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摘要：本文作者从小区用地选址、建筑总平面布置、建筑形体空间、道路布局、绿化布局以及树种配置等方面探讨了如何改善住宅建筑的外部热工环境问题。
关键词：小区规划；建筑节能
0 引言
科技的进步与发展为人类生活带来了巨大的变化。但同时也带来了全球能源危机。据统计资料表明 世界能源消耗的1／3都与建筑业有关．并由此带来大气环境污染、城市热导效应等一系列的环境问题。建筑节能不仅可以节约能源．获得明显的经济效益．而且可以提高室内热环境质量．减少环境污染，具有明显的社会和环境效益。目前．我国单位建筑面积采暖能耗为同等条件下发达国家的3倍左右．能源利用率仅为28％，随着经济发展和人民生活水平的提高 住宅建筑的能耗还将进一步增加。住宅建筑节能技术的研究应用．对于降低能耗，减少对不可再生能源的利用．改善居住环境 提高居住的舒适度 坚持可持续发展，具有十分积极的意义。
1 小区规划与住宅建筑节能的关系
1．1 住宅建筑节能是一个系统工程
住宅建筑节能不是一个简单的建筑设计问题，应该作为一个系统工程来研究。它涉及到建筑科学各学科——城市规划、建筑学、建筑物理(建筑声学、建筑光学、建筑热工学)、建筑结构、建筑材料、建筑给排水、建筑采暖通风、建筑电气、风景园林、市政工程等专业．还涉及到自然地理、气象、环境等相关学科以及居民使用方式等多种因素。作为建筑设计人员，要改变高能耗的建筑设计现状。需要在设计过程中与各种专业互相支持、配合和同努力．才能创作出既符合建筑学原理，又符合节能原则的优秀建筑。
1．2小区规划与住宅建筑节能
小区规划中，小区的选址、住宅建筑的朝向、间距、高低、体型以及小区路网结构、环境绿化等都会影响小区的日照、通风和小气候环境 ，从而影响住宅建筑的能耗。因此小区规划也应注重对节能问题的研究。适应当地自然环境、气候和地理条件，从项目选址、交通组织、环境绿化、空气质量、噪声、采光与目照、小气候等方面提出要求。合理选择住宅建设用地 避免有害环境对居住环境的影响。在小区规划设计中要与建筑节能设计互相配合，统筹考虑建筑朝向、日照间距、通风、景观绿化，合理应用雨水回收系统。透水地面砖等节能、环保技术以及配套设备(能源供应、小高层给水、公共照明、电梯等)采取的节能措施，大力推广部分太阳能热水供应系统的利用等先进技术，以形成系统的住宅建筑节能体系，营造能耗低、环境舒适的居住环境。
2 小区规划的节能技术探讨
2．1小区规划选址
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。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。
2．2 小区规划布局
小区规划设计要综合考虑建筑物的朝向、间距、体型、体量、建筑群体组合、绿化配置等因素对节能的影响，以改善热环境。在总平面规划设计中要特别处理好建筑朝向、建筑间距与主导风向、日照的相互关系。运用建筑空间构图原理和手法，将住宅、公共建筑、道路、绿化、建筑小品等组成完整有机的建筑群体，充分利用道路、绿地、水面等空间 合理组织小区气流。坚决摒弃只追求形式化构图，不考虑热环境质量的规划布局。
(1)建筑平面布局及空间组合：在小区的平面布局方面 ，对住宅朝向的选择尤为重要。从节能角度看，我国大部分地区建筑物以南和南偏东向为好 ，尽量避免东西向；南方炎热地区以朝向夏季主导风向为宜。在小区平面布局中，要综合考虑建筑朝向、间距与平面布局的关系。注意减少对住宅建筑的日照遮挡，使住宅南墙尽可能多地接收太陽能的辐射，提高日照水平。例如，住宅的前后排错列式、斜列式布局有利于提高后排住宅冬季日照水平。如图l所示。
图1 前后排错列式(a)、斜列式(b)布局
