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摘要：本文是作者近几年的工作经验总结的，文章主要阐述了居住建筑在节能设计中遇到的一些问题和相关解决方案。
关键词：建筑设计，节能，性能
Abstract: this article is the author of the work experience in recent years, the paper mainly expounds the residential building energy saving design of some of the problems and relevant solutions.
Keywords: architectural design, energy saving, performance
中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：
一、建筑物的规划
１．合理的小区选址。小区的位置应选择良好的地形和环境，以避免因地形等条件所造成的空气滞留或风速过大。小区用地应结合地形特点，宜避开迎风的湖、海岸边、容易形成风道的山谷或山顶等，不宜选择在山谷、洼地、沟底等凹地。由于冬季冷气流易在凹地里形成“霜冻”现象，会加剧住宅的热损耗，建在凹地里的住宅还可能受到窝风的影响。因此，小区用地以选择避风向阳的朝南的坡地上为佳。
２．最佳的建筑朝向。夏季的太阳辐射会增加制冷负荷，而冬季的太阳辐射能降低采暖负荷，我国大多数地区冬季需要适当的日光，而炎热季节尽量减少太阳直射。由于太阳高度角和方位的变化南北朝向的建筑物在夏季所受到的太阳辐射相对东西朝向建筑要少很多，而在冬季时，建筑受到太阳辐射的情况刚好与夏季相反，有数据显示冬季采暖时，东西向比南北向能耗要增加５．５％左右；同样的房屋，夏季开空调时，东西向比南北向的空调运行负荷约大２４％～２６％。所以南北朝向是节能建筑最有利的朝向。
３．考虑夏季主导风向。建筑的平面布局及空间组合要注意结合地形地貌特点，综合考虑建筑物高度、长度、深度及平面布局方式对漩涡区范围的影响，在尽可能的条件下保证建筑群的布置与当地夏季的主导风向一致，或保持一定的投射角，强化对小区内部通风的组织，建筑物长度不宜过大、进深不宜过小，高低建筑物交错布置，将较低的建筑布置在夏季主导风向的迎风面，以缩小涡流区的范围，避免因局部涡流或滞流造成空气质量恶劣和夏季热量滞积，从而改善后排住宅的通风和热环境条件。当建筑与当地主导风向保持一致时，夏季自然通风减少开空调的时间，降低建筑的实际使用能耗。
４．适当的建筑间距。满足室内的一定的日照量决定建筑间的最小间距。不同热工分区结合当地的条件综合考虑建筑群体的布置十分必要。比如设计重点在夏季减少热能耗的地区，建筑间距在满足当地规划部门的日照间距要求上适当加大，更有利于居住区内的空气流动———风量增大、风速提高，从而使建筑物与空气的热交换增加，有效降低建筑物的温度。
５．合理绿化。在小区规划中应尽可能提高绿地率，使住宅尽量接近绿化区。绿地布局应注意与小区道路、建筑布局相结合，以有利于通风气流风的引导，改善通风条件。还要保证住区绿化均匀度，从而达到建筑遮阳、降低环境温度的目的。另外，小区内的植物配置应将草坪、灌木丛，乔木合理搭配，形成多层次的竖向立体绿化布置形式。植物配置主要考虑削弱夏季太阳辐射对建筑的热作用，又不影响冬季太阳辐射和全年自然采光，同时还要兼顾通风、采光效果。住宅南侧宜以高大的落叶乔木为主，夏季枝叶茂盛、干高冠大，能够有效遮荫，冬季落叶，可以争取较多的阳光；北侧宜以耐荫常绿乔木为主，乔灌木结合，形成绿化屏障，以减弱冬季的寒风的侵袭。
二、建筑设计要控制几项指标
１．减小体形系数。在建筑设计中，原则上应减少建筑物外表面积，适当控制建筑体形系数，即建筑物外表面积与其所包围的体积之比。在考虑节能设计时，建筑平面外形力求完整，选用“一”字型等较为简洁规整，避免因外形凹凸太多而增大体形系数。坡屋面建筑与平屋面建筑相比较，其坡屋顶增大了屋顶的热交换面积，加大了能耗，因此不利于房屋的节能。国外的研究发现体形系数每降低０．１％，建筑能耗可以降低8～15ｋＷ•ｈ／（ｍ２•ａ）。建筑体形系数在设计初期可以直接判定建筑的节能效果，《居住建筑节能设计标准》对不同地区、不同层数的居住建筑有不同的体形系数的限制。
２．严格控制窗墙比。外围护墙体的热工性能比玻璃窗户要好。尽管外窗面积比外墙面积要小得多，但通过外窗得失热量却占外围护结构得失热量的４０％左右，目前的许多住宅设计，建筑立面窗户的设计主要是从立面造型方面考虑———采光面积大，可开启窗户面积小，这样的设计不但对隔热不好，对通风就更加不利。因此，需根据不同地区气候特征合理控制窗墙比。另外，凸窗和落地窗不利于节能，当前住宅过使用凸窗和落地窗，与普通窗户比，其隔热效果会降低10％。
