關(guān)建強(qiáng)

（佛山市高明建筑設(shè)計(jì)院有限公司 528500）

低能耗居住建筑設(shè)計(jì)方法探討

關(guān)建強(qiáng)

（佛山市高明建筑設(shè)計(jì)院有限公司 528500）

隨著能源危機(jī)的到來(lái)，人們不斷提倡使用低能耗的居住建筑，本文將對(duì)低能耗居住建筑理念進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，并對(duì)在低能耗居住建筑目前面臨的問(wèn)題以及實(shí)現(xiàn)節(jié)能低耗的措施進(jìn)行必要的探討。希望通過(guò)本文關(guān)于低能耗居住建筑相關(guān)介紹，對(duì)讀者有所幫助。

低能耗居??；建筑節(jié)能；設(shè)計(jì)方法

引言

建筑是人們工作、生活的重要場(chǎng)所，因此人們對(duì)建筑的使用以及環(huán)境方面的要求比較高，為了節(jié)約資源提供資源的利用率，人們把節(jié)能減排的思想應(yīng)用到建筑的設(shè)計(jì)中，這樣低碳環(huán)保也逐漸成為建筑設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一。這不僅提高了人們的精神文明建設(shè)，同時(shí)也提高了人們的生活質(zhì)量，所以，低能耗居住建筑將是現(xiàn)代建筑建設(shè)的追求目標(biāo)。

1 背景概況

在建筑的建設(shè)中，很多建筑材料都是從自然中直接或者間接獲得的，所以在進(jìn)行建筑的建設(shè)過(guò)程中將要消耗大量的資源與能源。此外，建筑對(duì)環(huán)境的污染也是巨大的，建筑所產(chǎn)生的光污染、電磁污染以及大氣污染占環(huán)境總污染的34%，建筑所產(chǎn)生的建筑垃圾是人類(lèi)所產(chǎn)生的垃圾總量的40%。

隨這我國(guó)城市化進(jìn)程的步伐加快，建筑的建設(shè)的速度與規(guī)模非常巨大，已達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的年建成建筑面積的總和，然而在這些建筑中大部分均屬于高耗能建筑，預(yù)計(jì)5年后，我國(guó)的高耗能建筑面積總和可能會(huì)超過(guò)700×108m2，可見(jiàn)若在對(duì)建筑進(jìn)行建設(shè)過(guò)程中，如果不對(duì)節(jié)能環(huán)保加以重視，建筑方面的能耗將會(huì)嚴(yán)重地制約我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 低能耗建筑設(shè)計(jì)方法與原則

2.1 規(guī)劃總體設(shè)計(jì)

低能耗的建筑將是未來(lái)建筑的發(fā)展方向，我們必須從建筑的選址、建筑的布局、建筑的朝向以及建筑間距等方面來(lái)對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，這是對(duì)建筑節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是設(shè)計(jì)中必須遵守的原則。表1對(duì)低能耗建筑設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了概況介紹。

表1 低能耗建筑設(shè)計(jì)原則

2.1.1 建筑選址

在建筑的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)中，建筑選址是其要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。要求節(jié)能環(huán)保能夠與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，滿(mǎn)足生態(tài)發(fā)展的要求，符合自然發(fā)展規(guī)律，充分結(jié)合周邊的環(huán)境來(lái)對(duì)人們的生存環(huán)境進(jìn)行營(yíng)造。必須從光照、避風(fēng)等方面進(jìn)行建筑的選址。盡量要讓建筑朝向向陽(yáng)的地段，避免把建筑建設(shè)在洼地、山谷以及凹地位置。處于半地下建筑以及凹地的底層的建筑要保持所需的室內(nèi)溫度，這樣必然消耗更多的能量。

2.1.2 建筑布局

通過(guò)實(shí)踐以及研究可知，風(fēng)速與風(fēng)向受到建筑的布局、形狀以及道路的走向的影響非常大，在道路與住宅群之間的風(fēng)向往往是豎直的管狀氣流，并且風(fēng)速不是很大，穿越建筑物比較困難。因此，在進(jìn)行建筑的布局、組合以及形狀等設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮它們對(duì)風(fēng)速與風(fēng)向的影響。通過(guò)對(duì)建筑物的合理布置，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同建筑的角度、體量、間距以及走向等的最優(yōu)化，這能夠充分地對(duì)自然的日照與通風(fēng)進(jìn)行利用。

