摘要：笔者结合理论与工作经验，通过分析实际项目中住宅建筑节能设计的难点与矛盾，针对住宅建筑节能设计的优化进行探讨并提出具体实施思路。
关键词：住宅建筑；节能优化设计
引言
消费者对住宅的需求正在发生变化，目前住宅消费市场正处于由经济型转向改善型的过度阶段，尤其在发达地区更注重居住环境品质。建筑的功能要求建筑师使用复杂的形体、玻璃幕墙、大飘窗等设计语言，加上大量电气设备的普及应用，所以即使建筑节能相关法规政策要求日趋严格，居住建筑能耗不但没有降低，反而有加剧提升的趋势。针对这种现象，设计人员有必要对原有的设计思路和手法进行优化，以达到最终节能环保的目标。
一、住宅建筑节能设计的目的和原则
1.1节约能源，降低成本
我国人均能源储量低，能源分布不均且利用率远低于发达国家。当前我国建筑能耗总量巨大，在能源总消费量中所占比例接近三成。随着城市化进程的加快，我国建筑能耗比例还将继续上升。如此大的比重，将对我国的经济发展产生负担。
1.2减少碳排放，促进环保
近年来我国建筑行业飞速发展，与此同时带来了大量的污染与碳排放。据统计，2000年我国建筑业碳排放量占全国总量25%，而2010年这个数字已经达到50%。我国住宅建筑总量很大，控制住宅建筑的碳排放可以取得非常显著的减排效果。
1.3营造宜居的居住空间
除生产需求外，能源通常消耗在改善、促进建筑使用功能上。住宅建筑与人的关系密切，其建筑能耗往往与舒适性相关。一个冬暖夏凉的住宅本身就不需要很高的空调、采暖能耗。合理的空间设计可以提高终端用户用能效率、提高总的能源利用效率，在追求节能的同时也不能忽视住宅的舒适性。
二、目前我国住宅建筑能耗特点
2.1各地住宅建筑能耗差别
目前北方地区冬季采取全面供暖，并在70%的城镇建筑中集中供暖，其使用时间长、能耗稳定。南方大部分地区则使用空调、电暖炉等设备采暖，设备分散，使用时间不固定、能耗变化频繁。夏季北方地区空调使用频率和时长远不如南方，南方地区夏季夜晚的空调能耗则明显高于北方。
2.2各地能源供给来源差异
目前住宅建筑主要使用煤、电、油、气等能源形式，部分地区使用核电、风力电能等。还有很多地区仍采用较为原始的秸秆、薪柴、木炭等效率低、污染重的能源。
2.3住宅建筑标准不同
我国幅员辽阔，各地气候特性不一，住宅建筑耗能状况参差不齐。另有很多早期建筑并不能满足现有的节能标准，需要进行大量的改造工程。这些差异造成我国不同地区、不同建筑的节能指标差别很大。
三、实际工程设计中的难点与矛盾
3.1规划布局
过于紧凑的布局影响住宅的通风采光，过于宽松则不够经济。在南方地区有效的通风组织可以降低夏季空调能耗，北方地区则要避免冬季寒风对室内热量的损耗。考虑到经济性，通常在满足日照、消防等规范的情况下建筑布局尽量密集以节约用地，而通风方面由于缺少数据支撑往往被忽视。
3.2体形系数
住宅用地寸土寸金，要在满足通风、采光、消防等需求的前提下最大限度的利用土地，住宅户型也愈发复杂。建筑技术的进步使错层、退台、挑空等手法大量使用成为可能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但过大的体形系数对节能不利，尤其是冬季需要保温的地区。
3.2窗墙比
现代住宅对景观、视觉提出了更高的要求，大面积的透光玻璃可以大大改善室内空间环境。但对于南方地区，过大的窗墙比会导致大量太阳辐射进入室内，从而大幅提升空调耗能。
3.4凸窗（飘窗）的应用
