1、民用建筑节能设计的要点解析摘要：文章阐述了建筑布局、建筑体型 、房间布置、围护结构、门窗材料等方面对建筑自然通风和日照的影响，进而提出了改进建议。 关键词：节能建筑；自然通风；建筑布局；窗墙面积比 1 节能建筑概述 节能建筑是指为人们提供健康、舒适的居住工作活动空间，同时实现高效利用资源，最低限度影响环境的建筑物。实现建筑节能有两种路径：一种是主动式，即采用新技术、新产品、新材料实现节能；第二种是被动式，是从规划、设计时就考虑如何利用地形、朝向等。如“规划时就从地形、采光、通风、朝向等自然环境考虑，充分利用自然条件使建筑冬暖夏凉，节省能源”。建筑要节能就必须增加建设成本的观念不太对。本人认为节
2、能不仅是一个技术问题，还是观念问题，还涉及到建筑设计和建筑节点构造。本文将主要从自然采光和通风两方面谈谈节能建筑的设计。 随着人们对环境舒适度要求的提高，住宅及公共建筑普遍安设空调，空调耗能已成为许多地区夏季的第一大耗能。另外生活热水、机械通风的使用将会使得建筑用能比重持续上升。据统计建筑能耗占总能耗的 46%。因此对节能建筑的要求特别紧迫。 2 自然通风 自然通风可以降低室内温度，提高热舒适，减少对空调系统的依赖，防止空调病。深圳建科大厦，夏天空调电耗是每平方米 13度，远远低于深圳高档写字楼平均每平方米 70 度的耗电量，就是因为其采用了自然通风节能设计。通风分为风压通风和热压通风；热压通
3、风利用温度差产生空气流动，室内外温差越大，进出风口高差越大，则热压作用越强。自然通风（或机械辅助式自然通风）可在不消耗不可再生能源的情况下，传统民居中的穿堂风、内天井、四合院等空间布局，均是比较成熟的通风技术。合理利用自然通风能取代或者部分取代传统空调系统，不仅能少消耗不可再生资源实现被动热调节，而且能提供新鲜清洁的自然空气，有利于人的身心健康。 2.1 建筑布局和朝向对通风的影响在建筑布局方面，要控制房屋间距，因为在建筑物背风面和高层建筑下部迎风面都会形成涡流区。若另一栋房处在这个区域，则很难形成有效自然通风。也可采用错列式和自由式做到有较好的日照和通风。对于不同高度的建筑群体，高低建筑错列
4、布置对通风有利，低层建筑应置于夏季主导风向的迎风面，多层建筑置于中间，高层建筑布置在最后面。大体量建筑由于进深大，在其内部实现常规的自然通风有一定困难。所以针对这种建筑的特点，应该有一套特殊的自然通风技术应用思路。大体量多层建筑通常采用平面单元竖腔式自然通风；大型场馆可采用大空间单元热压式自然通风；高层建筑采用竖向单元组合式自然通风。根据当地风玫瑰图布置房间，主要房间要避开冬季主导风向, 以最大的可能接受夏季凉风入室。因此应使主要房屋朝向尽量靠近夏季主导风向，偏东南或南。 通风效果还与房屋的开间和进深有关，一般，建筑平面进深不超过楼层净高的 5 倍，以小于 14m 为宜，单侧通风的进深不超过净
5、高的 2.5 倍1 。 建筑布局一般能满足主要房间的通风采光要求，但是卫生间的通风总是被忽略。因此在以后的设计中，应适当考虑浴室、厕所等房间的通排风。 2.2 房间门窗位置和门窗面积比对通风的影响房间的门窗布置也影响室内气流。门窗的位置应该有利于形成穿堂风，房间有进风口和出风口才能组织穿堂风。进风口与出风口错开一些，对流面积大些。并不是窗户一打开就能取得良好的通风效果。 窗墙面积比要兼顾保温和太阳得热两方面。对南向窗,在选择合适玻璃层数及采取有效措施减少热耗的前提下可适当增加窗面积,充分利用太阳辐射热；而对其他朝向的窗，应在满足居室采光前提下，适当减少开窗面积以降低散热量。表 1 中给出了不同
6、朝向墙体的窗墙面积比限值，北向和南向窗墙面积比较大，西向窗墙面积比最小。即使为了眺望和美观，窗墙面积比也不应大于 0.7；实验表明：窗口总宽度应控制在开窗墙体总宽度的 2/33/4。开窗高度不超过 2m。时较利于自然通风。墙体开洞大小宜为室内面积的 15-25%。 3 建筑得热、保温与隔热 3.1 体型系数与散热量建筑的体形系数与建筑的热工性能关系密不可分。建筑的体形系数即建筑物外表面积与其所包围的体积之比，在建筑设计中，原则上应减少建筑物外表面积，适当控制建筑体形系数，即减小建筑面宽，加大进深或增加组合体。建筑外形选用长条形，而体型复杂，凹凸面过多的塔式住宅对节能不利。民用建筑节能设计标准（