在對(duì)建筑進(jìn)行布局時(shí)，還必須考慮到不同季節(jié)對(duì)建筑的影響。如，在寒冷的冬季要避免冷風(fēng)滲透以及降低冷風(fēng)風(fēng)速，以減少場(chǎng)地表面熱能與建筑物的熱量損失，只有這樣才能減少建筑的能耗。在炎熱的夏季，必須確保建筑具有良好的通風(fēng)條件，因此，在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量做到建筑內(nèi)部以及建筑物之間具有良好的通風(fēng)條件，并實(shí)現(xiàn)自然的通風(fēng)與降溫。從理論上來(lái)說(shuō)，在對(duì)建筑進(jìn)行平面布局時(shí)，應(yīng)使用斜列式、錯(cuò)列式以及自由式等形式，要避免使用不利于自然通風(fēng)的周邊式和并列式布局，在豎向布局上，要盡量把較低的建筑布置在迎風(fēng)面的前端。

2.1.3 建筑朝向

建筑朝向是對(duì)建筑群體進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，建筑的朝向直接關(guān)系到建筑的能耗，由通風(fēng)條件以及日照條件來(lái)決定建筑的最佳朝向的范圍。通過(guò)調(diào)查可知，正西向與正東向的建筑比正南向的建筑每年要多消耗20%的電能，然而，正南向卻不一定與當(dāng)?shù)氐奶?yáng)入射角和夏季風(fēng)主導(dǎo)方向相符。同時(shí)，往往最有利的通風(fēng)方向與最佳的日照方向是不統(tǒng)一的。

從單棟建筑的通風(fēng)來(lái)看，在對(duì)房屋進(jìn)行布局時(shí)，最佳的布置方式為讓房屋垂直于季風(fēng)主導(dǎo)方向。然而，從建筑群的總體的規(guī)劃設(shè)計(jì)上來(lái)看，這樣做并不科學(xué)，通過(guò)讓建筑與季風(fēng)主導(dǎo)方向形成一個(gè)角度，這樣能夠確保所有的建筑均能夠獲得相對(duì)滿(mǎn)意的通風(fēng)。所以在我們對(duì)建筑的朝向進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

（1）要確保在冬季，建筑的室內(nèi)必須有較好的光照條件。

（2）要確保在夏季，應(yīng)盡量避免與減少太陽(yáng)直射到室內(nèi)。

（3）要確保在夏季，所有的建筑室內(nèi)具有良好的通風(fēng)條件，在冬季盡量避免冷風(fēng)吹襲。

所以在對(duì)建筑的朝向進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)必須確保其合理性，在寒冷的冬季必須盡可能地獲得良好的光照，同時(shí)在炎熱的夏季必須盡可能地避免南向烈日的炙烤，這不僅實(shí)現(xiàn)了建筑的冬暖夏涼的目標(biāo)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了建筑的節(jié)能的目的。在對(duì)建筑的朝向進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格對(duì)太陽(yáng)入射角以及季風(fēng)主導(dǎo)方向進(jìn)行綜合考慮，然后獲得選擇出最佳的建筑朝向。

2.1.4 建筑間距

建筑的間距主要是由節(jié)約用地的相關(guān)要求、日照間距以及日照角度等共同決定。光照條件對(duì)人們的生活以及心理上都有著重要的作用。通常在冬季人們多少希望獲得更多的陽(yáng)光照射，而在炎熱的夏季確實(shí)避免日曬。所以，一般把冬至中午前后2h日照作為住宅的日照時(shí)間下限，之后根據(jù)節(jié)約用地的原則并結(jié)合緯度等對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。這樣不僅確保了建筑擁有足夠的日照量，同時(shí)建筑之間的最小間距的確定對(duì)節(jié)約用地有著巨大的意義。從建筑的豎向布局來(lái)說(shuō)，前排建筑采用斜屋面或把較低的建筑布置在較高建筑的陽(yáng)面方向都能夠縮小建筑的間距。

2.2 建筑單體設(shè)計(jì)的量。在實(shí)際中可以使用深凹窗、藤蔓植物、陽(yáng)臺(tái)、外廊、遮陽(yáng)板、挑檐、熱反射窗簾、透光遮陽(yáng)（磨砂玻璃、鍍膜玻璃等）、可手動(dòng)調(diào)節(jié)的遮陽(yáng)百葉等措施，此外，還可以使用智能化遮陽(yáng)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)根據(jù)太陽(yáng)光的入射角度與強(qiáng)度變化能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)的遮陽(yáng)設(shè)施等。

