能占 6%。因此在住宅节能设计中，减少采暖和空调降温的能耗是节能的重要内容。

　　4.住宅建筑的节能设计对策

　　4.1住宅建筑的平面空间设计

　　4.1.1按热环境进行空间分区

　　在户型的设计时，应考虑空间的热环境分区。把温度要求高的房间如主要卧室、起居室布置在朝向好的一面以利于在冬季获取足够的太阳辐射热;把温度要求低的房间如厨房、门厅、卫生间、餐厅等布置在北侧，作为主要房间热量散失的屏障，保证主要居室的热稳定。

　　4.1.2设置热环境过度区

　　在户室与室外环境之间设置热环境过渡区可以减少房间的传热损失。例如在热稳定要求较高的房间与温度较低的室外之间设置中性空间。典型的实例是关中窄院，庭院不仅作为公共活动空间，又利用气候特点起到温度阻尼区的作用，保证主要用房具有良好的热稳定条件。在底层住宅中，设置内部庭院和走廊，不仅可以改善房间的通风与采光条件，又可使房间的传热损失减少;对于多层或高层的集合住宅，可利用封闭阳台作为过渡区，冬季夜间可以减少冷风渗透，白天可以形成附加温室。

　　4.1.3合理的组织户内自然通风

　　利用窗口位置、大小、方向的合理设计可以利用风压对室内自然通风，带走建筑热量，给住户带来舒适的居住环境。

　　4.2住宅建筑的体型设计

　　建筑的体型设计是建筑创作的重要组成部分。由于创作的思路不同、建筑的体型形态可能千变万化。同时建筑体型又是建筑节能考察的重要部分内容。目前体形控制主要通过体形系数和表面积系数控制进行。

　　4.2.1控制体形系数

　　体形系数指被围合的建筑物室内单位体积所需的建筑围护结构的表面积：S=F0/V0。由此可知体形系数越大，相同建筑体积的围护结构面积约大，在条件不变的情况下，建筑向室外散失的热量约多;体积小，体形复杂的建筑，对节能不利。

　　研究表明体型系数每增大 0.01，能耗指标约增加 2.503。我国《民用建筑节能标准》提出住宅建筑体形系数：底层小于等 0.4，多层小于等于 0.3，中高层小于等于 0.26，高层小于等于 0.24 的规定。如果建筑物的高度相同，则其平面形式为圆形时体形系数最小，正方形次之、最后是长方形。对于规则的体形来说，其长宽比与高宽比的不同其建筑能耗是不同的。对于住宅建筑体形系数的控制主要 手段是调整进深大小、控制层建筑面积。

　　经验表明：

　　(1)节能住宅建筑面积在 3000~5000 ㎡时，进深和栋长选择的灵活性大;

　　(2)节能住宅的平面形式应追求平整、简洁、避免过多凹凸;

　　(3)多层节能住宅不宜用点试。因为由于采光通风的需要，点式多层住宅会有过多凹凸;

　　(5)从节能方面看，加大进深有利节能，但是应对住宅的采光、通风、节能进行权衡;

　　(6)适当降低层高，有利节能。

　　4.2.2控制表面积系数

　　表面面积系数是表征建筑物表面散热与建筑利用太阳能得热的综合热工情况。它一般是指指建筑物的外表面之和与南墙面积的比值。从热工性能讲，采暖建筑能耗与外表面积大小成正相关关系。建筑的体形并非是外表面积越小越好，而是以南向墙面足够大，其他方向墙体尽可能小为宜。在建筑体型设计时，应使建筑的南面吸收的太阳能尽可能的最大。

　　4.3住宅建筑的外围护结构的节能设计

　　4.3.1外墙的节能设计

　　外墙是节能设计的重要环节，在传热耗热量中所占的比重分别是 20~35%。河北地区住宅外墙的节能设计主要是提高外墙的保温隔热性能，减少外墙的传热耗热量。从外墙传热耗热量的计算公式看：qHT=(ti 一 te)(∑ei.K.Fi)，要减少外墙的传热耗热量只有减少传热系数和表面积。因此在保证外墙不具有过多凹凸造成过大的表面积外，行之有效的办法是减少围护结构的传热系数。因此在外墙设计中，首要是选择传热系数小的保温隔热材料与墙体构造方式。

　　4.3.2外窗的节能设计

　　外窗是住宅节能的薄弱环节，其传热耗热量中所占的比重约占 20%~25%。在河北地区外窗的节能设计重要的是保温隔热、减少空气渗透传热。因为外窗好承担着室内外空气交换的功能，因此在节能的同时需要考虑窗户的通风换气，保证室内空气的新鲜。虽然采用单层塑钢窗能满足节能的保温要求，但是外窗没有遮阳设施，阳光直射房间、通风不顺畅使卧室温度偏高。看来在河北地区的住宅的外窗设计中，通风遮阳是设计的薄弱环节。

　　4.3.3阳台节能设计

　　阳台是住宅中室内外空间过渡空间，也是室内生活空间的外延。在今天的住宅中阳台不仅承担凉晒衣物的功能，还具有休闲、种植等功能。本文通过调查发现，许多居住者都希望自己的阳台空间兼顾通透性和私密性。但是在实际生活中，许多住户不仅没有对阳台空间充分利用，还为了扩大空间私自拆除阳台与房间隔墙，造成保温性能降低而使室内的能耗大大提高。

　　另外在对河北一些住宅阳台的调查中发现，许多居民都有把阳台改造成封闭阳台或日光间的意愿，但是这些封闭阳台缺少理性的设计，节能效果并不理想。在多层和高层住宅中，利用南向阳台设计成封闭日光间的做法可以提高阳台的生态环境和节能效果，也是受很多住户欢迎的。

　　4.3.4屋顶节能设计

　　在住宅的传热耗热量中，屋顶虽然占 6%~7%，但是在围护结构中屋顶平面在夏季接收到的太阳辐射最多，在河北地区夏季炎热的时候，屋顶表面温度可达 70℃。河北的夏季为 6 一 8 月，其中最热月主要集中在 7~8 月，极端温度可达 41℃。对于多层或高层集合住宅说，屋顶的保温隔热影响到顶层住户的室内热舒适和采暖与空调的负荷。

　　参考文献：

　　[1]江亿.林波荣.曾剑龙.住宅节能[M].北京:中国建筑工业出版社，2006.

　　[2]刘加平，潭良斌，何泉.建筑创作中的节能设计[M]北京:中国建筑工业出版社，2009.

　　[3]杨善勤、郎四维等，建筑节能〔M〕北京:中国建筑工业出版社，1999.

《浅析居住小区设计中的节能对策》

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文章名称： 浅析居住小区设计中的节能对策

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