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摘要：“节约能源, 提高能源的利用率”已经成为建筑节能设计的内在的、本质的考虑。合理使用和节约能源,提高能源的利用效率,使建筑热环境与建筑节能相结合, 做到人类和生态的可持续发展。本文阐述了住宅建筑节能设计的必要性，探讨了住宅建筑设计的节能措施。
关键词：住宅；建筑设计；节能；措施
Abstract: "to save energy, improve the energy utilization" has become a building energy saving design of the inner, essence consideration. Reasonable use and save energy, energy efficiency, make the indoor thermal environment and energy conservation of the building, and the combination of do human and ecological sustainable development. This paper expounds the necessity of residential building energy efficiency design, this paper discusses the design of the residential building energy saving measures.
Keywords: residential; Architecture design; Energy saving; measures
中图分类号：S210.4 文献标识码：A 文章编号
建筑事业是国民经济的重要组成部分,它在加快城市化进程、搞好城乡统筹、改善城乡居民生产生活环境等方面起着十分重要的作用。同时, 建筑领域又对资源和环境影响很大。有关统计表明,建造使用能耗约占全社会总能耗的46. 7%, 用水占城市用水总量的47%,与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染占到污染总量的34%, 建筑垃圾则占人类活动产生垃圾总量的40%。因此, 解决好建筑行业的节约问题十分重要,注意建筑行业的节约既是建设节约型社会的重要组成部分,也是建设节约型社会的有效途径。
一、住宅建筑节能设计的必要性
城市化进程的不断进步,建筑在人类的生活中扮演着重要的角色,而其建筑建设和使用过程中所产生的能耗也是相当巨大的。建筑能耗包括很多方面, 比如建造能耗、使用能耗、电能能耗、调节能耗等。因为建筑的使用周期长的特点,这也注定了使用能耗要远远高于建造能耗。在我国,目前来讲,建筑能耗已经达到了终端总能耗的30%,在总能耗的占有比例中高居首位。而且我正处在城市化的上升阶段,全国民用建筑的总面积达到了400亿㎡,而且既有和新建的建筑中高能耗建筑的比例极高。按照目前的发展趋势,我国每年都会有20亿㎡的新增建筑,而且与发达国家相比,我国的建筑能耗比发达国家的能耗高出2-3倍,加之再生资源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,那么将进一步扩大我国能耗的基数,造成潜在的能源危机。因此,为了缓解能源危机,建筑节能已经成为了降低能耗的最大阵地,也成为了最具潜力、最具实效的节能方式。而且对我国的能源紧张和供应不足有着重要的现实意义。所以建筑节能是目前所有建筑行业都需要认真面对的问题。在所有的建筑类型中我国的住宅面积所占的比例是最大的,因为人口数量的原因,我国的住宅比例占建筑面积的70%,其能耗的比例也是所有建筑能耗中比例最大的部分。如果可以从住宅建筑入手实现节能和减排,那么对于我国的节能工作将作出重大的贡献。
二、住宅建筑设计的节能措施
1、住宅总体平面的节能设计
住宅的科学的整体规划是住宅建筑设计的节能措施之一。规划节能设计的思路是从建筑的选址开始，从住宅的布局、住宅的朝向、建筑的间距、气候风向、阳光辐射等外部环境营造入手，进行必要的分析并总结出气候结构和地理因素对建筑节能的影响，选择有利的条件，避免不利的因素，通过合理的布局和对自然因素的利用，形成一个有利于节能的微型小区气候环境，实现降低建筑使用能耗的目的。
2、住宅建筑的外部环境的节能设计
众所周知必要的绿化可以改善空气质量和降低粉尘，减轻噪声污染和降低室内外温度，营造良好的室外热环境。住宅建筑的整体设计中就可以利用绿化来实现对整体环境的改善。住宅区中的绿地、广场、预留设施等不仅仅可以提供必要的休闲场所，还可以提高住宅小区的绿化面积，利用各种植物的穿插使用，营造安静舒适的居住环境，而且可以降低整住宅小区的环境温度，从而达到降低能耗的目的。
3、 围护结构节能
建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。围护结构的耗热量要占建筑采暖热耗的1/3以上。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传人室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。
（1）减弱室外的热作用
围护结构外表面受到的日晒时数和太阳辐射强度，以水平面为最大，东西向其次，东南和西南又次之，南向较小，北向最小，因此必须重视建筑节能设计，正确选择房屋的朝向，防止日晒。在住宅体型设计时，注意用最少的围护结构面积形成满足功能要求的室内空间体积，外墙表面积越少越有利于建筑节能，平面应形状规整，尽量减少外围护结构面积，其意义在于减少不必要的墙体外表面积，避免热损失。
