中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司 云南昆明 650000
摘要：房屋建筑是人类赖以生存的不可缺少的基本条件之一，住房问题永远是社会的大问题。随着社会的迅速发展，我国的房屋建筑的发展也得到迅速的提升，人们对房屋建筑的设计和质量也愈来愈重视，对房屋建筑的需求量也愈来愈大。这一情形对社会资源造成了很大的压力，更重要的是对生态环境产生了恶劣的影响。现在政府倡导社会可持续发展，这就要求在房屋建筑要保证资源的合理利用，降低对自然生态环境的破坏，减轻对自然资源和社会资源的压力。因此房屋建设的设计理念对工程实施以及房屋的应用是否环保都存在着重大的影响。所以在房屋建筑的设计中要体现出节能环保的设计理念，为生态环境的保护做出积极推进的作用。
关键词：房屋建筑；设计；节能环保；问题
1、房屋建筑设计中节能环保的意义
节能建筑是指遵循气候设计和节能的基本方法，对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后，设计出的低能耗建筑，其主要指标有：建筑规划和平面布局要有利于自然通风，绿化率不低于35%；建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时等。我国是建筑大国，每年产生的建筑垃圾数以亿计，给中国乃至世界带来巨大的环境威胁。我国水、土地、原材料等资源严重短缺但是实际利用效率却很低、环境污染严重且仍在不断加剧。日前党中央、国务院提出建设生态文明、推进环境保护历史性转变等一系列新思想、新理念，使我国的环境保护事业从认识到实践发生重要变化，进入了经济社会发展的主干线、主战场和大舞台。紧紧围绕科学发展的主题、转变经济发展方式的主线和提高生态文明水平的新要求，努力把环境保护推向以环保优化发展、全面防治污染和建设生态、全面加强执法监管、全面推进共建共享的新阶段，是形势使然、出路所在。
随着国家节能环保意识的增强和能源短缺的压力，“节能建筑”、“绿色建筑”成为当前受关注的话题。环境保护是重大民生问题，事关人民群众健康和福祉，是社会管理的重要领域和对象。要将加强环境保护与转方式调结构、惠民生促和谐有机结合起来，切实解决影响可持续发展和损害人民群众健康的突出环境问题，加快推进以保障和改善民生为重点的社会建设工程。
节能环保有利于规范环境行为，维护人民群众环境权益。严厉打击各类环境违法行为，规范政府、企业和公众的环境行为，是维护社会公平正义，维护人民群众环境权益的基本保障。要全面规范影响社会发展、企业发展、公民生活的环境行为，从而提高整个社会的环保自觉性，更好地促进和谐社会发展。
同时，随着国家经济的发展，人们生活水平提高，住房条件不断地改善，居民对于建筑的设计不仅考虑美观舒适，还关注设计个性以及“以人为本”“环保节能”方面。建筑设计中重视节能问题，有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用，缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾；有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观；有利于加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展。
2、房屋建筑节能环保设计中存在的问题
2.1房屋建筑设计人员缺少充足的专业认识
从我国建筑行业的整体情况来看，在房屋建筑节能环保设计上仍然存在许多问题，专业的高水平建筑设计人员比较匮乏。当前，许多建筑设计人员在设计房屋结构时，必须注重房屋建筑的美观性和舒适性，而对于节能环保的设计过于千篇一律，缺少创新，没有真正理解现代化绿色节能理念，所以导致我国的房屋建筑在节能环保技术应用上水平较低。此外，房屋建筑的节能环保工程设计比较复杂，作为专业的设计人员，不仅要具备节能环保理念，而且要熟悉各种节能环保材料、设备，但是设计人员普遍缺少充足的专业认识。
2.2节能环保建筑材料的开发利用不足
相对于西方发达国家而言，我国建筑行业在使用节能环保建筑材料上略有不足。近几年来，我国社会经济发展速度不断加快，建筑行业保持高速发展的步伐，但是在开发和使用建材上速度比较落后，主要原因在于建材开发应用的资金投入较少，没有完全开发利用新能源以及环保材料，对于专业设计人员的培养不足。建筑设计人员和人们的思想观念没有及时转变过来，在建筑施工上比较注重美观性和舒适性，青睐于使用传统建筑材料，缺少节能环保意识，所以无法全面采用节能环保建筑材料。
