摘要：节能建筑是建筑工程行业发展的重要方向，文章先对住宅建筑节能设计的重要性作简要概述，然后从建筑布局、通风光照、墙体节能、新能源应用等层面开展技能设计，并分析建筑节能设计的经济性。期望能为建筑节能设计提供指导，促进建筑工程行业的有序发展。
关键词：住宅；节能设计；经济性
近年来，各行各业开始更加注重节能环保，这对可持续经济发展有十分重要的意义。对于建筑行业而言，其施工也开始更加注重节能设计，尤其是通过选用绿色环保材料大大减少了对环境的污染，通过结合外墙门窗保温设计、地板及屋顶的保温设计、住宅建筑节能的规划设计等相关性的设计工作，极大地提升了住宅建筑的经济节能性，对推动建筑行业的可持续发展意义重大。
1住宅建筑节能设计的重要性
1.1解决传统建筑能耗严重问题
针对日益减少的社会资源，进一步提升资源利用率，开展资源科学化与合理性应用变得十分重要。在传统工程建设模式下，建筑工程属于高能耗产业，这些能耗不仅表现在建筑采暖、制冷、照明方面，而且在生活用水等方面也有集中表现。这造成了极为严重的能源短缺问题。绿色施工理念下，解决传统建筑能耗严重问题是建筑工程行业可持续发展的必然要求。以建筑空调系统设计为例，传统工程建设模式下的空调设计应用需要消耗大量的电力资源，而在开展节能设计后，空调系统每年的高峰负荷可减少8000万kW，有效地促进了建筑节能化的发展。
1.2实现建筑工程可持续发展
新经济系统下，我国重视经济与生态的协调发展。在建筑工程领域，绿色建筑设计理念的提出为整个行业的发展指明了方向。节能设计是建筑绿色设计的重要组成部分，在该理念的指导下，建筑行业通过门窗节能、外墙节能、屋顶节能等技术的变革优化建筑材料的使用性能，促使材料重复性使用，减少资源浪费；同时整个行业开始重视太阳能、风能、地热能等可再生能量源的使用，这不仅达到了建筑节能的效果，而且提升了建筑的美观性和舒适性，有效地实现了建筑效益、生态环境的协调、统一，促进了整个建筑工程行业的可持续发展。
2住宅建筑节能设计的内容要点
2.1建筑布局设计
基于建筑节能理念，在住宅建设设计中应重视建筑整体的布局设计。建筑平面布局、建筑物形体系数是建筑布局设计的两个关键环节。在建筑平面布局中，实现建筑空间布局与周围环境的协调适用是设计工作的基本要求。其一，当住宅建筑建设区域的自然温度较高时，则在开展电梯、楼梯和管道位置设计时，需将这些结构单元设计在建筑的西侧或者南侧，这样能有效减少阳光直射时间，延缓这些构筑物的老化损坏，节省维修材料和费用。其二，建筑平面布局还需考虑建筑内部气流流向、流失问题，譬如，对于同一地理区域的建筑，与东西朝向建筑项目相比，南北朝建筑的能耗相对较少，这是因为我国大部分地区北回归线以北，按照南北朝向开展建筑设计后，不仅能提升建筑通风、散热效果，而且能实现太阳能、风能的最大限度的利用，提升建筑整体舒适和度。建筑物形体系数设计是建筑布局设计的重要内容，其指的是建筑物和室外空气接触的外表面积。建筑工程研究表明，在一定限度内，建筑物能耗水平与当建筑物形体系数值之间存在正相关关系，即一旦建筑物的形体系数增加1%，则其能耗的程度也会增加2.5%。由此可见，在开展建筑物节能设计中，应尽可能地缩小建筑物的形体系数。目前，利用这一规律，设计人员会尽量设计造型简洁的住宅建筑，这实现了室内外空气热交换频率的有效控制，通过不必要能耗的控制提升了建筑的节能效果。
2.2通风光照设计
从通风、光照层面开展节能设计是实现住宅建筑节能化发展的有效途径。通风设计中，一旦通风设计不当，则室内的空气质量会直接下降，并且在房屋使用中，其会造成一定的能量损耗。目前，空调在建筑通风设计及室内环境调节中应用广泛，但空调设备的使用会造成较大能量损害，有研究指出，空调的能耗占到建筑总能耗的1/2左右。对此，在新时期建筑设计中，要利用空调达到通风节能的效果，还应注重风机、风道的规范选择，如采用离心式通风机、设计混凝土风道或复合材料风道；同时应注意封口位置、大小的调整，减小通风阻力。此外，注意热力管道控制，避免热源散发等。合理的光照设计能减少对于电力照明的需求。一方面，在住宅光照设计中，应确保房屋光照充足，房屋整体舒适、温馨；另一方面，在光照设计中，协调光照与室内温度因素，避免光照过度造成室内温度上升，产生散热能耗。此外，在室内电力照明设计中，合理控制照明设备的光源、照度情况，并对照明设备进行自动化控制，减少非必要能耗。
2.3使用新型墙体材料