（2）加强外围护结构的隔热和散热
加强外围护结构的隔热和散热是对屋顶、外墙(特别是西墙)进行隔热处理，根据地区气候特点、房屋使用性质等因素，合理选择导热系数小、蓄热性能大的外围护结构材料和构造形式；另外对外围护结构外表面，可铺设浅色、平滑、热反射系数大、辐射系数小的粉刷和饰面材料，以减少对太阳辐射热的吸收，降低室外综合温度，减少传进室内的热量，实现白天隔热好，夜间散热快。
（3）采用节能窗技术
外窗能耗包括窗户传热及空气渗透耗热，约占建筑采暖、空调能耗的50%。外窗能耗性能指标主要包括窗的传热系数、遮阳系数和空气渗透性能。提高窗户节能指标的主要技术措施有：阻断窗框热桥、提高窗戶密闭性、增加玻璃层数、选择玻璃品种。在此重点分析和探讨建筑玻璃的热工性能及在建筑节能设计中根据不同的气候区域，合理的选择玻璃材料以达到建筑节能的目的。
4、 采用屋顶节能技术
几十年来，我国建筑相当普遍地采用了平屋顶。这种屋顶不仅容易漏雨，而且保温隔热效能差，能源浪费严重，住在顶层房间的居民深受冬寒夏热之苦。为改善上述状况，许多地方采取了加厚保温隔热层、使用保温隔热性能较好的材料、设置架空屋面、施工时防止雨水侵人多孔保温材料等措施，取得了一定效果。近年来，参照国外经验，用挤塑聚苯乙烯(XPS)板做倒置屋面保温层，对屋面结构进行革新，效果良好，已在不少工程中得到应用。
5、太阳能利用
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是最丰富的可利用能源，可以说是“取之不尽，用之不竭”的。但如何合理利用太阳能，降低开发和转化的成本是节能建筑中的重要任务。
太阳能热水利用是成熟技术，将太阳能热水器部件与住宅总体设计紧密结合，使其成为建筑的有机组成部分是太阳能热水器今后的重要发展方向。为了让太阳能热水器步入建筑行业，要研究太阳能热水器与建筑外观相协调的总体方案(依据南方或北方、城镇或乡村、楼房或平房等不同情况)，设计出与建筑结构相适应的各种太阳能热水器产品(依据平屋顶、斜屋顶、阳台等不同条件)；发展太阳能热利用的一个重点方向就是太阳能热水系统工程化，即在一个建筑上建设实施前后，将所有太阳能热水系统统一规划、设计、施工安装和管理。
6、采用相变储能建筑材料
通过向普通建筑材料中加入相变材料，可以制成具有较高热容的轻质建筑材料，称之为相变储能建筑材料。利用相变储能复合材料构筑建筑围护结构，可以降低室内温度波动，提高舒适度，使建筑供暖或空调不用或者少用能量，可以减小所需空气处理设备的容量；同时可使空调或供暖系统利用夜间廉价电运行，降低空调或供暖系统的运行费用。相变材料根据其相变温度不同，主要有4方面用途。低温相变材料用来蓄冷(如已经广泛使用相变材料进行空调蓄冷)，还可以用来跨季节蓄冷。室温相变材料可以用来增加房屋的热惰性，降低房屋的温度波动，从而降低空调负荷，达到建筑节能50%-60%。
7、建筑设备节能
提高终端用户用高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负荷的措施并行，才能真正减少采暖、空调能耗。首先，根据建筑的特点和功能，设计高能效的暖通空调设备系
统，例如热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。然后，在使用中采用能源管理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。如欧洲国家通过传感器测量周边环境的温度、湿度和日照强度，然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷，控制暖通空调系统的运行。在其它家电产品和办公设备方面，应尽量使用节能认证的产品。
综上所述，建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护，是建筑业一项重要、紧迫而又艰苦的任务，值得全社会重视。
参考文献：
[1] 信国志. 谈住宅建筑设计的节能措施[J]. 中华民居, 2011,(S1)
[2] 王树田. 浅谈民用建筑节能的必要性[J]. 经营管理者, 2009,(19)
[3] 刘元浡. 当代城市住宅建筑设计中生态理念的思考[J]. 建筑结构, 2010,(S1)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：住宅；建筑设计；节能；措施
Abstract: "to save energy, improve the energy utilization" has become a building energy saving design of the inner, essence consideration. Reasonable use and save energy, energy efficiency, make the indoor thermal environment and energy conservation of the building, and the combination of do human and ecological sustainable development. This paper expounds the necessity of residential building energy efficiency design, this paper discusses the design of the residential building energy saving measures.