３．改善门窗的性能。建筑热损耗部位包括外门窗，外墙及屋顶。而外门窗是住宅能耗散失的最多的部位，其中传热损失为１／３，冷风渗透为１／３，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，具体措施有以下３方面。
（１）提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等；
（２）改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用断热铝材节能效果比较好窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃；缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积；
（３）设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次像热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
４．关注热桥问题。现在越来越多的住宅建筑在外立面设计上追求造型的变化，从而产生立面上凹凸增多，突出墙体、屋面的构件也越来越多，这些设计手法丰富了建筑造型，却无形中增加了热桥的部位。另外，围护结构中钢筋混凝土梁、柱、板的相互交接处，外墙与外墙、内墙、以及窗户的连接处，保温门窗中的金属门框以及突出屋面的女儿墙、排气孔与屋面交接部位等，都是围护结构中热桥形成的主要部位。冬季室内的热能就会通过热桥大量地流失，室内接触面又会产生结露影响内部美观。所以，应严格按照国家规范要求加强建筑局部的保温措施。从总体上讲，防止热桥的产生就要平衡建筑围护结构的传热，控制各组成部分的传热系数相接近，保证各部位的传热均匀，从根本上减少热桥的产生，最终达到节能的目的。
三、结语
综上所述，上文只从小区规划和建筑单体的某些局部提出了节能设计中要考虑的问题。通过科学合理的规划设计，就可以有效地改善小区小气候环境和热舒适性，改善住宅建筑热工环境。而建筑单体从设计、施工到后期维护是个长期的工作。但只要按照节能新标准严格把好节能设计关，监督好施工节能用材關，就能有效提高居住建筑节能效率，降低建筑能源耗费，创造高品质住宅。
关键词：建筑设计，节能，性能
Abstract: this article is the author of the work experience in recent years, the paper mainly expounds the residential building energy saving design of some of the problems and relevant solutions.
Keywords: architectural design, energy saving, performance
中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：
一、建筑物的规划
１．合理的小区选址。小区的位置应选择良好的地形和环境，以避免因地形等条件所造成的空气滞留或风速过大。小区用地应结合地形特点，宜避开迎风的湖、海岸边、容易形成风道的山谷或山顶等，不宜选择在山谷、洼地、沟底等凹地。由于冬季冷气流易在凹地里形成“霜冻”现象，会加剧住宅的热损耗，建在凹地里的住宅还可能受到窝风的影响。因此，小区用地以选择避风向阳的朝南的坡地上为佳。
２．最佳的建筑朝向。夏季的太阳辐射会增加制冷负荷，而冬季的太阳辐射能降低采暖负荷，我国大多数地区冬季需要适当的日光，而炎热季节尽量减少太阳直射。由于太阳高度角和方位的变化南北朝向的建筑物在夏季所受到的太阳辐射相对东西朝向建筑要少很多，而在冬季时，建筑受到太阳辐射的情况刚好与夏季相反，有数据显示冬季采暖时，东西向比南北向能耗要增加５．５％左右；同样的房屋，夏季开空调时，东西向比南北向的空调运行负荷约大２４％～２６％。所以南北朝向是节能建筑最有利的朝向。
３．考虑夏季主导风向。建筑的平面布局及空间组合要注意结合地形地貌特点，综合考虑建筑物高度、长度、深度及平面布局方式对漩涡区范围的影响，在尽可能的条件下保证建筑群的布置与当地夏季的主导风向一致，或保持一定的投射角，强化对小区内部通风的组织，建筑物长度不宜过大、进深不宜过小，高低建筑物交错布置，将较低的建筑布置在夏季主导风向的迎风面，以缩小涡流区的范围，避免因局部涡流或滞流造成空气质量恶劣和夏季热量滞积，从而改善后排住宅的通风和热环境条件。当建筑与当地主导风向保持一致时，夏季自然通风减少开空调的时间，降低建筑的实际使用能耗。