3、海绵城市设计背景
为了更好地利用自然资源，实现资源的循环利用；贯彻国家关于海绵城市的相关要求，昆明市制定了有关海绵城市建设的导则、标准和规范，指导海绵城市设计、施工和管理，为海绵城市的建设铺平道路。
昆明市建筑海绵城市的建设结合本区域特点，遵循经济性和适用性原则，优先利用自然排水系统，尊重生态本底、注重生态安全，结合昆明地区暴雨强度、设计雨型、土壤渗透系数等设计参数因地制宜地使用“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术措施；实现雨水自然积存、自然渗透、自然净化，将低影响开发理念贯穿于建筑小区海绵城市设计。建筑的海绵设施与总平面图、竖向、园林、建筑、给排水、结构、道路、经济等相关专业相互配合、相互协调，实现综合效益最大化：既注重节能环保与设施效益，又要确保各类设施与周边环境相互协调。
4、以昆明市公共建筑设计为例，进行海绵城市系统设计
4.1据住房城乡建设部《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建》，查得昆明市85%的年径流总量控制率对应的设计降雨量为26.8mm，机动车道以外的硬化地面透水铺装率应不低于70%。
4.2雨水收集利用量的计算
（1）雨水收集设施的设计规模，根据昆明市日设计降雨厚度，并结合工程项目内所有汇水面积：
汇水面积的计算：
a、硬化屋顶面积：1514.31平方米
b、硬化道路面积：2736.74平方米
c、绿地面积：1898.42平方米
d、其他面积：546.76平方米
（2）小区雨水调节容积的确定
V=10HF
V——雨水收集设施设计规模，m3；
H——昆明市日设计降雨厚度，取26.8mm.据住房城乡建设部《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建》，查得昆明市85%的年径流总量控制率对应的设计降雨量为26.8mm；
——综合雨量径流系数，绿地取0.15，硬化屋顶及路面取0.85，加权平均得0.64；
F=a+b+c
在室外低洼处地下设雨水收集设施。
经计算小区设计调蓄容积为114m3
（3）雨水设计流量Q=1.667×10-2×q×（A1×f1+A2×f2）
Q——雨水设计流量L/s；
A1——硬化屋顶和路面的汇水面积，m2；
A2——绿地和植草砖的汇水面积，m2；
f1——硬化屋顶及路面的流量径流系数，取0.9；
f2——绿地及植草砖流量径流系数，取0.25；
q——设计暴雨强度，mm/min；
昆明市暴雨强度公式：q=（12.1+14.4×lgP）/（t+14.4）0.80
P——设计重现期，a；取5a
t——降雨历时，min；取5min
q=（12.1+14.4×lg5）/（5+14.4）0.80=2.07mm/min
Q=1.667*10-2*q*（A1*f1+A2*f2）
=1.667*10-2*2.07*（4801.2*0.9+1895.03*0.25）
=165.45L/S
（4）初期弃流量
雨水径流有明显的初期冲刷作用，污染物集中在初期的数毫米雨量中，因此，控制初期雨水成为雨水利用系统和城市径流污染控制的一项主要举措。结合《昆明市城市雨水收集利用的规定》、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）以及相关工程经验，将降雨时路面雨水前3～5mm视为初期弃流量，屋面雨水相对较干净，污染物少，可以汇入绿地，因此不做弃流。初期雨水采用容积式初期雨水弃流装置进行处理，弃流雨水排入就近的污水管网系统。
Wi——设计初期径流弃流量（m3）；
δ——初期径流厚度（mm），取4mm；
F—道路汇水面积（m2）；
Wi=10-3×4×3286.89=13.15m3
4.3雨水收集利用处理规模
根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）计算，项目区雨水收集总规模为106m3。由于节水批文要求园区雨水收集规模不得小于137.06m3，所以本设计雨水收集规模定为141.7m3。
4.4雨水收集方式及雨水收集系统
地块内雨水主要有屋面、道路、绿地三种汇流介质，雨水收集利用方式主要有以下几种：
（1）下凹式绿地
本项目绿地面积为1895.03m2，下凹式绿地取50%，有效渗透面积约为947.51m2。下凹式绿地有效调蓄容积：
V=10-2×b×A×c
V－下凹绿地有效调蓄雨水容积，m3；
b－带篦子雨水口、井高于绿地高度，本设计取5.5cm；
A－下凹绿地面积，m2；
c－折减系数，由于景观需要，部分绿地标高不完全一致，本设计折减系数取0.8；
