海口市城市规划设计研究院 海南海口 570311
摘要：住宅的建设与居住环境的发展应是全方位的持续发展，这是人类协调与自然关系的重要准则。只有合理使用和节约使用能源，使改善建筑热环境与建筑节能相结合，才能保持融洽的生态居住环境动态平衡，住宅建筑才能从生态环境，改善区域城市环境和营造健康的室内环境方面得到充分的发展。生态住宅在创造舒适的居住环境的同时应充分利用生态设计原则和节能技术，利用自然通风、遮阳和太阳能资源，做到人类和生态的可持续发展。
关键词：可持续发展；建筑节能技术；太阳能建筑一体化
一、引言
目前，我国的建筑业迅速发展，全国城乡到处大量新建房屋。近几年，全国每年竣工的房屋面积约20亿㎡，我国新建建筑规模已超过欧美各发达国家之和，在经济持续发展、人民生活不断提高的条件下，在今后相当长的一段时间内，还将保持如此巨大的建设规模。这些建筑在使用过程中，其采暧、空调、通风、炊事、照明、热水供应等方面还要不断消耗大量的能源。为此，党中央、国务院明确指出：要大力发展节能省地型住宅和公共建筑，注重能源资源节约和合理利用，全面推广和普及节能技术，制定并强制推行更加严格的节能节水节材标准。
建筑节能是关系国家经济全局、影响长远建设、影响能源安全的重要问题。所以，建筑行业推行“节地、节能、节水、节材”的“四节”工作是落实科学发展观，缓解人口、资源、环境矛盾的重大举措，意义重大，经济社会效益显著。
二、住宅节能的技术策略
1、住宅设计最基本的节能意识
海南省地处夏热冬暖地区的南区，属亚热带的热带湿润季风气候，长夏无冬。在我省同一地区由于不同朝向的窗口所受的日照和太阳辐射时的强度不同，各朝向对遮阳的要求也各不相同。阳光照射时间，太阳辐射总量和被照射面积都属东、西向最大，尤其是西向被晒时正处于室外气温出现最高的时刻，所以防西晒特别重要。因此，在设计中为住宅的主要空间争取良好的朝向，充分利用天然能源，无疑是最基本的节能措施。因为居住区良好的通风使热岛强度下降，可以提高空调设备冷凝的工作效率，有利于节省设备的运行能耗。一方面要新建大量的住宅，另一方面又要使住宅有一个较舒适的室内热环境，这就需要消费大量的能源。我国是个人均资源短的国家，能源资源也是如此，节能是国家的一项基本政策，国家的节能法里明确提出建筑要节能。
2、住宅的主要空间与建筑节能设计
随着国家经济的发展，人们生活水平的提高，住房条件不断改善。住宅内部的休息区、起居活动区及厨房服务区三大功能，分区更趋向明确合理。住宅中的卧室不再是多功能的，已被更合理地理解为休息区，主要功能是供睡眠、休息兼存放衣物，要求轻松宁静、有一定的私密性的空间。然而，客厅却截然不同，它在现在住宅中，已成为居住者会客、起居各种活动的主要空间。白天即使在家，主要活动也是在厅里。它的使用频率比卧室高得多，故现代住宅中厅的面积远比一个卧室大。所以，白天的日照、阳光对起居活动中心的客厅来讲更有直接的节能意义。因此，一套住宅中，卧室已经不是争取占据南向的唯一主要空间。如果起居厅向南，白天的阳光照着在起居的人们，其节能效应是不言而喻的。如果是南向起居厅，室内的自然热环境较好，可以大大地节约采暖和空调的耗能。如下图所示
3、建筑的节能材料运用
过去常用的普通单层玻璃热阻很小，而且对远红外热辐射几乎完全吸收，传热系数高达约6.4，是砖墙的3至4倍。由双层玻璃组成的中空玻璃，除多一层玻璃外，还有中间空气层的阻隔，传热系数可降低至3.2左右，也就是说，其保温隔热能力可比单层玻璃提高一倍。因此，有关部门已要求在新建住宅中禁止使用普通单层玻璃外门窗，推广双层中空玻璃窗。若要进一步改善玻璃的保温隔热性能，还可选用镀膜玻璃、低辐射（Low—E）玻璃、真空玻璃等。当然，玻璃的节能性能越好，其价格就越高，这是不争的事实。但是，价格高的玻璃大大节约了能耗，长远来看是省了钱；价格低的玻璃耗能多，长期下来，倒成了业主的一大经济负担，这也是不争的事实。要搞节能势必存在成本提高的问题，以当今市面上节能性较好的真空玻璃为例，它的高温隔热效果就像是把暖水瓶的保温层平摊在窗户上，保温效果是中空玻璃的两倍，甚至超过国际建筑外窗保温性能的最高级别10级标准。其价格每平方米比中空玻璃高400元左右，以每户玻璃面积20平方米计算，采用真空玻璃比中空玻璃总共多花费8000元，这部分差价两年内可以从采暖与制冷费中省出。事实说明，从长远看，节能设施在经济型住宅中有广阔的发展前景。经过10多年的努力，全国已建成的节能30%和节能50%的住宅约8000万平方米。广州95%以上建筑能耗高，与气候条件相近的发达国家相比，我国单位住宅建筑面积总能耗为它们的3倍！这主要是因为目前国内建筑物的保温、隔热和气密性差。据广州市墙材革新与建筑节能的有关介绍，广州近年每年的建筑竣工面积约1000万平方米，其中95%以上是高能耗建筑。建筑最大的耗能点是采暖和空调，根据近年的统计，目前广州居民家庭平均每百户拥有175.3台空调，建筑能耗占全市总能耗的30%，特别是6至9月，全市总用电量中有40%是建筑空调耗电量。
4、节能的可持续发展