Keywords: residential; Architecture design; Energy saving; measures
中图分类号：S210.4 文献标识码：A 文章编号
建筑事业是国民经济的重要组成部分,它在加快城市化进程、搞好城乡统筹、改善城乡居民生产生活环境等方面起着十分重要的作用。同时, 建筑领域又对资源和环境影响很大。有关统计表明,建造使用能耗约占全社会总能耗的46. 7%, 用水占城市用水总量的47%,与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染占到污染总量的34%, 建筑垃圾则占人类活动产生垃圾总量的40%。因此, 解决好建筑行业的节约问题十分重要,注意建筑行业的节约既是建设节约型社会的重要组成部分,也是建设节约型社会的有效途径。
一、住宅建筑节能设计的必要性
城市化进程的不断进步,建筑在人类的生活中扮演着重要的角色,而其建筑建设和使用过程中所产生的能耗也是相当巨大的。建筑能耗包括很多方面, 比如建造能耗、使用能耗、电能能耗、调节能耗等。因为建筑的使用周期长的特点,这也注定了使用能耗要远远高于建造能耗。在我国,目前来讲,建筑能耗已经达到了终端总能耗的30%,在总能耗的占有比例中高居首位。而且我正处在城市化的上升阶段,全国民用建筑的总面积达到了400亿㎡,而且既有和新建的建筑中高能耗建筑的比例极高。按照目前的发展趋势,我国每年都会有20亿㎡的新增建筑,而且与发达国家相比,我国的建筑能耗比发达国家的能耗高出2-3倍,加之再生资源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,那么将进一步扩大我国能耗的基数,造成潜在的能源危机。因此,为了缓解能源危机,建筑节能已经成为了降低能耗的最大阵地,也成为了最具潜力、最具实效的节能方式。而且对我国的能源紧张和供应不足有着重要的现实意义。所以建筑节能是目前所有建筑行业都需要认真面对的问题。在所有的建筑类型中我国的住宅面积所占的比例是最大的,因为人口数量的原因,我国的住宅比例占建筑面积的70%,其能耗的比例也是所有建筑能耗中比例最大的部分。如果可以从住宅建筑入手实现节能和减排,那么对于我国的节能工作将作出重大的贡献。
二、住宅建筑设计的节能措施
1、住宅总体平面的节能设计
住宅的科学的整体规划是住宅建筑设计的节能措施之一。规划节能设计的思路是从建筑的选址开始，从住宅的布局、住宅的朝向、建筑的间距、气候风向、阳光辐射等外部环境营造入手，进行必要的分析并总结出气候结构和地理因素对建筑节能的影响，选择有利的条件，避免不利的因素，通过合理的布局和对自然因素的利用，形成一个有利于节能的微型小区气候环境，实现降低建筑使用能耗的目的。
2、住宅建筑的外部环境的节能设计
众所周知必要的绿化可以改善空气质量和降低粉尘，减轻噪声污染和降低室内外温度，营造良好的室外热环境。住宅建筑的整体设计中就可以利用绿化来实现对整体环境的改善。住宅区中的绿地、广场、预留设施等不仅仅可以提供必要的休闲场所，还可以提高住宅小区的绿化面积，利用各种植物的穿插使用，营造安静舒适的居住环境，而且可以降低整住宅小区的环境温度，从而达到降低能耗的目的。
3、 围护结构节能
建筑围护结构组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。围护结构的耗热量要占建筑采暖热耗的1/3以上。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传人室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。
（1）减弱室外的热作用
围护结构外表面受到的日晒时数和太阳辐射强度，以水平面为最大，东西向其次，东南和西南又次之，南向较小，北向最小，因此必须重视建筑节能设计，正确选择房屋的朝向，防止日晒。在住宅体型设计时，注意用最少的围护结构面积形成满足功能要求的室内空间体积，外墙表面积越少越有利于建筑节能，平面应形状规整，尽量减少外围护结构面积，其意义在于减少不必要的墙体外表面积，避免热损失。
（2）加强外围护结构的隔热和散热
