住宅建筑的绿色节能设计

关键词：住宅 节能技术 通风 空间设计 建筑的产生，原本是人类为改善生存环境所产生的遮蔽所，其 目的是为人类提供一个舒适适宜的室内环境。建筑设计就是利用自 然资源，运用人类智慧和掌握的科学技术，通过对功能，技术，经 济和社会等方面的综合考虑，建造的满足人类各种活动的生存环 境。而随着科学技术的进步，城镇化的加速，以及人类对室内环境 舒适度的要求越来越高，导致建筑量的扩张以及建筑耗能的增长。 １ 居住建筑节能设计的必要性 居住建筑中的生态平衡、节省能源与环境保护是相互联系的。 随着科学技术的进步，人类可以自主的改造建筑室内环境，但这改 造后舒适的室内环境通常依赖于照明、空调和通风等高耗能措施， 且这种舒适度的提高也是建立在增加耗能的基础上的。这种发展模 式加剧了当前环境和能源危机。 建筑方案阶段的内部空间节能设计主要通过创造自然通风和进 行合理的平面布局等技术手段实现的，这些技术策略的应用不只是 水平方向的设计，也包括垂直方向的设计。完美的把这些技术策略 与建筑艺术和功能要求相结合，需要建筑师对相关技术知识的正确 掌握与理解，并且要具备较强的空间组织能力。 ２ 居住建筑节能设计原则 节能环保建筑的标准应该统一的，节能建筑应充分利用阳光、 雨水等可再生能源，最大限度的节电节水，大力发展绿色节能建筑 是中国建筑业未来发展的方向。我们在节能环保的建筑设计上要遵 从以下几个原则： ２．１ 首先是充分利用资源，保证资源利用率达到最高 建筑设计的资源利用效率要达到最高的原则，指的是对各种建 筑用的资源，包括能源、土地、水、各种建筑材料等，都要高效率 地利用，尽可能的节约能源。 ２．２ 其次是对环境的影响要小 通常要做到减少建筑物对环境的影响，需要做到以下几点：1） 防止建筑物对空气、土壤以及水的污染； 2）建筑材料选取时应考 虑重复利用和可循环使用，这是鼓励建筑材料的回收利用；3）尽 量使用本地建材，降低材料的运输运输成本，这样做不仅可以支持 当地经济的发展，更重要的是，也可以减少对环境的影响；4）要 尽可能利用既有建筑，提高建筑物的寿命。 ２．３ 最后是尽量减少对人和其他生物的伤害 建筑设计的原则是“以人为本”，这一点不单是指满足人的生 理以及心理需求，更要使其与生态环境达到平衡的关系，满足可持 续发展的要求。 ３ 居住建筑节能设计方法 ３．１ 自然通风与建筑设计 长久以来，自然通风作为一项传统的建筑防热技术，广泛应用 于世界各地的传统民居中。在湿热地区，传统民居往往具有这样近 乎一致的外表：开阔的窗户，轻便的墙体，深远的挑檐，高高在上 的顶棚并且设置通风口；建筑也往往架空，以避开地面的湿气和热 气，采集更多的凉风——这样形象的背后，隐藏着劳动人民对充分 利用自然通风的智慧结晶。 通常意义上的自然通风是指通过有目的的开口，产生空气流 动。建筑中的自然通风，主要取决于建筑室内外的空气压力差。形
影响自然通风的因素，对住宅区规划而言，有住宅区的合理选 址以及住宅区道路、绿地、水面的合理规划，还包含建筑楼体的间 距、排列组合方式以及建筑群体的迎风方位；对于建筑本身而言， 有建筑物的高度、进深、长度和迎风方位。为使得通风效果达到最 佳，从以下几方面说明：
a)建筑物的朝向 建筑物朝向的确定，不仅与当地日照量最多的方向有关，同时 也需要考虑当地风向相关特性的影响，这主要是指夏季与冬季主导 风的方向，速度以及温湿度。在建筑物朝向选择上，应尽量使建筑 物正面正对夏季主导风的方向，且尽量避免冬季主导风的方向。由 于我国大部分地区的夏季主导风向为南向或南偏东，且南向为最佳 日照方向，故无论从改善夏季自然通风、调节房间热环境，还是从 减少冬季房间采暖空调负荷的角度来讲，南向都是建筑物朝向最好 的选择。而且选择南向也有利于避免东、西晒，两者都可以兼顾。 对于那些朝向不够理想的建筑，就应采取有效措施妥善解决上述两 方面问题。 b)建筑物的间距 建筑物南北向日照间距的大小在一定程度上也可以影响建筑室 内空间的通风效果。如若建筑物的间距过小，前排建筑遮挡后排建 筑，则风压小，通风效果差；反之，建筑物日照间距较大时，后排 建筑的风压较强，通风效果较好。所以在住宅组团设计中，加大部 分住宅楼的间距，形成组团绿地，对改善绿地下风侧住宅的自然通 风有较好的效果，同时还能为人们提供良好的休息和交流的场所。 c)建筑群的布局 建筑群的布局和自然通风的关系，可以从平面和立面两个方面 着手考虑。在平面布置上，应避免住宅建筑长轴垂直于当地夏季的 主导风向，从而形成很好地通风对流，减少前排房屋对后排房屋的 不利影响。而从立面设计的角度来说，应使建筑单体间高低有序。 尽量避免气流通过小区时形成旋涡、下冲气流等不良高速气流。在 建筑群体组合时，当一栋建筑远远高于其他建筑或楼间距相近的建 筑群体中有两栋建筑间距突然加大，这时下冲气流加大，形成高速 风，造成热损失加大，居住者也不会感觉舒适。 d)烟囱效应的运用 随着居住条件的改善，城市普通住宅的建筑面积由原来的 40m2～50m2，扩大到现在的 100m2 左右。为了充分节约用地，有的 住宅楼采用大进深的设计方法，但这样就会带来采光、通风等一系 列问题。如果设计中运用“烟囱效用”，把天井引入其中或者在楼 梯间和局部走廊的屋顶上开设排风天窗等设施，就能有效地增加阳 光照射和促进自然通风，这对高层住宅楼的设计非常有效。 ３．２ 室内房间布局 a）平面凹凸 为减少外墙热损失和避免凸出外墙对凹进外墙的日照遮挡，节 能住宅的平面设计应尽量紧凑，减少凹凸。由于起居室和卧室多在 南向，所以设计时必要的凹凸可尽量设置在北面。 b）有利于自然采光 房间室内布局应有利于自然采光和通风。由于建筑用地、体型 系数和建筑面宽的限制，在考虑住宅建筑的平面布置时，转下的绿色节能设计
牛 娜 王首一 郭晓英 河北工程大学建筑学院
摘要：住宅建筑的绿色节能设计对实现可持续发展战略有着 十分重要的作用，同时也是关系到百姓民生的一件大事。绿色建 筑有一个重要的理念就是要节约各种资源，包括了节能、节地、 节水、节材等多个方面。本文主要就影响绿色建筑节能的相关因 素进行分析，其中主要从自然通风与空间设计和室内房间布局两 方面进行了探讨。
成空气压力差的原因有两个，一是风压，另一个是热压。在具有良 好的外部风环境的地区，风压可作为自然通风的主要手段。而热压 的形成及大小主要取决于室内外空气温差所导致的空气容重差和进 出口位置的高度差，通常可通过室内空间布局、门窗洞口的合理设 计来解决热压问题。建筑设计中应设置一定数量的低窗与高窗相结 合，增加进出口的高差，热空气上升，经由高窗排出，凉爽的空气 由低矮的洞口进入室内，这就是常见的烟囱效应。