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(如图2所示)。并使夏季主导风向与建筑物保持一定的投射角，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(如图3所示)。
(2)建筑形体：在建筑设计中，原则上应减少建筑物外表面积，适当控制建筑体型系数，即建筑物外表面积与其所包围的体积之比。减少建筑面宽，加大进深或增加组合体，建筑平面宜选用如“一”字型等较为简洁规整、能够获得较多日照和较少东西晒的平面型式。以减少夏季热辐射和冬季冷风渗透量，如图4所示。
体型复杂、凹凸面过多的点式的低、多层及塔式高层住宅建筑的外表面积和体型系数大，对节能不利。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。结合建筑形体空间的处理 可以在建筑物中设通风口，加强气流组织．改善小区内部的通风条件。
(3)建筑色彩：建筑的外立面颜色对于节能也很重要。色彩越重的颜色越容易吸收热量，色彩越浅的颜色越容易反射热量。深色的墙体有利于冬季的墙体蓄热而不利于夏季减少墙体吸热。而浅色的墙体有利于夏季减少墙体吸热而不利于冬季的墙体蓄热。因此。应根据不同地区的气候条件，合理选择建筑色彩，从而达到节能目的。
2．3小区道路系统设计
小区的道路布局应尽可能与建筑用地结合，为建筑争取好的朝向创造条件。小区道路同时也是小区的风道，道路布局及路网结构应有利于组织小区的通风。并与城市绿地和小区绿地空间结合，把绿地中的新鲜空气引入小区和居住组团 ，以改善居住区的小气候环境。提高居住环境的舒适度。小区道路的走向一般宜平行于夏季主导风向。有利于组织通风．同时也要与冬季主导风向保持一定的角度，抗御冬季寒风的侵袭。
2．4小区绿化及景观规划
据调查资料显示，茂盛的树木能遮挡50 ～90％的太阳辐射热。夏季，浓密的树冠能够把20～ 25％的太阳辐射反射到天空，把35％的幅射热吸收掉。与此同时，树木的蒸腾作用还能够吸收掉相当多的热量。由于植物的根部保持一定的水分，也可以大量吸收地面上的热量。小区绿化和水体可以有效降低气温、调节湿度、防风抗风、改善通风质量。从而抑制热导效应的产生，改善住宅建筑外维护结构的热工性能。
(1) 绿地布局：一般来讲，小区绿化规划会形成一个以中心绿地为核心。道路绿化为网络．宅旁绿地、组团绿地、小游园相结合的绿地系统。在小区的绿地布局规划中应注意与城市绿地系统衔接，融入到城市绿地。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，如图5所示。
图5 树木对风的引导作用
绿化可以有效改善局部为气候环境，实验结果表明，草地和沥青地面的表面温度差 ，可达到14℃以上，在两种不同的地表面微气候区(30 ～120cm)高度内的温度差也可达到5℃左右。在规划中应尽可能提高绿地率，使住宅尽量接近绿化区。铺装场地上尽可能多种植树木。避免铺装地面直接暴露在阳光下，以降低地表温度 ,减少阳光反射。
(2)建筑绿化植物的配置：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。植物配置主要考虑遮阳效果，尽量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(如图6所示)。住宅的东西山墙选用爬墙植物进行垂直绿化，可以有效地改善墙体的热工性能。
图6 树种配置对小气候的影响
(3)水景规划：结合绿地规划，在小区内设置喷泉、水池、水面、露天游泳池等。有利于在夏季降低室外环境温度．调节空气湿度 形成良好的局部小气候环境。改善室外环境的舒适度、健康度和空气质量，能够有效提高住宅建筑的室内小环境质量，达到节能目的。
3 结束语
综上所述，节能技术在建筑方面是多方位的，不但在建筑的形体、朝向、高度等方面有重要因素，而且涉及材料、外墙、门窗、屋面等方面。在工程设计中，要始终保有节能意识，遵照有关法规，精心设计，尽量采取新技术、新工艺、新材料，才能做到节约能耗，提高热效率，达到节能的目的。
