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摘要：近年来，随着建筑节能的深入发展，建筑节能技术已成为当今世界建筑技术发展的重点之一，在建筑设计中对减少能源消耗、保护大气环境及生态环境、节约土地资源、提高人民群众的生活水平都具有重要的意义。本文作者结合多年的设计经验，主要就住宅小区建筑节能设计中应注意的问题进行了阐述。
关键词：住宅小区；建筑规划；节能设计；建筑能耗；
1．引言
据相关资料表明，我国每年建成的房屋面积高达16～20亿平方米，但新建建筑中95％以上属于高耗能建筑，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上，建筑能耗已经占到全社会能源消耗总量的25% 以上,因此,建筑节能设计已成为了我国建筑行业设计的重要内容。
2．建筑整体规划与节能设计
2.1．合理的规划布局
住宅建筑的朝向、间距、高低、体型以及环境绿化等都会影响小区的日照、通风和小气候环境,从而影响居住建筑的能耗。因此,建筑前期规划就应注重对节能问题的研究,适应当地自然环境、气候和地理条件,合理选择住宅建筑的朝向（尽量选择南北朝向）,建筑间距，避免有害环境对建筑的影响。在建筑规划设计中要与建筑节能设计互相配合,统筹考虑建筑朝向、日照间距、通风、景观绿化,合理应用雨水回收系统,透水地面砖等节能、环保技术以及配套设备(能源供应、小高层给水、公共照明、电梯等)采取的节能措施,大力推广部分太阳能热水供应系统等先进技术,以形成系统的住宅建筑节能体系,营造能耗低、环境舒适的居住环境。
2.2．控制建筑体形系数
在建筑设计中,原则上应减少建筑物外表面积,适当控制建筑体型系数,减少建筑面宽,加大进深或增加组合体,建筑平面宜选用如“一”字型等较为简洁规整、能够获得较多日照和较少东西晒的平面型式,以减少夏季热辐射和冬季冷风渗透量,体型复杂、凹凸面过多的点式低、多层及塔式高层住宅,建筑的外表面积和体型系数大,对节能不利。坡屋面建筑与平屋面建筑相比,其坡屋顶增大了屋顶的热交换面积,加大了能耗,因此不利于房屋的节能。结合建筑形体空间的处理,可以在建筑物中设通风口,加强气流组织,改善小区内部的通风条件。从建筑外观形态上来谈,影响能耗大小主要有两个因素,一个是建筑绝对的大小,也就是我们常说的体量,另一个就是平面是否紧凑。一般来说,平面、立面凹凸变化较大的建筑就属于平面非紧凑型建筑。特别是背阴面北侧墙体的凹凸变化。外墙面积的增大势必增加形成“冷桥”的可能性,增大建筑能耗。德国建筑中“方盒子”非常普遍, 究其原因,并非建筑师们缺乏创造性,而是“方盒子”有利于节能设计。
3．外围护结构的隔热保温
3．1．外墙的隔热保温
节能设计中，南方地区外墙一般采用加气混凝土砌块，而在北方地区必须采用外墙保温，外墙外保温能使建筑室内温度受室外温度波动影响小，有利于主体结构保护和避免热（冷）桥的产生，常见的外墙保温有大模内置聚苯板及粘贴聚苯板。大模内置聚苯板与外墙一起捣制，使保温材料能更好地与墙体结合，更能保证保温效果。
3．2．屋面的隔热保温
在夏季，屋面日照时间长，太阳辐射强度大，屋顶外表面温度最高达到60～80℃，顶层室内温度受其影响会提高2～4℃。在冬季，屋顶对外散失热量，又增加了室内的空调热负荷。屋面隔热保温除采用倒置式设计外，有土种植或无土植被屋面应泛推广。实验数据表明，种植屋面使屋顶外表面最高温度下降32.4℃，内表面最高温度下降2.0℃，具有较好的隔热保温性能。种植屋面，不仅能提高屋面的保温隔热性能，还能美化环境，并有利于环境气候的改善，应该广泛应用。
3．3．节能窗户的应用
