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摘要：随着人类社会各个方面的高速发展,全世界能源短缺问题的日益加剧,以及可持续发展观的深入人心,节约能源的问题已受到我国和全世界许多国家的普遍关注,为了实现我国可持续发展战略,建筑节能势在必行。居住建筑的节能是多方面的，本文从住宅建筑总体规划设计和建筑单体设计两方面来探讨居住建筑节能设计。
关键词：住宅建筑；建筑节能；设计
Abstract: with the rapid development in all aspects of society, the problems of energy shortage in the world is becoming more and more serious, and the concept of sustainable development in the win support among the people, saving energy problem has been paid more attention in China and many countries around the world, in order to realize the sustainable development strategy of our country, building energy-saving be imperative. Energy-saving residential buildings are in many aspects, from the overall planning and design of residential buildings and construction monomer design two aspects to explore energy-saving design of residential building.
Keywords: residential building; building energy efficiency; design
中图分类号： 文献标识码：A 文章編号：2095-2104（2013）
引言
建筑作为人工自然产品，是人类自身应变自然环境气候的一种延伸手段。建筑发挥着气候“过滤器”的角色，通过利用和防御自然界各种气候因素，为人类创造出良好的室内气候条件。我国古代的传统民居，如北京的四合院、西南的吊脚楼、陕北的窑洞、闽南的土楼等，虽然建筑形式和材料各不相同，但都是长期气候选择和建筑不断应变的结果。随着现代技术水平的提高，人类有时过分地依赖人工设备技术力量，以期实现更高的室内热舒适度要求，结果导致高能耗和自然生态的破坏。我国是能源短缺的国家，但建筑能耗却是同等气候条件下发达国家的2~3倍。高能耗不利于建筑可持续性发展，这就需要我们当今的建筑设计工作者，在建筑创作的整个过程中，认真研究建筑节能设计方法、策略、技术，赋予建筑生命以期充分挖掘建筑自身的节能优势。
一、住宅建筑节能总体规划设计
1.建筑选址
建筑基地不适宜选择在山谷、洼地及凹地等处，因冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。位于凹地的底层或半地下层建筑为保持所需的室内温度所消耗的能量，就会相应的增加。所以建筑基地应尽量选择在向阳、避风的地段上，为建筑争取日照创造必要的条件。
2.建筑布局
设计中要充分考虑夏季有利的主导风向（通风致凉）和避免冬季不利的主导风向（避风保暖），综合考虑采光、通风、保温和防晒等因素，合理安排群体布局和建筑朝向。如南京属典型的夏热冬冷地区，又具有大陆性气候特征，夏季炎热多东南风、冬季寒冷多西北风，在进行小区群体布局时，一般将小体量的低层、独立式住宅放在南面，大体量的高层住宅放在最北面，可以最大限度地满足夏季自然通风和冬季阻挡不利的西北风的需要。
3.建筑形态
节能建筑的形态不仅要求体型系数(外表面积／体积)小，同时需要夏季日辐射得热少，冬季还需要对避寒风有利，但满足此三项需要的建筑形体常不一致，因此应考虑多种因素的制约，包括当地夏季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的风环境情况，需要具体权衡得热和失热的具体情况，优化组合各项因素后得出结论。
4.建筑间距