表2 建筑的單體設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則

2.2.4 門(mén)窗設(shè)計(jì)

對(duì)于建筑來(lái)說(shuō)，它能耗散失的最薄弱部位便是門(mén)窗，所以要盡量減少門(mén)窗的面積。在對(duì)門(mén)窗進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在保證通風(fēng)、采光以及觀(guān)景效果下，要盡量減少外門(mén)窗洞口的面積。此外，室內(nèi)溫度變化受門(mén)窗材料以及門(mén)窗的密閉性的影響比較大，所以盡量使用密閉性較好的門(mén)窗，這樣能夠有效地阻礙熱量的散失。

3 結(jié)語(yǔ)

2.2.1 立面設(shè)計(jì)

要結(jié)合建筑所在地的氣候情況，對(duì)墻體的角度進(jìn)行合理的選擇，這樣能夠有效地提高對(duì)自然資源以及氣候環(huán)境的適應(yīng)性，如使用層層出挑方式以及外傾斜南墻屋面能夠獲得更大的遮陽(yáng)面，層層退臺(tái)方式以及內(nèi)傾斜南墻屋面可以獲得更大的陽(yáng)光照射面，如果把朝北的墻面以及屋頂進(jìn)行適度的內(nèi)傾斜，能夠有效地把冬季冷風(fēng)導(dǎo)向天空，這樣便能有效地減小冬季風(fēng)的風(fēng)壓，此外可以把圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱滲透降低，這些不僅能夠起到節(jié)能的效果，同時(shí)還能夠獲得良好的立體效果。

2.2.2 平面設(shè)計(jì)

為了讓建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，就必須對(duì)建筑的平面布局進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，確保在炎熱的夏季，能夠獲得穿堂風(fēng)，這是進(jìn)行節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的最為重要的因素。穿堂風(fēng)的形成及其效果受房間的深度影響很大，為了達(dá)到良好的穿堂風(fēng)效果，通常要求房間的深度不能超過(guò)15m，不過(guò)套型進(jìn)深可以適當(dāng)增加，這樣便能夠在一定面積的以?xún)?nèi)來(lái)讓建筑的總面積增加。

通過(guò)對(duì)建筑平面進(jìn)行科學(xué)合理地布局可以獲得比較好的節(jié)能效果，例如，在管道井、樓梯、電梯、輔助用房以及設(shè)備房進(jìn)行布局設(shè)計(jì)時(shí)，要求它們盡量在建筑的西側(cè)或南側(cè)，這樣以來(lái)，對(duì)日射的阻擋效果就比較明顯了，與之相連的房間不僅可以減少冷消耗，同時(shí)熱量損失方面也得到了有效地控制。

另外，為了滿(mǎn)足住戶(hù)的要求，在很多建筑中存在這比較大的陽(yáng)臺(tái)，通常開(kāi)發(fā)商只把它作為室內(nèi)外過(guò)渡空間以及比較注重陽(yáng)臺(tái)的觀(guān)景效果等，而建筑師也常常將其作為豐富建筑立面效果的元素。其實(shí)陽(yáng)臺(tái)在節(jié)能方面也有著很大的作用，如在夏季有通風(fēng)與遮陽(yáng)的作用。如果在西立面與南立面的陽(yáng)臺(tái)封閉起來(lái)，可以構(gòu)成一個(gè)具有熱量交換的過(guò)渡空間，在夏季能夠節(jié)約空調(diào)的冷量，在冬季能夠防止室內(nèi)的熱量散失過(guò)快。

2.2.3 遮陽(yáng)設(shè)計(jì)

在對(duì)遮陽(yáng)設(shè)施進(jìn)行布置時(shí)，必須對(duì)空調(diào)設(shè)備的位置進(jìn)行合理充分的考慮。要盡量減少太陽(yáng)直射到墻面、屋頂、窗戶(hù)以及室內(nèi)

建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，是未來(lái)建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)，低能耗的建筑設(shè)計(jì)也會(huì)逐漸地走入人們的生活。本文對(duì)低能耗居住建筑的設(shè)計(jì)原則以及在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意與考慮的問(wèn)題進(jìn)行了必要的探討，希望通過(guò)本文的相關(guān)介紹，讓讀者對(duì)低能耗居住建筑有所認(rèn)識(shí)。

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TU201.5

A

1673-0038（2015）24-0035-02

2015-5-21

關(guān)建強(qiáng)（1983-），男，助理工程師，本科，主要從事建筑設(shè)計(jì)工作。