V=10--2×5.5×947.51×0.8=41.7m3
下凹式绿地内设置雨水应急排放设施，当雨水降雨量超过下凹式绿地雨水容纳量时，多余的雨水通过雨水口收集设施就近排入附近的雨水管道。
（2）路面雨水进入下凹式绿地示意图
5、房屋建筑节能设计措施
5.1节能环保材料的使用
建筑工程必不可缺的就是建筑材料，因此选择适当的建筑节能材料是房屋建筑节能设计重要的措施之一。建筑设计时，应当遵循健康、经济、高效、节能的原则来合理选用建筑材料。随着科技的飞速发展，科学家们研制出了许多新型高效材料，将这些材料应用到建筑设计中可以起到很好的节能效果。运输过程中，为避免造成能源浪费，建筑设计选用材料时应结合建筑地区的自然条件，合理选用当地建材。为延长建筑材料的使用寿命，我们可以镀膜处理建筑钢材。我们还应当积极倡导使用优质塑料的工程构件。优质塑料具有高效、轻便、经济等优点，具有很高的回收价值。使用优质塑料的工程构件还可避免拆迁过程中的2次污染，以达到节能环保的目的。设计地震高发区的房屋时，为使房屋利用率提高，应当优先选用抗震能力强，可以二次利用的建筑材料-钢结构。即使地震中房屋损毁，可以重复使用房屋建材，以避免资源浪费和减轻环境污染。
5.2房屋外墙的节能设计
房屋外墙的节能技术一般从房屋外墙本身的建筑材料和墙体保温层的建筑材料与施工两方面着手。在建筑施工过程中，往往采用整砖的平砌建设空心砖承重墙。根据施工图纸的要求以及施工现场情况和施工条件，建筑施工中的相关技术部门确定具体的砌块排列图。一般情况下，施工往往采用整个砌块，不对空心砖进行砍凿。在整个施工过程中，应避免可能发生的砌体开裂、灰缝渗漏以及墙体热阻低的因素，尽可能地把不利于节能的影响因素因子最小化。在施工过程中，要通过保证砌块的质量，整体的均匀性等来保证施工质量。在房屋外墙的节能技术中，还应提高墙体保温层的节能施工。首先，要确保墙体保温材料的质量。要保证墙体保温材料的涂层均匀、厚度达标。干挂工艺大多在外保温施工中采用，不但具有良好的保温效果，节省更多空间，还可以实现隔热目标，增强防水性能，真正的起到节能环保的功能。在确保墙体基层的干燥与清洁之后，然后正式喷涂墙体保温材料。但是，在具体墙体外墙施工过程中，要注意干挂系统与墙体锚固之间的平稳性，提高施工质量水平，防止金属件腐蚀。
5.3门窗的节能设计
在房建结构设计中，门窗的保温、气密性是需着重关注的问题。现今，我国节能标准中对于门窗保温性做出了明确规定，指出需对其保温效果、传热系数等进行全面改善。在传统的房建设计中，通常采用的是单玻实腹钢窗，其所具有的气密、保密性较差。所以依照节能环保理念，在对门窗气密性进行科学设计时，可积极采用一些新型的门窗材料，如塑料薄膜密封条的设计，也就是指在门窗框、墙体之间存在的缝隙处运用一些富有较好弹性及密闭性的材料，以此有效增强门窗气密性。对于门窗框与扇之间的密封，可运用一些橡胶、泡沫等材料进行密封。针对扇与扇之间的密封，则可运用高低缝处理的方式。与此同时，在对房建门窗的保温性设计时，可在完全依照防火、防盗规定要求的基础上，在入户口、阳台门处科学增加门的隔热性，如进行岩棉板的填充等。
5.4地面节能设计
在进行地面节能设计活动中，设计者应当重点做好地面基层的处理工作。这就要求地面基层的施工流程必须符合施工设计的标准。在选用节能材料时，设计人员应当依据房屋建筑的具体要求和设计标准，并充分考虑所选用节能材料的属性与质量，包括其物理性质和化学性质等。做好被封闭处的材料粘结、厚度以及隔热桥的严格验收工作。设计人员在对地面节能设计情况进行检查验收时，应当依据相关的标准进行验收，主要时检查各层间的粘结情况，如果不够牢固，应当及时上报给相关部门及其负责人员，并及时做好处理。
6、结束语
随着国家节能环保意识的增强和能源短缺的压力，“节能建筑”、“绿色建筑”成为当前受关注的话题是必然的。但是在房屋建筑设计中的节能环保问题还没有得到解决。房屋建筑的节能环保不仅是符合我国的可持续发展战略，发展环境友好型社会的政策需求，更重要的是对我国匮乏的有限不可再在生资源的节约，也是对我们生存环境的保护。通过对存在问题的研究找到相应的解决措施，是我国的房屋建筑设计更节能，更环保。
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论文作者:吕芳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/9
标签：节能论文; 雨水论文; 建筑论文; 绿地论文; 昆明市论文; 径流论文; 房屋论文; 《建筑学研究前沿》2018年第8期论文;