关键词：小区规划；建筑节能
0 引言
科技的进步与发展为人类生活带来了巨大的变化。但同时也带来了全球能源危机。据统计资料表明 世界能源消耗的1／3都与建筑业有关．并由此带来大气环境污染、城市热导效应等一系列的环境问题。建筑节能不仅可以节约能源．获得明显的经济效益．而且可以提高室内热环境质量．减少环境污染，具有明显的社会和环境效益。目前．我国单位建筑面积采暖能耗为同等条件下发达国家的3倍左右．能源利用率仅为28％，随着经济发展和人民生活水平的提高 住宅建筑的能耗还将进一步增加。住宅建筑节能技术的研究应用．对于降低能耗，减少对不可再生能源的利用．改善居住环境 提高居住的舒适度 坚持可持续发展，具有十分积极的意义。
1 小区规划与住宅建筑节能的关系
1．1 住宅建筑节能是一个系统工程
住宅建筑节能不是一个简单的建筑设计问题，应该作为一个系统工程来研究。它涉及到建筑科学各学科——城市规划、建筑学、建筑物理(建筑声学、建筑光学、建筑热工学)、建筑结构、建筑材料、建筑给排水、建筑采暖通风、建筑电气、风景园林、市政工程等专业．还涉及到自然地理、气象、环境等相关学科以及居民使用方式等多种因素。作为建筑设计人员，要改变高能耗的建筑设计现状。需要在设计过程中与各种专业互相支持、配合和同努力．才能创作出既符合建筑学原理，又符合节能原则的优秀建筑。
1．2小区规划与住宅建筑节能
小区规划中，小区的选址、住宅建筑的朝向、间距、高低、体型以及小区路网结构、环境绿化等都会影响小区的日照、通风和小气候环境 ，从而影响住宅建筑的能耗。因此小区规划也应注重对节能问题的研究。适应当地自然环境、气候和地理条件，从项目选址、交通组织、环境绿化、空气质量、噪声、采光与目照、小气候等方面提出要求。合理选择住宅建设用地 避免有害环境对居住环境的影响。在小区规划设计中要与建筑节能设计互相配合，统筹考虑建筑朝向、日照间距、通风、景观绿化，合理应用雨水回收系统。透水地面砖等节能、环保技术以及配套设备(能源供应、小高层给水、公共照明、电梯等)采取的节能措施，大力推广部分太阳能热水供应系统的利用等先进技术，以形成系统的住宅建筑节能体系，营造能耗低、环境舒适的居住环境。
2 小区规划的节能技术探讨
2．1小区规划选址
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。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。
2．2 小区规划布局
小区规划设计要综合考虑建筑物的朝向、间距、体型、体量、建筑群体组合、绿化配置等因素对节能的影响，以改善热环境。在总平面规划设计中要特别处理好建筑朝向、建筑间距与主导风向、日照的相互关系。运用建筑空间构图原理和手法，将住宅、公共建筑、道路、绿化、建筑小品等组成完整有机的建筑群体，充分利用道路、绿地、水面等空间 合理组织小区气流。坚决摒弃只追求形式化构图，不考虑热环境质量的规划布局。
(1)建筑平面布局及空间组合：在小区的平面布局方面 ，对住宅朝向的选择尤为重要。从节能角度看，我国大部分地区建筑物以南和南偏东向为好 ，尽量避免东西向；南方炎热地区以朝向夏季主导风向为宜。在小区平面布局中，要综合考虑建筑朝向、间距与平面布局的关系。注意减少对住宅建筑的日照遮挡，使住宅南墙尽可能多地接收太陽能的辐射，提高日照水平。例如，住宅的前后排错列式、斜列式布局有利于提高后排住宅冬季日照水平。如图l所示。
图1 前后排错列式(a)、斜列式(b)布局
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(如图2所示)。并使夏季主导风向与建筑物保持一定的投射角，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(如图3所示)。