阳光对于个人不仅有卫生学的意义，同时对人的心理及精神也具有一定的影响。它不但是热源，同时还可以提高室内的日照水平，保证住宅室内具有一定的日照量，从而决定建筑间最小间距，并结合其他条件综合考虑建筑群体的布置。建筑采用斜屋顶在满足日照的前提下可以缩小住宅间距。
5.建筑通风
适当布置建筑物，冬季降低冷风风速，可减少建筑物和场地表面热损失，节省能耗；夏季可以组织良好的通风，在建筑物之间及建筑内部形成良好过堂风。
6.建筑朝向
朝向的选择考虑因素有：冬季具有适量和一定质量的日光照入室内；炎热季节尽量减少太阳直射室内及居室外墙面；夏季通风良好，冬季避免冷风吹袭；充分利用地形和节约用地；照顾居住建筑群体组合的需要。
7.环保概念的体现
环保一个重要的体现方面是小区绿化。小区绿化要综合考虑绿化覆盖率、人均公共绿地指标和生物多样性、植被的生态效应等诸多因素。可以考虑乔灌草相结合，以乔木为主；同时建议多布置立体绿化，见缝插绿；步行道、停车坪、水体护岸和水底地面不宜一概“硬化”，应该给大地以透水透气的余地。屋顶绿化不仅可以改善小区的环境绿化条件，还能改善建筑屋面的热工性能。
二、建筑单体设计
1.控制建筑物的体型系数。
体形系数是指建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著，对于相同体积的建筑物，其体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越高，建筑能耗也越高。因此需要把体型系数控制在一定的范围。如：山东地区居住建筑体形系数控制范围是A:H≤3层时≤0.52, B: 4≤H≤8层时≤0.33, C: 9≤H≤13层时≤0.30 D: 14≤H层时≤0.26。
2.平立面设计
平面上应充分考虑室内空间布局的合理性，尽可能让每个居室都有穿堂风，夏季利用自然通风进行降温。保证主要居室有朝南的充分日照，使住宅在冬季有充足的阳光，基本满足白天的自然取暖要求。
立面的设计讲究实用，尽可能减少外墙的凹凸面，以减少热量散失。在满足日照、采光的前提下，要根据不同朝向控制窗墙比。目前广为流行的凸窗、转角窗、大面积幕墙窗、落地窗对节能是不利的。作为建筑设计师，建筑节能设计的理念应贯穿在建筑创作的整个过程中。
3.保温形式与保温材料的选择
建筑的保温形式可以分为三大类即建筑外保温、建筑内保温及墙体夹心保温。三者相较我们优选建筑外保温。建筑外保温系统可以基本消除热桥部位对室内热环境的影响，具有热工性能稳定、保温效果好、保护主体结构的热稳定性减少结构变形延长建筑结构寿命、施工简便、应用范围广、综合投资低等优点。
建筑外保温系统中建筑材料的选择应从以下几个方面重点考虑：
1、材料应有良好的安全性。保温材料与基层结构；保温材料与其保护层及饰面层的粘结性好、安全构造措施简便构造性热桥少、材料有良好的对基层变形的适应性。
2、材料的导热系数低、 热稳定性能好。
3、材料有良好耐候性、耐久性。材料应耐暴曬、耐冻融、耐老化、并应有良好的抗风化、抗降解性能。目前，我国应用的大部分主流材料的耐久年限只有25年，而大部分建筑的建筑设计使用年限为50年。外墙保温工程进入维修期将产生大量的资金消耗和资源浪费，给业主、开发商、物业管理等利益主体造成沉重的历史包袱。建筑节能与结构一体化技术如：CL结构体系、FS外模板现浇混凝土复合保温体系等可以做到建筑同寿命。
4、材料有良好的耐火性能。从历史发展的经验来看，无机保温材料由于其自身的局限性（如高导热系数、高吸水率、低结构强度等），很难实现高标准的建筑节能工程目标，节能效率上有机材料是无机保温材料的1~2倍以上，容重是无机材料的1/5~1/10，吸水率是无机材料的1/10~1/20，结构强度是无机板材的2~10倍。因此，从节能角度来看，有机保温材料具有无机保温材料无法比拟的优越性。轻质、高效的有机保温材料必将承担起节能建材的重要角色。但是有机保温材料由于其高分子结构的特殊性，在防火性能方面整体来说劣势于无机保温材料。近来，由于保温材料而引发的火灾事故频频发生。如：上海“11.15”特大火灾事故等。因此，我们在设计过程中应节能、消防安全与经济性并重来选择材料。既要确保系统成型后使用过程中的消防安全性，又要保证保温工程施工过程中的防火安全性，选择像酚醛泡沫板、硬泡聚氨酯、工厂化预制表面覆盖无机材料的复合板等这类具有一定防火优势的泡沫材料，同时在施工过程中及时进行无机材料的覆盖，从而保证如电焊火花等一般明火攻击下，保温材料一不引燃，二不蔓延，彻底杜绝火灾事故的发生。
窗系统是围护体系中保温隔热的薄弱环节，因此选择合适的窗材料对建筑节能有很大的影响。提高建筑门窗保温性能，选用导热系数低的塑钢或者铝合金断热型材作为窗框。使用中空镀膜玻璃，其空气层厚度对其热绝缘系数影响较大，在型材断面尺寸允许情况下，空气层厚度尽可能取大。采用中空充氩气等惰性气体会使中空玻璃热工性能进一步改善。
