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上海创霖建筑规划设计有限公司 830000
摘要：住宅建筑节能已经受到了政府的高度重视，如何减少住宅建筑的能耗，提高住宅建筑中的能源利用效率，在设计中更好地利用自然能源，成了设计人员共同关注的问题。本文在此从外部环境和单体两个方面对建筑节能的几个重要的设计要点做了逐一分析。
关键词：节能；外部环境；单体
一、整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周嗣气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能降耗的目的。
1、合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
2、建筑体形
在其他条件相同时，体型系数（建筑物外围护面积与其所包围体积之比）越大，单位面积散热量也越大，对节能越不利。建筑节能标准规定：居住建筑条式建筑物体形系数不应超过0.35，点式不应超过0.40；因此，正确处理建筑形式多样化和节能的关系，是建筑设计中应当引起重视的问题。
3、建筑物的朝向
建筑布局应考虑朝向与节能的因素。坐北朝南的建筑物能够避免太阳的东照西晒，降低日射影响，若同时配合以遮阳隔热，效果将更加显著，如建筑物的南立面设阳台加深遮阳。南北走向的干道上的临街建筑做不到坐北朝南的应尽量少做居住建筑，并尽量利用建筑的体形变化做到多利用天然能源。
4、建筑物的平面布置
建筑平面的巧妙布局常能获得较好的节能效果。如将电梯、楼梯、管道井、机房等布置在建筑物的南侧或西侧，可以有效阻挡日射；挑空中庭形成2次隔热区，这种布置方式较之常见，更有利于节能；恰当的平面布置有助于形成理想的通风作用，通过建筑物门窗的合理设置，形成通风口，组织并诱导自然通风，既起到节能作用又克服了空调室内空气品质差的弱点。
二、单体的节能设计
单体的节能设计，主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计，以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等，来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件，以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
1、建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计，主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外，通过对建筑各部位（屋顶、楼板、墙体、门窗、粱柱等）的造型、结构、材料等方面加以进一步优化设计，充分利用建筑建筑材料自身特性的有利条件，减少能耗和改善室内微气候环境，从而达到节能的效果。具体有以下五个方面：
（1）屋顶的节能设计
屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，也是建筑室内与外部空间能量发生交换，造成室内能量损失的主要部位之一。通常主要采取以下节能措施：1）采用坡屋顶；2）屋面设保温层；3）根据不同地区需要，设置保温隔热屋面（架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等）。
（2）建筑外墙体的节能设计
墙体是建筑室内与外部空间接触面积很大，容易造成室内能量损失的部位。墙体的节能设计，除了适应不同地区的气候条件，正常做好墙体保温、防潮、隔热等措施以外，还应体现在改善微气候环境条件的特殊构造上。
（3）建筑门窗的节能设计
据统计资料，在我国既有的高耗能建筑中有40%的耗能是通过门窗散失的。因此，解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计主要考虑以下几个方面：1）控制建筑不同朝向的窗墙面积比，从而减少不利朝向外窗的能量损失。如在寒冷地区，尽量减少北向开窗面积可以有效减少建筑冬季能耗损失；2）设置各种形式的外遮阳：我国节能标准中规定，夏热冬暖地区、夏热冬冷地区中，夏季制冷负荷大的建筑的外窗（包括透明幕墙）设置外部遮阳；设置外遮阳后，建筑的夏季制冷能耗会有比较明显的降低；3）合理地组织门窗的通风换气，尽量采用自然通风，少用、不用空调通风；4）选择节能性能高的建筑门窗和幕墙：建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念，把节能和合理利用太阳能、地下热（水）能、风能结合起来。
