【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使得可持續(xù)發(fā)展成為人們追求的主題，對(duì)于建筑來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)向高效節(jié)能型的模式也是勢(shì)在必行的。所以如何根據(jù)節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出合理、科學(xué)的小區(qū)住宅結(jié)果也成為了人們非常關(guān)注的問(wèn)題之一。

【關(guān)鍵詞】小區(qū)住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑節(jié)能

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，能源問(wèn)題一直備受人們的關(guān)注，同時(shí)也是人們面臨的生存問(wèn)題之一。隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高，住房面積也在不斷的增加，隨之能源的消耗也在增加。住宅是人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾獔?chǎng)所，所以其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否科學(xué)、合理也是直接影響人們生活質(zhì)量的重要因素之一。

以往的住宅只要具備客廳、臥室、廚房、衛(wèi)生間等基本功能即可，但現(xiàn)在的住宅設(shè)計(jì)出來(lái)要具備以上幾種基本功能之外，還要求設(shè)計(jì)的美觀、合理、節(jié)能。除此之外，由于我國(guó)的能源比較短缺，所以怎樣有效的利用能源，提高住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性價(jià)比，成了我國(guó)住宅設(shè)計(jì)的最主要的發(fā)展趨勢(shì)。下面就針對(duì)我國(guó)小區(qū)住宅的這種情況，談一下如何對(duì)小區(qū)住宅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使能耗最小化，做到建筑節(jié)能。

1 我國(guó)小區(qū)住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

雖然我國(guó)是一個(gè)能源大國(guó)，但是由于我國(guó)人口眾多，人均儲(chǔ)量很少，同時(shí)又是一個(gè)能源非常緊缺的國(guó)家。預(yù)計(jì)十年之后，我國(guó)的能源需要還會(huì)不斷的上升，可能會(huì)是2000年的一到兩倍。出現(xiàn)這種狀況的原因主要有幾下幾點(diǎn)：

1.1 城市的快速化發(fā)展

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，人民生活水平的不斷提高，許多農(nóng)村人口不斷的涌入城市，使得我國(guó)的城市化的發(fā)展速度也在不斷的加大。顯而易見(jiàn)，這給能源帶來(lái)的壓力也是前所未有的。

1.2 大規(guī)模的對(duì)住宅進(jìn)行建設(shè)

近些年來(lái)我國(guó)的住宅建設(shè)出現(xiàn)了大規(guī)模的增長(zhǎng)，我國(guó)同時(shí)也正處于住宅建設(shè)的高峰期。而且根據(jù)專家預(yù)測(cè)，這種增長(zhǎng)還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。與此同時(shí)，這種狀況就會(huì)造成對(duì)能源的消耗也在持續(xù)的增長(zhǎng)。

1.3 住宅建筑節(jié)能存在的問(wèn)題

首先，在對(duì)建筑的總體規(guī)劃的設(shè)計(jì)方面沒(méi)有達(dá)到技能的要求。目前許多的住宅建筑在規(guī)劃的時(shí)候都很少的去考慮節(jié)能問(wèn)題，而更多的是考慮如何能夠把小區(qū)住宅設(shè)計(jì)的別具一格，吸引更多人，從而能夠賺取更大的利益。所以，往往就忽略了對(duì)環(huán)境、節(jié)能等方面的考慮。由于住宅的建設(shè)要按照規(guī)劃的方案來(lái)實(shí)施的，方案中沒(méi)有涉及到節(jié)能的方面，所以在建好的住宅也就很少能早到節(jié)能了。由此可見(jiàn)，要想實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，就得在規(guī)劃中充分的考慮到建筑與能源、環(huán)境等方面的關(guān)系，從而設(shè)計(jì)出具有節(jié)能思想的方案、規(guī)劃。