虽然建筑节能越来越受到重视，但是建筑节能的形势并不令人乐观。在采暖地区新建居住建筑节能50%的目标还远未达到，原有居住建筑的围护结构保温水平很低，要满足50%的节能要求，必须采取措施提高保温水平，但旧房改造是要大量投资的，而节能投资的回收周期又很长，加上住房体制上的问题，全国至今未见有大规模的旧房节能改造工程。
海南具有大力推广应用太阳能得天独厚的条件。海南光照时间长，阳光的穿透力强，一年光照时长可达2400小时以上，蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能全天分布均匀，且热源质量好，大部份的白天都有具有采集太阳热能的条件，非常适合推广使用太阳能。如太阳能热水器、太阳能空调、太阳能发电、太阳能煮饭、取暖等产品的开发，解决高层建筑的太阳能应用技术问题，促进太阳能与建筑一体化的应用，将太阳能集热器作为建筑构件应用于建筑。从单纯的屋面应用太阳能，向建筑物的阳台、外遮阳等部位应用太阳能发展。要尽可能节约不可再生能源（煤、石油、天然气），并积极开发可再生的新能源，包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源。
5、建筑构造节能设计
（1）、墙体节能
墙体是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。使用粘土实心砖占用耕地，污染环境，已不符合国家可持续发展战略和墙改政策。我省建设工程中也逐步禁止使用实心粘土砖。近几年，海南的新型墙体材料企业迅速发展起来，一些企业已研发适应海南地理气候特点的建筑墙体材料，轻质蜂巢砌块获国家发明专利，轻质复合保温砌块等获国家实用新型专利。所以，在住宅设计中应逐步提高新型墙体材料的应用比例，增加节能建筑面积。
（2）外窗节能
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位。据统计，门窗的能耗约为墙体的4倍，屋面的5倍，地面的20倍，约占围护结构总能耗的40~50%；在夏季空调条件下，通过门窗进入室内的太阳辐射热约占空调总负荷的20~30%。在炎热的南方沿海地区，为节省空调电耗，窗的隔热比保温更为重要，其保温能耗仅占15~20%，而控制辐射得热是窗户节能的关键。其节能措施有：
a）控制住宅窗墙比，适当减少外窗面积；
b）处理好隔热与通风关系。即可利用自然通风换气达到舒适水平，又可尽量减少因通风换气消耗的能量。另外，安装空调时尽量将其安装在背阴处或采取遮阳的方式将空调盖好，以充分降低空调能耗。
c）处理好遮阳与太阳能利用的关系
合理的外遮阳措施可以有效减少日射得热量，居住建筑的外窗应优先采用活动或固定的建筑外遮阳设施，以达到比窗户本身遮阳和窗户内遮阳更好的遮阳隔热效果。设置固定的外遮阳构件对减少太阳辐射热进入室内，降低空调能耗的效果最为显著，还可以明显改善自然通风条件下的室内热环境。因此，在一些低纬度国家和地区都有把固定的外遮阳作为夏季防热节能的重点措施。近年来，我国许多建筑设计还开始使用各种形式的透光遮阳挡板替完全不透光的挡板，各种类型的活动百叶窗也深受人们欢迎。
d）使用低辐射率，高透光率和智能化的玻璃。
e）加强外窗的气密性—限定漏风量指标。
（3）天窗节能
天窗的面积越大，或天窗的热工性能越差，对建筑节能越不利。所以，控制天窗的面积和热工性能，提出遮阳要求是非常必要的。根据DOE—2软件对建筑物开天窗时的能耗多次计算结果表明，当天窗面积占整个屋顶面积4%，天窗传热系数K=4.0W/㎡.K，窗本身的遮阳系数SC=0.5时，其能耗只比不开天窗时多1.6%左右，对节能的总体效果影响不大。
（4）屋面节能
屋面受太阳辐射时间长，传热面积大，作为外围护结构的屋顶的保温隔热性能，直接影响建筑物特别是屋顶住户的室内温度与舒适度。因此，屋面节能措施的方法是：a）、应尽量采用坡屋顶。它能够丰富建筑物的造型，增加顶层的辅助空间；b）、采用种植屋面的做法，通过植被降低屋顶太阳辐射，降低屋顶内表面温度；c）、采用轻质高强，吸水率极低的挤塑型聚苯板作为保温隔热层的倒铺屋面。
三、结束语
建筑节能不仅改善居住热环境、利于人体健康、节省能源，还能带动新型节能墙材开发和节能设备的使用，推动可再生能源的开发利用。积极探索建筑节能途径与技术措施，使建筑节能达到50%甚至更高，为整个社会和谐发展、可持续发展作出应有的贡献。
参考文献
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[2]程叶华.海南节能设计统一规范标准[J].建筑节能，2014（3）：86-86.
[3]费良旭.海南地区既有建筑节能改造技术研究[D].华南理工大学，2014.
论文作者:黄颖
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/26
标签：节能论文; 建筑论文; 住宅论文; 遮阳论文; 建筑节能论文; 太阳能论文; 玻璃论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;