2、合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔，以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中，就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧，形成对北侧寒冷空氣的“温度阻尼区”，从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的；在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中，就通过空间的竖向分隔，起到了极佳的通风降温效果。
三、建筑绿化设计与节能
近年来由于城市绿地不断减少，加之空调的大量使用，导致“热岛效应”，空气环境日益恶化，给建筑节能带来负效应。据研究表明：相同时刻水泥地表面的温度大于草坪地表面的温度，该差值在下午16：00时达到最大值，约为10℃，两者之差的最小值出现在4：00左右，差值也在2℃以上。裸地与草坪两者温度分布的差别与水泥地和草坪的分布差别类似。相同时刻裸地地表的温度明显高于草坪地表温度，在下午2：00相差最多，约为12cC，夜间有所降低。因此，在城市规划和建设的同时，大力发展庭院绿化、创造优美小区是造福人类的大事。
我国各个城市规划部门都对绿化率做了严格规定，新乡市规划局规定居住小区和厂区的绿化率不小于30%，同时设计单位作为首步的实施者更是义不容辞的要保证自己规划的小区的绿地率，在做小区整体规划时通常会在保证达到建设单位要求的建筑面积和做好道路、停车位、休息场地还有其他一些辅助设施的设置同时尽量增加绿化率。 同时也可以采用建筑物本身的绿化来节约能源。建筑物绿化是指对建筑物外立面、屋面的绿化。与环境绿化相比，建筑物绿化对建筑节能的作用更直接。冬季，绿化主要起屏蔽作用，减小风压对建筑物的作用，从而减小冷風渗透和外表面对流换热损失，降低供热负荷，达到节能目的。
四、自然通风
建筑通风是由于建筑物的开口处（门、窗等）存在压力差而产生的空气流动。按照产生压力差的不同原因，建筑通风可以分为利用风压通风和利用热压通风。但对于不同类型的建筑来说，实现建筑通风的技术手段各不相同。
1、利用风压实现建筑通风
当风吹向建筑物正面时，因受到建筑物表面的阻挡而在迎风面上产生正压区，气流在向上偏转同时绕过建筑物各侧面及背面，在这些面上产生负压区。风压通风就是利用建筑迎风面和背风面的压力差，人们通常所常说的“穿堂风”就是风压通风的典型范例。风压的压力差与建筑形式、建筑与风的夹角以及周围建筑布局等因素相关。当风垂直吹向建筑正面时，迎风面中心处正压最大，在屋角 及屋脊处负压最大。因此，当建筑垂直于主导风向时，其风压通风效果最为显著。
2、利用热压实现自然通风
由于自然风的不稳定性，或由于周围高大建筑、植被的影响，许多情况下在建筑周围不能形成足够的风压。这时，就需要利用热压原理来加速自然通风。
热压通风即我们平常所讲的“烟囱效应”。其原理为热空气上升，从建筑上部风口排出，室外新鲜的冷空气（比重大）从建筑底部被吸入。室内外空气温度差越大，进出风口高度差越大，则热压作用越强。对于室外环境风速不大的地区，烟囱效应所产生的通风效果是改善热舒适的良好手段。与利用风压通风相比，烟囱效应所产生的空气流动相对较慢，虽然可以满足换气次数的要求，然而要想达到快速蒸发制冷所需的风速，往往还需风压作补充。
3、风压与热压相结合实现自然通风
利用风压和热压来进行自然通风往往是互为补充、密不可分的。在实际情况下，风压和热压是共同作用的。两种作用有时互相加强，有时相互抵消，但到目前为止，热压和风压综合作用下的自然通风机理还在探索之中，风压和热压什么时候相互加强、什么时候相互削弱还不能完全预知。但一般来说，建筑进深小的部位多利用风压来直接通风，而进深较大的部位多利用热压来达到通风的效果。
五、结语
建筑物作为一个完整的系统，如何实现高效率地利用资源，最低限度造成对环境的影响是节约能源的重要环节。作为建筑设计人员应该从自身做起，按照建筑节能设计新标准严格把好建筑节能设计关，优化节能设计，在改善居住环境的同时，充分挖掘节能的潜力，从而减少能源的消耗，为国民经济可持续发展做出贡献。
参考文献：
[1]郭冬宜.论建筑设计与节能规划对住宅区的重要性[J].深圳勘察设计.2011年03期
[2]陈春兰，姚文强.浅谈节能建筑设计[J].科技信息.2011，（7）：315.
[3]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥：安徽科学技术出版社.2006.65-70.