其次，很多住宅的建筑設(shè)計(jì)大體是相同的，很少因地制宜的去考慮當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境和文化特色等。這就使所有的住宅建筑的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)等都非常的相似。有的方案的設(shè)計(jì)目標(biāo)是追求視線的開(kāi)闊，把室內(nèi)的窗戶設(shè)計(jì)的過(guò)大，從而忽視了建筑的氣密性。有的設(shè)計(jì)人員甚至，從不對(duì)該地進(jìn)行具體的勘探，只是一味的抄襲。

2 戶型結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)

正如前面提到的那樣，如何合理的利用現(xiàn)有的能源，設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理的住宅已經(jīng)成為了現(xiàn)如今建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。接下來(lái)，就根據(jù)這一理念談一談如何把它付諸于具體的實(shí)踐中來(lái)。

2.1 建筑節(jié)能的概念

所謂的建筑節(jié)能主要是指通過(guò)事先合理、科學(xué)的規(guī)劃布局，結(jié)合先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，從而做到提高建筑對(duì)能源的利用率，降低能耗。對(duì)于建筑師而言建筑技能就是如何在對(duì)住宅進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，根據(jù)設(shè)計(jì)方案做到降低對(duì)采暖、空調(diào)、通風(fēng)等方面的消耗，從而實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的理念。

2.2 傳熱方程

由于建筑物的傳熱是非常的復(fù)雜的，主要包括對(duì)流、輻射和導(dǎo)熱等三種方式綜合作用的結(jié)果。所以對(duì)建筑的傳熱方面的方程進(jìn)行一定的了解和掌握也是非常重要的，是保證建筑節(jié)能的關(guān)鍵因素。穩(wěn)態(tài)的傳熱方程式如下所示：

Q=K·A·(tl-t2)

=l/[(1/a1)+(d/x)+(1/a2)】·A·(tl-t2)

式中：

Q一單位時(shí)間通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量；

K一傳熱系數(shù)；

A一圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面積；

tl、t2—圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面的空氣溫度；

a1、a2—圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)；

d一圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度；

x一圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)。

根據(jù)該方程我們可以分析出來(lái)當(dāng)K、A、(t1-t2)，也就是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、外表面積和內(nèi)外溫差越小的時(shí)候，Q，也就是整個(gè)住宅的傳熱量也就越小，只有保證傳熱量較小，才能保證對(duì)建筑能源的節(jié)約。 下面，就根據(jù)這個(gè)方程的原理，來(lái)談一下如何具體的減小熱能的消耗。

2.2.1 減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的熱傳移系數(shù)，即a1和a2

雖然影響熱傳移的系數(shù)的因素有很多，但是主要包括風(fēng)速和表面形狀這兩種因素。因此，要想降低熱傳移系數(shù)，就要減小風(fēng)速，表面盡可能光滑。所以這就要求在設(shè)計(jì)建筑物的時(shí)候能夠在避風(fēng)的基礎(chǔ)上，做到形狀規(guī)整。

2.2.2 增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度，即d

雖然增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度能夠起到很好的保暖作用，但是由于對(duì)建筑物增加圍度的厚度會(huì)同時(shí)也增加了建筑物的自重。所以增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，就能避免上述問(wèn)題。與此同時(shí)，其節(jié)能效果也是非常好的。尤其是在像東北、內(nèi)蒙這些冬季比較寒冷的地方，其圍度的厚度不能太薄。

2.2.3 減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)外表面溫度差t1-t2

由于太陽(yáng)輻射是決定室外熱環(huán)境的主要條件，所以怎樣利用太陽(yáng)能來(lái)合理的設(shè)計(jì)建筑，減少室內(nèi)外的溫差也是作為建筑工作者的我們所關(guān)注的問(wèn)題。主要是根據(jù)不同的季節(jié)、緯度、時(shí)間等，太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度也不相同。冬季做到對(duì)太陽(yáng)能的合理利用，盡量使用更多的外表面向陽(yáng)。而在夏天，盡量減少太陽(yáng)對(duì)建筑物的照射，從而使室內(nèi)的溫度降低。