4.屋顶设计
屋顶由于长时间接受太阳辐射，而引起室内温度过高。因此要隔离太阳辐射热，减少阳光直射。对屋面进行绿色覆盖，既可遮阳，又能隔热，而且通过光合作用，可消耗或转化部分能量，也起到美化环境作用。设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施，也可以有效地减少热量的传递。采用技术方法对既有建筑的屋顶如铺设高效保温隔热材料，结合相应的构造措施，使传热系数大幅度下降，以达到节能的目的。
“冷屋顶”的节能效果很显著。所谓“冷屋顶”(cool roofs)是指日射反射率高的屋顶,它通过对普通屋顶涂上高反射率的涂料,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。研究表明：采用“冷屋顶”节能可使空调负荷减少约 10%～50%。
5.遮阳构件
建筑外遮阳能有效地阻隔部分太阳光直接照射到建筑物的外围结构，特别是防止太阳辐射穿过窗户直接进入室内，从而有效降低室内温度，达到节能的最终目标。建筑立面设计，可以把建筑造型与建筑遮阳结合处理。挡板式遮阳、帘式遮阳、百叶遮阳等方式对于窗户遮阳都有非常好的效果，但对建筑采光则有一定的影响。对于建筑墙体和屋面的遮阳，目前较为有效的方法是通过栅格遮阳和绿化遮阳。随着社会经济水平的不断提高，建筑遮阳技术已越来越趋向智能化、自动化、高效化。把建筑遮阳与通风、隔热结合处理，可以有效地提高建筑节能的效果。
三、结束语
综上所述, 对人居环境的探讨，一直以来都是建筑界所关注的问题。无论在建筑节能，降低建筑能耗，还是在提高人居舒适度，创造新型的住宅建筑，都取得了很大的成效。但是面对这个庞大的建筑领域，建筑能耗是显而易见的，微小的能耗变化，都将决定对能源的如何分配。而住宅建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理、人的行为习惯等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。
参考文献：
[1]王立雄.建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2004
[2] 候兵.建筑节能技术措施探讨[J].建筑节能,2007,
关键词：住宅建筑；建筑节能；设计
Abstract: with the rapid development in all aspects of society, the problems of energy shortage in the world is becoming more and more serious, and the concept of sustainable development in the win support among the people, saving energy problem has been paid more attention in China and many countries around the world, in order to realize the sustainable development strategy of our country, building energy-saving be imperative. Energy-saving residential buildings are in many aspects, from the overall planning and design of residential buildings and construction monomer design two aspects to explore energy-saving design of residential building.
Keywords: residential building; building energy efficiency; design
中图分类号： 文献标识码：A 文章編号：2095-2104（2013）
引言