加强外围护结构的隔热和散热是对屋顶、外墙(特别是西墙)进行隔热处理，根据地区气候特点、房屋使用性质等因素，合理选择导热系数小、蓄热性能大的外围护结构材料和构造形式；另外对外围护结构外表面，可铺设浅色、平滑、热反射系数大、辐射系数小的粉刷和饰面材料，以减少对太阳辐射热的吸收，降低室外综合温度，减少传进室内的热量，实现白天隔热好，夜间散热快。
（3）采用节能窗技术
外窗能耗包括窗户传热及空气渗透耗热，约占建筑采暖、空调能耗的50%。外窗能耗性能指标主要包括窗的传热系数、遮阳系数和空气渗透性能。提高窗户节能指标的主要技术措施有：阻断窗框热桥、提高窗戶密闭性、增加玻璃层数、选择玻璃品种。在此重点分析和探讨建筑玻璃的热工性能及在建筑节能设计中根据不同的气候区域，合理的选择玻璃材料以达到建筑节能的目的。
4、 采用屋顶节能技术
几十年来，我国建筑相当普遍地采用了平屋顶。这种屋顶不仅容易漏雨，而且保温隔热效能差，能源浪费严重，住在顶层房间的居民深受冬寒夏热之苦。为改善上述状况，许多地方采取了加厚保温隔热层、使用保温隔热性能较好的材料、设置架空屋面、施工时防止雨水侵人多孔保温材料等措施，取得了一定效果。近年来，参照国外经验，用挤塑聚苯乙烯(XPS)板做倒置屋面保温层，对屋面结构进行革新，效果良好，已在不少工程中得到应用。
5、太阳能利用
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是最丰富的可利用能源，可以说是“取之不尽，用之不竭”的。但如何合理利用太阳能，降低开发和转化的成本是节能建筑中的重要任务。
太阳能热水利用是成熟技术，将太阳能热水器部件与住宅总体设计紧密结合，使其成为建筑的有机组成部分是太阳能热水器今后的重要发展方向。为了让太阳能热水器步入建筑行业，要研究太阳能热水器与建筑外观相协调的总体方案(依据南方或北方、城镇或乡村、楼房或平房等不同情况)，设计出与建筑结构相适应的各种太阳能热水器产品(依据平屋顶、斜屋顶、阳台等不同条件)；发展太阳能热利用的一个重点方向就是太阳能热水系统工程化，即在一个建筑上建设实施前后，将所有太阳能热水系统统一规划、设计、施工安装和管理。
6、采用相变储能建筑材料
通过向普通建筑材料中加入相变材料，可以制成具有较高热容的轻质建筑材料，称之为相变储能建筑材料。利用相变储能复合材料构筑建筑围护结构，可以降低室内温度波动，提高舒适度，使建筑供暖或空调不用或者少用能量，可以减小所需空气处理设备的容量；同时可使空调或供暖系统利用夜间廉价电运行，降低空调或供暖系统的运行费用。相变材料根据其相变温度不同，主要有4方面用途。低温相变材料用来蓄冷(如已经广泛使用相变材料进行空调蓄冷)，还可以用来跨季节蓄冷。室温相变材料可以用来增加房屋的热惰性，降低房屋的温度波动，从而降低空调负荷，达到建筑节能50%-60%。
7、建筑设备节能
提高终端用户用高能效的采暖、空调系统与上述削减室内冷热负荷的措施并行，才能真正减少采暖、空调能耗。首先，根据建筑的特点和功能，设计高能效的暖通空调设备系
统，例如热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统等。然后，在使用中采用能源管理和监控系统监督和调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。如欧洲国家通过传感器测量周边环境的温度、湿度和日照强度，然后基于建筑动态模型预测采暖和空调负荷，控制暖通空调系统的运行。在其它家电产品和办公设备方面，应尽量使用节能认证的产品。
综上所述，建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护，是建筑业一项重要、紧迫而又艰苦的任务，值得全社会重视。
参考文献：
[1] 信国志. 谈住宅建筑设计的节能措施[J]. 中华民居, 2011,(S1)
[2] 王树田. 浅谈民用建筑节能的必要性[J]. 经营管理者, 2009,(19)
[3] 刘元浡. 当代城市住宅建筑设计中生态理念的思考[J]. 建筑结构, 2010,(S1)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。