建筑节能设计的广泛推行为新型墙体材料带来新的发展机遇，越来越多的新型墙体材料开始应用于建筑节能设计中，有较为显著的优势。在我国北方地区，受室外环境寒冷因素的影响，在外墙设计中应重视保温材料的应用，能实现冬季取暖消耗的控制。在实际材料选择中，可选择保温装饰复合一体板材料，常见的材料类型不仅包含XPS板、EPS板，而且涉及聚氨酯板、岩棉板材，这些材料防火性、耐火、含水率、干缩率性能突出，能有效满足墙体保温需求。在南方地区，为减少外界高温对室内的影响，应重视挤塑板、聚苯板、聚氨酯等隔热材料设计应用，所使用的新型墙体材料不仅可以节约能源、保护环境，而且可以为室内营造舒适的生活环境，提升保温性能和装饰性。
2.4太阳能与建筑设计结合
太阳能是一种新型的可持续利用能源，其应用可以减少能源消耗，降低对生态环境的污染。目前所使用的太阳能光电技术是在白天将太阳能收集起来并转变为电能，而后储存在特定的装置中，待晚上时即可通过控制装置释放电能，满足室内室外用电需求。目前来看，太阳能技术与建筑设计之间的联系已经十分紧密，很多的建筑设计师在设计时可以基于建筑物的整体造型和装饰的美观程度来合理设置太阳能设备，可以很好地实现建筑节能设计的要求。从长远发展来看，太阳能明显优于电器或燃气，有价格低廉和洁净的优势，即便是在建筑设计中增设相应的太阳能节能设备，也不会增加过多的建设成本，能够获得较好的节能效果，有较好的经济适用性。因此，在后续所开展的住宅建筑节能设计工作过程中，可以大力发展太阳能技术，开发更多的节能设备。
3建筑节能设计经济性的把控
3.1典型平面经济性
在板式住宅设计中基本上是以一梯两户为主，起居室和主卧室均设置在南向，次卧室均设置在北向，厨房和卫生间均设置在北向楼梯间。因为每一套均是南北双侧采光，所以使用空间内均可以直接采光，且南北双侧开窗有利于夏季穿堂风。另外，有实践应用发现，板式住宅特别适用于一梯两户的住宅，在居住空间的开间尺寸和合适比例的前提下，板式住宅平面可以有效缓解自身平面形式所带来的不良影响。除此之外，点式住宅可以获得更好的通风条件，其中一些平面形式还可以有效减少两侧开窗，也可以形成连排住宅的格局。
3.2剖面设计、住宅层数经济性
就节地住宅的坡屋面设计而言，要想实现最佳的经济性目标，需要把控两点要素：一是结合当地的日照条件，尤其是当地冬至日太阳正午高度角的数值；二是要合理把控坡面顶下部空间，既不能让过陡屋顶遮挡阳光，也不能让过缓屋顶空间太小。对于低层、多层和高层住宅的节能性与经济性而言，近年来广泛应用的建筑概念包括低层高密度、多层高密度、中高层住宅，均有其广泛的应用空间。目前来看，增加住宅层数是实现节约建筑用地的有效途径，但高层住宅的使用必然会增加建筑物的整体刚度，材料用量也会增加，造价成本由此大大增加。因此，在实际开展建筑设计过程中，要依据建筑需求和特点合理确定建筑层数，以此提升住宅层数的经济性。
3.3住宅层高经济性
适当降低住宅层高对住宅节地有十分重要的意义，可以提升建筑物本身的经济性。相比于坡面设计，降低层高不会增加建筑面积，容积率变化也不会过于明显。目前来看，降低住宅的层高已经成为建筑设计的一种可取方式，得到了广泛的推广，其节地规模与效益十分可观，比如通过降低住宅层高可以减少垂直结构数量、降低造价，通过降低层高可以在很大程度上减轻结构自重、节省基础造价。若是需要应用板式单元开展平面设计，则可以通过套型面积来合理配比，灵活布置套型，以此实现缩小开间和加大进深的节地目标。在实际开展建筑节能设计过程中，可将住宅层高控制为2.65～2.8m。除此之外，随着近年来节约能源和保护环境意识的不断提升，在建筑节能设计中可以考虑多加入一些节能体系的设计理念，大力应用加气混凝土外墙、外保温复合外墙、夹心复合外墙、内保温复合外墙。
4结束语
节能环保设计理念在近年来的住宅建筑设计中得到了广泛的应用，通过科学应用节能环保材料和工艺能够极大地提升整个建筑的节能效益，更好地实现经济效益与社会效益，应用效果显著。因此，建筑行业在后续的发展过程中应进一步把控好住宅建筑节能设计的要点与策略，推动住宅建筑节能发展。
参考文献：
[1]王桂英.节能措施在住宅建筑设计中的应用分析[J].住宅与房地产,2020(6):67.
[2]滕春秋.住宅小区建筑的电气节能措施分析[J].集成电路应用,2020,37(5):150-151.
[3]张敏.住宅小区建筑电气设计及节能措施[J].工程技术研究,2020,5(13):208-209.
作者：陆继松 单位：胶州市城建热力有限责任公司
返回工业论文列表