建筑作为人工自然产品，是人类自身应变自然环境气候的一种延伸手段。建筑发挥着气候“过滤器”的角色，通过利用和防御自然界各种气候因素，为人类创造出良好的室内气候条件。我国古代的传统民居，如北京的四合院、西南的吊脚楼、陕北的窑洞、闽南的土楼等，虽然建筑形式和材料各不相同，但都是长期气候选择和建筑不断应变的结果。随着现代技术水平的提高，人类有时过分地依赖人工设备技术力量，以期实现更高的室内热舒适度要求，结果导致高能耗和自然生态的破坏。我国是能源短缺的国家，但建筑能耗却是同等气候条件下发达国家的2~3倍。高能耗不利于建筑可持续性发展，这就需要我们当今的建筑设计工作者，在建筑创作的整个过程中，认真研究建筑节能设计方法、策略、技术，赋予建筑生命以期充分挖掘建筑自身的节能优势。
一、住宅建筑节能总体规划设计
1.建筑选址
建筑基地不适宜选择在山谷、洼地及凹地等处，因冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。位于凹地的底层或半地下层建筑为保持所需的室内温度所消耗的能量，就会相应的增加。所以建筑基地应尽量选择在向阳、避风的地段上，为建筑争取日照创造必要的条件。
2.建筑布局
设计中要充分考虑夏季有利的主导风向（通风致凉）和避免冬季不利的主导风向（避风保暖），综合考虑采光、通风、保温和防晒等因素，合理安排群体布局和建筑朝向。如南京属典型的夏热冬冷地区，又具有大陆性气候特征，夏季炎热多东南风、冬季寒冷多西北风，在进行小区群体布局时，一般将小体量的低层、独立式住宅放在南面，大体量的高层住宅放在最北面，可以最大限度地满足夏季自然通风和冬季阻挡不利的西北风的需要。
3.建筑形态
节能建筑的形态不仅要求体型系数(外表面积／体积)小，同时需要夏季日辐射得热少，冬季还需要对避寒风有利，但满足此三项需要的建筑形体常不一致，因此应考虑多种因素的制约，包括当地夏季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的风环境情况，需要具体权衡得热和失热的具体情况，优化组合各项因素后得出结论。
4.建筑间距
阳光对于个人不仅有卫生学的意义，同时对人的心理及精神也具有一定的影响。它不但是热源，同时还可以提高室内的日照水平，保证住宅室内具有一定的日照量，从而决定建筑间最小间距，并结合其他条件综合考虑建筑群体的布置。建筑采用斜屋顶在满足日照的前提下可以缩小住宅间距。
5.建筑通风
适当布置建筑物，冬季降低冷风风速，可减少建筑物和场地表面热损失，节省能耗；夏季可以组织良好的通风，在建筑物之间及建筑内部形成良好过堂风。
6.建筑朝向
朝向的选择考虑因素有：冬季具有适量和一定质量的日光照入室内；炎热季节尽量减少太阳直射室内及居室外墙面；夏季通风良好，冬季避免冷风吹袭；充分利用地形和节约用地；照顾居住建筑群体组合的需要。
7.环保概念的体现
环保一个重要的体现方面是小区绿化。小区绿化要综合考虑绿化覆盖率、人均公共绿地指标和生物多样性、植被的生态效应等诸多因素。可以考虑乔灌草相结合，以乔木为主；同时建议多布置立体绿化，见缝插绿；步行道、停车坪、水体护岸和水底地面不宜一概“硬化”，应该给大地以透水透气的余地。屋顶绿化不仅可以改善小区的环境绿化条件，还能改善建筑屋面的热工性能。
二、建筑单体设计
1.控制建筑物的体型系数。
体形系数是指建筑物外表面积F与其所包围的体积V之比值。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著，对于相同体积的建筑物，其体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越高，建筑能耗也越高。因此需要把体型系数控制在一定的范围。如：山东地区居住建筑体形系数控制范围是A:H≤3层时≤0.52, B: 4≤H≤8层时≤0.33, C: 9≤H≤13层时≤0.30 D: 14≤H层时≤0.26。
2.平立面设计
平面上应充分考虑室内空间布局的合理性，尽可能让每个居室都有穿堂风，夏季利用自然通风进行降温。保证主要居室有朝南的充分日照，使住宅在冬季有充足的阳光，基本满足白天的自然取暖要求。
立面的设计讲究实用，尽可能减少外墙的凹凸面，以减少热量散失。在满足日照、采光的前提下，要根据不同朝向控制窗墙比。目前广为流行的凸窗、转角窗、大面积幕墙窗、落地窗对节能是不利的。作为建筑设计师，建筑节能设计的理念应贯穿在建筑创作的整个过程中。
3.保温形式与保温材料的选择
建筑的保温形式可以分为三大类即建筑外保温、建筑内保温及墙体夹心保温。三者相较我们优选建筑外保温。建筑外保温系统可以基本消除热桥部位对室内热环境的影响，具有热工性能稳定、保温效果好、保护主体结构的热稳定性减少结构变形延长建筑结构寿命、施工简便、应用范围广、综合投资低等优点。
建筑外保温系统中建筑材料的选择应从以下几个方面重点考虑：