(2)建筑形体：在建筑设计中，原则上应减少建筑物外表面积，适当控制建筑体型系数，即建筑物外表面积与其所包围的体积之比。减少建筑面宽，加大进深或增加组合体，建筑平面宜选用如“一”字型等较为简洁规整、能够获得较多日照和较少东西晒的平面型式。以减少夏季热辐射和冬季冷风渗透量，如图4所示。
体型复杂、凹凸面过多的点式的低、多层及塔式高层住宅建筑的外表面积和体型系数大，对节能不利。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。结合建筑形体空间的处理 可以在建筑物中设通风口，加强气流组织．改善小区内部的通风条件。
(3)建筑色彩：建筑的外立面颜色对于节能也很重要。色彩越重的颜色越容易吸收热量，色彩越浅的颜色越容易反射热量。深色的墙体有利于冬季的墙体蓄热而不利于夏季减少墙体吸热。而浅色的墙体有利于夏季减少墙体吸热而不利于冬季的墙体蓄热。因此。应根据不同地区的气候条件，合理选择建筑色彩，从而达到节能目的。
2．3小区道路系统设计
小区的道路布局应尽可能与建筑用地结合，为建筑争取好的朝向创造条件。小区道路同时也是小区的风道，道路布局及路网结构应有利于组织小区的通风。并与城市绿地和小区绿地空间结合，把绿地中的新鲜空气引入小区和居住组团 ，以改善居住区的小气候环境。提高居住环境的舒适度。小区道路的走向一般宜平行于夏季主导风向。有利于组织通风．同时也要与冬季主导风向保持一定的角度，抗御冬季寒风的侵袭。
2．4小区绿化及景观规划
据调查资料显示，茂盛的树木能遮挡50 ～90％的太阳辐射热。夏季，浓密的树冠能够把20～ 25％的太阳辐射反射到天空，把35％的幅射热吸收掉。与此同时，树木的蒸腾作用还能够吸收掉相当多的热量。由于植物的根部保持一定的水分，也可以大量吸收地面上的热量。小区绿化和水体可以有效降低气温、调节湿度、防风抗风、改善通风质量。从而抑制热导效应的产生，改善住宅建筑外维护结构的热工性能。
(1) 绿地布局：一般来讲，小区绿化规划会形成一个以中心绿地为核心。道路绿化为网络．宅旁绿地、组团绿地、小游园相结合的绿地系统。在小区的绿地布局规划中应注意与城市绿地系统衔接，融入到城市绿地。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，如图5所示。
图5 树木对风的引导作用
绿化可以有效改善局部为气候环境，实验结果表明，草地和沥青地面的表面温度差 ，可达到14℃以上，在两种不同的地表面微气候区(30 ～120cm)高度内的温度差也可达到5℃左右。在规划中应尽可能提高绿地率，使住宅尽量接近绿化区。铺装场地上尽可能多种植树木。避免铺装地面直接暴露在阳光下，以降低地表温度 ,减少阳光反射。
(2)建筑绿化植物的配置：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。植物配置主要考虑遮阳效果，尽量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(如图6所示)。住宅的东西山墙选用爬墙植物进行垂直绿化，可以有效地改善墙体的热工性能。
图6 树种配置对小气候的影响
(3)水景规划：结合绿地规划，在小区内设置喷泉、水池、水面、露天游泳池等。有利于在夏季降低室外环境温度．调节空气湿度 形成良好的局部小气候环境。改善室外环境的舒适度、健康度和空气质量，能够有效提高住宅建筑的室内小环境质量，达到节能目的。
3 结束语
综上所述，节能技术在建筑方面是多方位的，不但在建筑的形体、朝向、高度等方面有重要因素，而且涉及材料、外墙、门窗、屋面等方面。在工程设计中，要始终保有节能意识，遵照有关法规，精心设计，尽量采取新技术、新工艺、新材料，才能做到节约能耗，提高热效率，达到节能的目的。