摘要：住宅建筑节能已经受到了政府的高度重视，如何减少住宅建筑的能耗，提高住宅建筑中的能源利用效率，在设计中更好地利用自然能源，成了设计人员共同关注的问题。本文在此从外部环境和单体两个方面对建筑节能的几个重要的设计要点做了逐一分析。
关键词：节能；外部环境；单体
一、整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周嗣气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的外部微气候环境，达到节能降耗的目的。
1、合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中，既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
2、建筑体形
在其他条件相同时，体型系数（建筑物外围护面积与其所包围体积之比）越大，单位面积散热量也越大，对节能越不利。建筑节能标准规定：居住建筑条式建筑物体形系数不应超过0.35，点式不应超过0.40；因此，正确处理建筑形式多样化和节能的关系，是建筑设计中应当引起重视的问题。
3、建筑物的朝向
建筑布局应考虑朝向与节能的因素。坐北朝南的建筑物能够避免太阳的东照西晒，降低日射影响，若同时配合以遮阳隔热，效果将更加显著，如建筑物的南立面设阳台加深遮阳。南北走向的干道上的临街建筑做不到坐北朝南的应尽量少做居住建筑，并尽量利用建筑的体形变化做到多利用天然能源。
4、建筑物的平面布置
建筑平面的巧妙布局常能获得较好的节能效果。如将电梯、楼梯、管道井、机房等布置在建筑物的南侧或西侧，可以有效阻挡日射；挑空中庭形成2次隔热区，这种布置方式较之常见，更有利于节能；恰当的平面布置有助于形成理想的通风作用，通过建筑物门窗的合理设置，形成通风口，组织并诱导自然通风，既起到节能作用又克服了空调室内空气品质差的弱点。
二、单体的节能设计
单体的节能设计，主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计，以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等，来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件，以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
1、建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计，主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外，通过对建筑各部位（屋顶、楼板、墙体、门窗、粱柱等）的造型、结构、材料等方面加以进一步优化设计，充分利用建筑建筑材料自身特性的有利条件，减少能耗和改善室内微气候环境，从而达到节能的效果。具体有以下五个方面：
（1）屋顶的节能设计
屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，也是建筑室内与外部空间能量发生交换，造成室内能量损失的主要部位之一。通常主要采取以下节能措施：1）采用坡屋顶；2）屋面设保温层；3）根据不同地区需要，设置保温隔热屋面（架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等）。
（2）建筑外墙体的节能设计
墙体是建筑室内与外部空间接触面积很大，容易造成室内能量损失的部位。墙体的节能设计，除了适应不同地区的气候条件，正常做好墙体保温、防潮、隔热等措施以外，还应体现在改善微气候环境条件的特殊构造上。
（3）建筑门窗的节能设计
据统计资料，在我国既有的高耗能建筑中有40%的耗能是通过门窗散失的。因此，解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计主要考虑以下几个方面：1）控制建筑不同朝向的窗墙面积比，从而减少不利朝向外窗的能量损失。如在寒冷地区，尽量减少北向开窗面积可以有效减少建筑冬季能耗损失；2）设置各种形式的外遮阳：我国节能标准中规定，夏热冬暖地区、夏热冬冷地区中，夏季制冷负荷大的建筑的外窗（包括透明幕墙）设置外部遮阳；设置外遮阳后，建筑的夏季制冷能耗会有比较明显的降低；3）合理地组织门窗的通风换气，尽量采用自然通风，少用、不用空调通风；4）选择节能性能高的建筑门窗和幕墙：建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念，把节能和合理利用太阳能、地下热（水）能、风能结合起来。