2.2.4 盡量減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面積A

建筑物雖然在體積上相同，但是由于設(shè)計(jì)的方式不同，其表面積的差異還是很大的。所以沒(méi)要對(duì)建筑物進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，盡量堅(jiān)守圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面積，同時(shí)也是建筑節(jié)能重要體現(xiàn)。

2.2.5 減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)x

減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)主要體現(xiàn)在選擇合理的絕熱材料，隨著近些年來(lái)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，相繼開(kāi)發(fā)出了許多節(jié)能型的絕熱材料。如延綿、玻璃棉、泡沫聚氨酯、吸熱玻璃、反射玻璃等很多良好、優(yōu)質(zhì)的絕熱材料。這些材料的開(kāi)發(fā)和廣泛使用大大的減少了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)。

2.2.6 增加建筑的氣密性

建筑物的門窗、各種縫隙和孔洞，都會(huì)使室內(nèi)的溫度下降，從而造成能源的損失。所以加強(qiáng)對(duì)建筑的氣密性也是非常重要的。主要采用加強(qiáng)對(duì)門窗的密封程度，采用一些導(dǎo)熱系數(shù)大于墻體的導(dǎo)熱系數(shù)的玻璃。

3 對(duì)住宅建筑節(jié)能的改造技術(shù)

3.1 對(duì)墻體進(jìn)行改造

對(duì)墻體的改造技術(shù)主要包括以下兩點(diǎn)，即單一墻體的節(jié)能技術(shù)和復(fù)合墻的節(jié)能技術(shù)。但隨著人們對(duì)墻外保溫性能的標(biāo)準(zhǔn)、要求逐漸的提高，使得單一墻體的節(jié)能技術(shù)很難滿足這些標(biāo)準(zhǔn)和要求。所以現(xiàn)今對(duì)墻外進(jìn)行保溫所使用的通常是復(fù)合墻節(jié)能技術(shù)。而復(fù)合墻節(jié)能技術(shù)主要包括外墻保溫、外墻內(nèi)保溫和內(nèi)外混合保溫，以及墻體夾心保溫技術(shù)和墻外保溫技術(shù)。這些保溫技術(shù)足夠滿足現(xiàn)今人們對(duì)墻內(nèi)外的保溫要求，從而輕而易舉的達(dá)到節(jié)能保溫的效果。

3.2 對(duì)門窗節(jié)能進(jìn)行改造

門窗是建筑物的重要組成部分，同時(shí)也是影響室溫的重要因素之一。所以合理的對(duì)門窗進(jìn)行改造，使門窗的面積占到整個(gè)建筑面積的10%到15%之間。這樣不僅能夠起到良好的通風(fēng)作用，室內(nèi)的光線也比較寬闊，同時(shí)也能夠起到節(jié)能的作用。除此之外，為了保持室內(nèi)的溫度，也可以在窗框與外墻連接的部分填充一些保暖材料，如泡沫、玻璃棉等。這樣就可以保證風(fēng)不會(huì)從縫隙之間吹進(jìn)來(lái)，保證了施工的質(zhì)量。

3.3 對(duì)屋面進(jìn)行改造

相對(duì)于其他構(gòu)件而言，屋面是最直接的受到太陽(yáng)輻射的構(gòu)件，同時(shí)對(duì)頂層的居民的影響最大。所以對(duì)屋面進(jìn)行改造，以保證室內(nèi)的溫度是非常必要的。在選擇保溫隔熱材料的時(shí)候一定要根據(jù)材料的性質(zhì)、特點(diǎn)等來(lái)進(jìn)行慎重的選擇。一般而言，為了避免屋面的厚度和重量過(guò)大，保溫層不適合選擇密度比較大、導(dǎo)熱率比較高的材料。綜上所述，一般會(huì)選擇如擠塑性聚苯板、聚苯乙烯泡沫塑料板、水泥聚苯板等。但往往由于地域、氣溫條件的差異性，采取的改造措施也是不同的。比較常見(jiàn)的改造方式有蓄水屋面、平屋頂改坡屋頂、倒置式屋面等。在東北根據(jù)其地理環(huán)境和氣候的特點(diǎn)，通常采用將平屋面改為坡屋面。這樣不但能夠提高室內(nèi)的溫度，同時(shí)還能起到提升城市形象的作用。