４．适当的建筑间距。满足室内的一定的日照量决定建筑间的最小间距。不同热工分区结合当地的条件综合考虑建筑群体的布置十分必要。比如设计重点在夏季减少热能耗的地区，建筑间距在满足当地规划部门的日照间距要求上适当加大，更有利于居住区内的空气流动———风量增大、风速提高，从而使建筑物与空气的热交换增加，有效降低建筑物的温度。
５．合理绿化。在小区规划中应尽可能提高绿地率，使住宅尽量接近绿化区。绿地布局应注意与小区道路、建筑布局相结合，以有利于通风气流风的引导，改善通风条件。还要保证住区绿化均匀度，从而达到建筑遮阳、降低环境温度的目的。另外，小区内的植物配置应将草坪、灌木丛，乔木合理搭配，形成多层次的竖向立体绿化布置形式。植物配置主要考虑削弱夏季太阳辐射对建筑的热作用，又不影响冬季太阳辐射和全年自然采光，同时还要兼顾通风、采光效果。住宅南侧宜以高大的落叶乔木为主，夏季枝叶茂盛、干高冠大，能够有效遮荫，冬季落叶，可以争取较多的阳光；北侧宜以耐荫常绿乔木为主，乔灌木结合，形成绿化屏障，以减弱冬季的寒风的侵袭。
二、建筑设计要控制几项指标
１．减小体形系数。在建筑设计中，原则上应减少建筑物外表面积，适当控制建筑体形系数，即建筑物外表面积与其所包围的体积之比。在考虑节能设计时，建筑平面外形力求完整，选用“一”字型等较为简洁规整，避免因外形凹凸太多而增大体形系数。坡屋面建筑与平屋面建筑相比较，其坡屋顶增大了屋顶的热交换面积，加大了能耗，因此不利于房屋的节能。国外的研究发现体形系数每降低０．１％，建筑能耗可以降低8～15ｋＷ•ｈ／（ｍ２•ａ）。建筑体形系数在设计初期可以直接判定建筑的节能效果，《居住建筑节能设计标准》对不同地区、不同层数的居住建筑有不同的体形系数的限制。
２．严格控制窗墙比。外围护墙体的热工性能比玻璃窗户要好。尽管外窗面积比外墙面积要小得多，但通过外窗得失热量却占外围护结构得失热量的４０％左右，目前的许多住宅设计，建筑立面窗户的设计主要是从立面造型方面考虑———采光面积大，可开启窗户面积小，这样的设计不但对隔热不好，对通风就更加不利。因此，需根据不同地区气候特征合理控制窗墙比。另外，凸窗和落地窗不利于节能，当前住宅过使用凸窗和落地窗，与普通窗户比，其隔热效果会降低10％。
３．改善门窗的性能。建筑热损耗部位包括外门窗，外墙及屋顶。而外门窗是住宅能耗散失的最多的部位，其中传热损失为１／３，冷风渗透为１／３，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，具体措施有以下３方面。
（１）提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等；扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等；
（２）改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用断热铝材节能效果比较好窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃；缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积；
（３）设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次像热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
４．关注热桥问题。现在越来越多的住宅建筑在外立面设计上追求造型的变化，从而产生立面上凹凸增多，突出墙体、屋面的构件也越来越多，这些设计手法丰富了建筑造型，却无形中增加了热桥的部位。另外，围护结构中钢筋混凝土梁、柱、板的相互交接处，外墙与外墙、内墙、以及窗户的连接处，保温门窗中的金属门框以及突出屋面的女儿墙、排气孔与屋面交接部位等，都是围护结构中热桥形成的主要部位。冬季室内的热能就会通过热桥大量地流失，室内接触面又会产生结露影响内部美观。所以，应严格按照国家规范要求加强建筑局部的保温措施。从总体上讲，防止热桥的产生就要平衡建筑围护结构的传热，控制各组成部分的传热系数相接近，保证各部位的传热均匀，从根本上减少热桥的产生，最终达到节能的目的。
三、结语
综上所述，上文只从小区规划和建筑单体的某些局部提出了节能设计中要考虑的问题。通过科学合理的规划设计，就可以有效地改善小区小气候环境和热舒适性，改善住宅建筑热工环境。而建筑单体从设计、施工到后期维护是个长期的工作。但只要按照节能新标准严格把好节能设计关，监督好施工节能用材關，就能有效提高居住建筑节能效率，降低建筑能源耗费，创造高品质住宅。