7、采暖居住建筑部分）对建筑物的形体系数进行了限定，建筑物形体系数宜控制在 0.3 以内。夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准规定：条式建筑物的形体系数不应超过0.35，点式建筑物的形体系数不应超过 0.40。从总的建筑形体看，应该是宽的好于窄的，高的好于矮的，外表整齐的好于凸凹变化的。体形系数每增大 0.01，耗热量指标约增加 2.5%。 3.2 建筑围护结构的热工性能对节能的影响墙体的热工性能主要用传热系数 K 表示，传热系数小，保温和隔热性能好，新型的外墙保温技术传热系数比普通墙体的传热系数低 20 倍左右。外墙保温体系分为：外墙外保温，外墙内保温，和夹芯砌体保温。外墙外保温是指置于建筑物外墙外
8、侧的保温及饰面系统,是由高效保温材料、胶粘剂（或机械固定装置）、抹面胶浆和耐碱玻璃纤维网络布（或镀锌焊接网）及饰面层等形成的外墙保温复合墙体。图 1 是聚苯板外墙外保温体系构造。外墙外保温适用于以混凝土空心砌块、混凝土多孔砖、钢筋混凝土或粘土多孔砖等材料为基层的外墙。当基层表面附着力有疑问时，应按有关外墙外保温现行标准规定的方法进行粘结胶浆的基层附着力检验。应做好外保温工程的密封和防水构造设计，确保水不会渗入保温层及基层。与外保温墙体相比，内保温墙体保温效果较差，而且不利于防止墙体温度裂缝。 夹芯砌块是指中间加有聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）、聚氨酯、泡沫混凝土等高效保温隔热材料的砌块，为自保温
9、砌块。图 2为夹芯砌块保温体系构造图。左侧是已填充保温材料的砌块，右侧为填充前的砌块。中间黑色填充区是砌块中间凸出部分，起阻断冷桥的作用。用这种砌块砌筑的砌体自身具有保温作用，无需为了保温目的，再在建筑物外墙的内外铺设绝热材料。但是易产生热桥；有墙面裂缝等缺点。可考虑改善砌体外侧的热工性能，消除夹芯砌体的热桥问题。 进行建筑立面绿化也是围护结构保温隔热设计的重要方法，夏季树叶遮阳，冬季墙体露出吸收太阳热量。可减少太阳热辐射，改善热岛效应及形成良好的微气候。 3.3 门窗及玻璃材料对散热量的影响门窗节能主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三个方面进行。减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直
10、接交换。即提高门窗的气密性和玻璃的保温性能。如采用中空玻璃，充惰性气体的中空玻璃、双层或多层中空玻璃2。 4 结语 我国 2007 年颁布了 建筑节能工程施工质量验收规范。节能建筑的验收基本有法可依，但不断出现的新材料、新技术也提出了新的问题。由于主动式节能存在高成本、高投入的问题，因此，运用被动式节能，并将主动式节能与被动式节能结合在一起运用。将是我国节能建筑的发展方向。对我国的节能建筑设计提出以下建议： 4.1 开发商和使用者的节能意识有待提高。房地产开发商仅负责房屋的建造，并非使用者，在建筑设计和建造时不会过多考虑节能问题。即便懂得真正的节能建筑的设计开发，但在具体实施时有些开发商也只会
11、限于节能建筑的表面，在外围护结构上做点文章，不会顾及深层次的节能技术的应用。 4.2 加强建筑节能技术的推广对成熟的节能技术进行系统整理，编制适合本地需要的节能技术。编制相关的保温墙体施工工艺及质量要求，使高效保温材料真正起到作用。节能建筑的检测法规有待健全。 4.3 新型保温方法和材料的出现，在墙体开洞处提出了很多防水构造要求，因此设计中，除了提高围护结构的传热系数外，还要考虑门窗节点的建筑构造设计。 参考文献： 1 卜一德 .绿色建筑技术指南 M.中国建筑工业出版社，2008，191-194. 2 中国建筑协会建筑师分会建筑技术专业委员会. 绿色建筑与建筑技术，2006 ， 191. 3 张绍峰 .谈我国建筑节能现状及其新技术、新产品.管理创新，18-20. 4 涂逢祥 .建筑节能现状及发展趋势 .住宅节能，2004.98-11.