4 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

影響住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑節(jié)能的因素有很多，主要包括建筑的形體，日照距離、室內(nèi)的平面設(shè)計(jì)等。接下來(lái)，從節(jié)能的基本原理出發(fā)，充分結(jié)合以上幾點(diǎn)因素來(lái)談一談怎樣對(duì)住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到建筑節(jié)能的要求。

4.1 合理設(shè)計(jì)建筑的長(zhǎng)與寬

建筑物的長(zhǎng)與寬之間的比例對(duì)節(jié)能有很大的影響，所以合理的設(shè)置長(zhǎng)與寬之間的比例也是非常重要的。一般都盡量的增加這個(gè)比例系數(shù)，因?yàn)橄禂?shù)越大，冬季的得熱就越多，而夏天卻恰恰相反，從而就做到了節(jié)能的效果。

4.2 朝陽(yáng)的選擇

由于太陽(yáng)能是建筑能源中的重要來(lái)源，所以合理的設(shè)計(jì)建筑的朝陽(yáng)方向也是非常必要的。一般朝陽(yáng)的方向的選擇都要滿足冬季能夠有適量的陽(yáng)關(guān)，夏季要減少陽(yáng)光的直射。

4.3 合理的對(duì)住宅功能進(jìn)行分區(qū)

對(duì)住宅進(jìn)行分區(qū)時(shí)要根據(jù)人們?nèi)粘Ｉ畹囊?guī)律來(lái)進(jìn)行劃分，要滿足人們的具體需求。一般都將客廳、主臥和書房等在朝南或朝東的方向，這樣能夠保證房間內(nèi)有充足的陽(yáng)光。而像洗手間、廚房等就可以選擇陽(yáng)光不是很充足的朝西或朝北的方向。

5 結(jié)束語(yǔ)：

本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)今可持續(xù)發(fā)展的觀念，以及對(duì)能源的節(jié)約等方面的充分考慮，闡述了如何對(duì)小區(qū)進(jìn)行合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)，從而滿足節(jié)能建筑的思想，符合時(shí)代發(fā)展的需求。希望可以給住宅開(kāi)發(fā)商一定的啟發(fā)和幫助，同時(shí)也希望我國(guó)的小區(qū)住宅能夠早日的達(dá)到節(jié)能建筑的標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒經(jīng)宇、許溶烈、金德鈞，第五屆中國(guó)城市住宅研討會(huì)論文集，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

[2]建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心，全國(guó)節(jié)能省地型住宅設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品集，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007．1.

[3]民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)JGJ 26—95，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996.

[4]中華人民共和國(guó)建設(shè)部，GB50096 —1999《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[5]中華人民共和國(guó)建設(shè)部，民用建筑熱工規(guī)范GB50176—93，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993.

[6]《節(jié)能住宅設(shè)計(jì)實(shí)例圖集》編委會(huì)，節(jié)能住宅設(shè)計(jì)實(shí)例圖集，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

[7]涂逢祥，21世紀(jì)初建筑節(jié)能展望．建筑節(jié)能，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002．1.

[8]《智能與綠色建筑文集》編委會(huì)編，智能與綠色建筑文集——首屆國(guó)際智能與綠色建筑技術(shù)研討會(huì)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

[9]聶梅生、秦佑國(guó)、江億，中國(guó)生態(tài)住宅技術(shù)評(píng)估手冊(cè)(2003版)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[10]Joan Pinkham．中式英語(yǔ)之鑒[M]．北京：外語(yǔ)教學(xué)與研究出版社，2000．

[11]http：//henan.ddpit．org/baixianzhao shang/indexe．Htm 河南百縣招商網(wǎng)．

[12]王文忠、王寶海，上海住宅建筑節(jié)能技術(shù)與管理，上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2004．3.