与普通窗相比，凸窗可以改善室内通风采光环境、扩大景观观赏面。作为室内外空间的延伸与过度，凸窗深受消费者喜爱。但由于其凸出建筑外墙，且面积比普通窗大，对节能十分不利。在广东地区的夏季，凸窗可提升室温2℃，增加空调能耗87.4%。
3.5采光与遮阳
建筑需要光，但太阳光直射又会带来大量热量，提高建筑能耗值。对住宅而言，何时何地需要的光都是不同的。在大量的住宅设计中只强调了灯光设计，缺少自然光设计。遮阳设计也容易被忽视，很多住宅通过加装专用设备来达到遮阳效果。
四、住宅建筑节能优化的思路
4.1布局优化
在规划布局中，利用专业分析软件，模拟自然光环境与风环境，并充分利用场地条件，兼顾舒适性与经济性。例如在广东地区，众所周知西晒是一种很不利的情况，会尽力避免，优化的结果是将数据量化，计算被太阳直射的具体部位、时长、提升的温度等，综合地形气候等条件进行设计，这样在追求经济性的同时也不会牺牲舒适性。
4.2户型优化
减少不必要的豁口、出挑等，使围护结构尽量规整，减小体形系数。结合环境合理布置凸窗，窗口尺寸理性按需设计，不宜一味求大。户型设计应考虑地域气候特点，要辩证思考，不能盲目引进。例如将某夏热冬暖地区的畅销户型引入寒冷地区时，必须根据当地气候特性优化调整。为了满足当地规范要求，往往要用到昂贵的材料，实际居住体验也不如人意。
4.3构造优化
充分利用新材料新工艺。例如门窗铝塑共挤型材、低辐射中空玻璃、相变储能保温隔热材料、热反射外墙涂料等新型材料，可通过阻碍热传递的方式大幅降低建筑能耗。由于此类材料造价往往高于传统材料，我们可以用其加强围护结构的薄弱部位，从而提高性能、控制成本。而种植屋面、垂直绿化外墙等构造手段，在阻隔热辐射的同时也能改善局部微气候，营造舒适的居住环境。
4.4设备优化
随着建筑节能产业的兴起，节能设备越来越先进。应用热泵技术，通过少量的高品位电能输入，实现低品位能向高品位能转移可向建筑物供热、供冷，有效降低建筑物供热和供冷能耗，同时降低区域环境污染。在需要供暖的地区，采用热电联合生产的方式，利用发电余热集中供热取代大量、分散、除尘效率很低的小锅炉供热方式，可大幅度地减少大气污染物的排放量，有效改善环境质量。与直接使用锅炉供热相比，热电联产提高了能源的利用效率，可降低一次能源消耗量。
4.5管理优化
主要针对住宅建筑内部热量进行分户计量、集中管理。目前北方发达地区的集中供暖经验相当成熟，规划合理、运行高效，可供其他地区借鉴。设计师在设计过程中应具有前瞻性，为不能联网供热的项目留出接网余地。住宅集中供冷虽然目前还没有大范围推行，但已有的试点项目证明了该项技术是可行的，通过回水温度监测以及对机组运行的控制可以精确把控能耗与需求的平衡，从而减少能源浪费。
结束语：面对当前格外严峻的挑战，作为建筑师应负起责任，在相关规范的基础上对建筑进行优化节能设计，在改善人们居住环境的同时，充分挖掘设计的力量，综合利用各种节能技术措施，选择经济合理的节能方案，实现节约能源，为实现我国可持续发展战略，建设节约型社会作出应有贡献。
参考文献
[1]刘艺.住宅设计的可持续发展[J].科技信息，2012，（13）：54.
[2]赵思佳.当下住宅建筑节能设计的探讨[J].建材与装饰：中旬，2012，（2）.
论文作者:贺杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/29
标签：住宅论文; 建筑论文; 能源论文; 地区论文; 节能论文; 建筑节能论文; 我国论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;