2、合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔，以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中，就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧，形成对北侧寒冷空氣的“温度阻尼区”，从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的；在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中，就通过空间的竖向分隔，起到了极佳的通风降温效果。
三、建筑绿化设计与节能
近年来由于城市绿地不断减少，加之空调的大量使用，导致“热岛效应”，空气环境日益恶化，给建筑节能带来负效应。据研究表明：相同时刻水泥地表面的温度大于草坪地表面的温度，该差值在下午16：00时达到最大值，约为10℃，两者之差的最小值出现在4：00左右，差值也在2℃以上。裸地与草坪两者温度分布的差别与水泥地和草坪的分布差别类似。相同时刻裸地地表的温度明显高于草坪地表温度，在下午2：00相差最多，约为12cC，夜间有所降低。因此，在城市规划和建设的同时，大力发展庭院绿化、创造优美小区是造福人类的大事。
我国各个城市规划部门都对绿化率做了严格规定，新乡市规划局规定居住小区和厂区的绿化率不小于30%，同时设计单位作为首步的实施者更是义不容辞的要保证自己规划的小区的绿地率，在做小区整体规划时通常会在保证达到建设单位要求的建筑面积和做好道路、停车位、休息场地还有其他一些辅助设施的设置同时尽量增加绿化率。 同时也可以采用建筑物本身的绿化来节约能源。建筑物绿化是指对建筑物外立面、屋面的绿化。与环境绿化相比，建筑物绿化对建筑节能的作用更直接。冬季，绿化主要起屏蔽作用，减小风压对建筑物的作用，从而减小冷風渗透和外表面对流换热损失，降低供热负荷，达到节能目的。
四、自然通风
建筑通风是由于建筑物的开口处（门、窗等）存在压力差而产生的空气流动。按照产生压力差的不同原因，建筑通风可以分为利用风压通风和利用热压通风。但对于不同类型的建筑来说，实现建筑通风的技术手段各不相同。
1、利用风压实现建筑通风
当风吹向建筑物正面时，因受到建筑物表面的阻挡而在迎风面上产生正压区，气流在向上偏转同时绕过建筑物各侧面及背面，在这些面上产生负压区。风压通风就是利用建筑迎风面和背风面的压力差，人们通常所常说的“穿堂风”就是风压通风的典型范例。风压的压力差与建筑形式、建筑与风的夹角以及周围建筑布局等因素相关。当风垂直吹向建筑正面时，迎风面中心处正压最大，在屋角 及屋脊处负压最大。因此，当建筑垂直于主导风向时，其风压通风效果最为显著。
2、利用热压实现自然通风
由于自然风的不稳定性，或由于周围高大建筑、植被的影响，许多情况下在建筑周围不能形成足够的风压。这时，就需要利用热压原理来加速自然通风。
热压通风即我们平常所讲的“烟囱效应”。其原理为热空气上升，从建筑上部风口排出，室外新鲜的冷空气（比重大）从建筑底部被吸入。室内外空气温度差越大，进出风口高度差越大，则热压作用越强。对于室外环境风速不大的地区，烟囱效应所产生的通风效果是改善热舒适的良好手段。与利用风压通风相比，烟囱效应所产生的空气流动相对较慢，虽然可以满足换气次数的要求，然而要想达到快速蒸发制冷所需的风速，往往还需风压作补充。
3、风压与热压相结合实现自然通风
利用风压和热压来进行自然通风往往是互为补充、密不可分的。在实际情况下，风压和热压是共同作用的。两种作用有时互相加强，有时相互抵消，但到目前为止，热压和风压综合作用下的自然通风机理还在探索之中，风压和热压什么时候相互加强、什么时候相互削弱还不能完全预知。但一般来说，建筑进深小的部位多利用风压来直接通风，而进深较大的部位多利用热压来达到通风的效果。
五、结语
建筑物作为一个完整的系统，如何实现高效率地利用资源，最低限度造成对环境的影响是节约能源的重要环节。作为建筑设计人员应该从自身做起，按照建筑节能设计新标准严格把好建筑节能设计关，优化节能设计，在改善居住环境的同时，充分挖掘节能的潜力，从而减少能源的消耗，为国民经济可持续发展做出贡献。
参考文献：
[1]郭冬宜.论建筑设计与节能规划对住宅区的重要性[J].深圳勘察设计.2011年03期
[2]陈春兰，姚文强.浅谈节能建筑设计[J].科技信息.2011，（7）：315.
[3]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥：安徽科学技术出版社.2006.65-70.