1、材料应有良好的安全性。保温材料与基层结构；保温材料与其保护层及饰面层的粘结性好、安全构造措施简便构造性热桥少、材料有良好的对基层变形的适应性。
2、材料的导热系数低、 热稳定性能好。
3、材料有良好耐候性、耐久性。材料应耐暴曬、耐冻融、耐老化、并应有良好的抗风化、抗降解性能。目前，我国应用的大部分主流材料的耐久年限只有25年，而大部分建筑的建筑设计使用年限为50年。外墙保温工程进入维修期将产生大量的资金消耗和资源浪费，给业主、开发商、物业管理等利益主体造成沉重的历史包袱。建筑节能与结构一体化技术如：CL结构体系、FS外模板现浇混凝土复合保温体系等可以做到建筑同寿命。
4、材料有良好的耐火性能。从历史发展的经验来看，无机保温材料由于其自身的局限性（如高导热系数、高吸水率、低结构强度等），很难实现高标准的建筑节能工程目标，节能效率上有机材料是无机保温材料的1~2倍以上，容重是无机材料的1/5~1/10，吸水率是无机材料的1/10~1/20，结构强度是无机板材的2~10倍。因此，从节能角度来看，有机保温材料具有无机保温材料无法比拟的优越性。轻质、高效的有机保温材料必将承担起节能建材的重要角色。但是有机保温材料由于其高分子结构的特殊性，在防火性能方面整体来说劣势于无机保温材料。近来，由于保温材料而引发的火灾事故频频发生。如：上海“11.15”特大火灾事故等。因此，我们在设计过程中应节能、消防安全与经济性并重来选择材料。既要确保系统成型后使用过程中的消防安全性，又要保证保温工程施工过程中的防火安全性，选择像酚醛泡沫板、硬泡聚氨酯、工厂化预制表面覆盖无机材料的复合板等这类具有一定防火优势的泡沫材料，同时在施工过程中及时进行无机材料的覆盖，从而保证如电焊火花等一般明火攻击下，保温材料一不引燃，二不蔓延，彻底杜绝火灾事故的发生。
窗系统是围护体系中保温隔热的薄弱环节，因此选择合适的窗材料对建筑节能有很大的影响。提高建筑门窗保温性能，选用导热系数低的塑钢或者铝合金断热型材作为窗框。使用中空镀膜玻璃，其空气层厚度对其热绝缘系数影响较大，在型材断面尺寸允许情况下，空气层厚度尽可能取大。采用中空充氩气等惰性气体会使中空玻璃热工性能进一步改善。
4.屋顶设计
屋顶由于长时间接受太阳辐射，而引起室内温度过高。因此要隔离太阳辐射热，减少阳光直射。对屋面进行绿色覆盖，既可遮阳，又能隔热，而且通过光合作用，可消耗或转化部分能量，也起到美化环境作用。设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施，也可以有效地减少热量的传递。采用技术方法对既有建筑的屋顶如铺设高效保温隔热材料，结合相应的构造措施，使传热系数大幅度下降，以达到节能的目的。
“冷屋顶”的节能效果很显著。所谓“冷屋顶”(cool roofs)是指日射反射率高的屋顶,它通过对普通屋顶涂上高反射率的涂料,提高屋顶的日射反射率,减少太阳热量的吸收,从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。研究表明：采用“冷屋顶”节能可使空调负荷减少约 10%～50%。
5.遮阳构件
建筑外遮阳能有效地阻隔部分太阳光直接照射到建筑物的外围结构，特别是防止太阳辐射穿过窗户直接进入室内，从而有效降低室内温度，达到节能的最终目标。建筑立面设计，可以把建筑造型与建筑遮阳结合处理。挡板式遮阳、帘式遮阳、百叶遮阳等方式对于窗户遮阳都有非常好的效果，但对建筑采光则有一定的影响。对于建筑墙体和屋面的遮阳，目前较为有效的方法是通过栅格遮阳和绿化遮阳。随着社会经济水平的不断提高，建筑遮阳技术已越来越趋向智能化、自动化、高效化。把建筑遮阳与通风、隔热结合处理，可以有效地提高建筑节能的效果。
三、结束语
综上所述, 对人居环境的探讨，一直以来都是建筑界所关注的问题。无论在建筑节能，降低建筑能耗，还是在提高人居舒适度，创造新型的住宅建筑，都取得了很大的成效。但是面对这个庞大的建筑领域，建筑能耗是显而易见的，微小的能耗变化，都将决定对能源的如何分配。而住宅建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理、人的行为习惯等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。
参考文献：
[1]王立雄.建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2004
[2] 候兵.建筑节能技术措施探讨[J].建筑节能,2007,