在节能设计中，外围护结构传热系数及窗户的遮阳系数对建筑能耗的影响很大，而窗户的传热系数是屋顶或外墙的4～5倍,即在同样的气候条件下,窗户的传热损失是屋顶或外墙的4～5倍。据统计,对于我国北方典型的建筑物围护结构, 冬季热损耗中,窗的散热损失占40%～50%。在夏季,从窗进入的辐射热占空调负荷20%～30%,而在南方则更大。窗户成为建筑物外围护结构中隔热、保温最薄弱的环节。普通平板玻璃透光性很好,这也是它成为窗用材料的必要条件。但普通平板玻璃在太阳光谱的可见光和近红外线部分的透过率都很高,并且普通浮法玻璃的辐射系数很大(约为0.84),所以窗玻璃的热传递中辐射传热占很大比例。因此,虽然玻璃的导热系数为0.85W/(m.K),低于钢筋混凝土(1.74)、粉煤灰陶粒混凝土(0.95)、硅酸盐砌块(0.87)和灰砂砖砌体(1.10)等墙体材料, 但传热系数值却比砖、混凝土等其他墙体材料高出许多倍。当窗玻璃采用反射率高、辅射率小的中空玻璃时, 表面辐射热阻增大,能削弱炎热夏天时的太阳和室内辐射换热作用, 因而中空玻璃成为目前广为采用的节能玻璃。空气中的水分子等活性分子的存在,是影响中空玻璃能量的传导传递和对流传递性能的主要因素,因而提高中空玻璃的密封性能,是提高中空玻璃隔热性能的重要因素。由于在太阳和室内空气进行辐射换热的同时,还往往存在导热和对流换热,所以在建筑窗户玻璃的选用过程中,为了达到更好的隔热保温效果,可选用双层玻璃四周边黏合、夹层中间抽真空的真空玻璃,能将导热和对流换热减少到最低限度,但成本较中空玻璃高得多。中空玻璃降低了热传导系数、真空玻璃进一步降低热传导系数和杜绝对流传热,但这都没有解决透过玻璃进行热辐射所引起的热损失问题。中空玻璃和真空玻璃使用低辐射玻璃或阳光反射玻璃后,减少热辐射和热透射才能进一步降低建筑外窗玻璃的热损失。用低辐射玻璃制成的中空玻璃或真空玻璃,把热传导和热辐射作用都降低下来,可以使窗玻璃的传热系数下降到2.5W/(m2.K)甚至0.5W/(m2.K)以下,具有很好的蓄热、保温作用,节能效果非常显著。而且由于热辐射减少,明显地提高了居室的舒适性,是严寒和寒冷地区建筑物最好的节能窗户玻璃。阳光反射玻璃可反射掉一部分太阳的热辐射, 降低进入室内的太阳能,在夏季会显著减低空调电耗。研究表明,当外墙传热系数值降低到1.1W/(m2.K)以下时,再减小该系数值对降低建筑能耗的效果已不明显,即通过外墙保温实现降低建筑能耗的潜力已经很小。因此,今后建筑节能的关键是建筑玻璃,大力发展和广泛应用传热系数低的新型节能窗玻璃, 将是今后建筑节能的主要途径。 4．太阳能资源的合理使用
随着人民生活水平的日益提高,大中城市居民对家庭热水的需求越来越高,尤其新购住宅,无一例外要安装生活热水设施。房地产开发商为提升小区的品位和档次,也努力让自己的住宅产品附带热水设备。但真正做到冷热双水却不是容易的事情。配备常规能源的单户热水器,不论用电费用还是用气安全问题,用户见仁见智,众口难调，而新兴的太阳能热水器,免费热能,又具备无污染,安全的特点,从而受到业主的欢迎。
系统方案设计:多层住宅和跃层住宅采用每个单元为一个独立的工程式太阳能热水系统,在每个单元的屋顶布置集热器,每个系统分别独立给每个单元的住户提供生活热水,每个住户的热水用卡式热水表计量,各子系统与电脑主站之间通过低压电力线载波或无线载波的方式进行通信,整个小区采用一台电脑主站进行监控,由物业公司进行统一管理。而联体别墅采用单户分体式太阳能热水系统,由每个住户自行管理。在补热配置方面,系统采用电加热方式,除单户分体式太阳能热水系统外,为了最大限度利用太阳能,同时保证全天候供热水,可以为每个系统配备两个蓄水箱,其中较大的作为太阳能集热储水箱,另一个作为供水箱。并由电能定温补热。这种补热模式的优点是:当日照充足时,太阳能集热储水箱温度高于设定温度,热水只通过供水箱供给用户而无需电补热;太阳能集热储水箱温度低于设定温度,热水通过供水箱由电加热补足所差热量,保证用户使用的热水温度不变。太阳能不仅可提供生活热水,如采用光伏电池,还可为建筑的照明系统提供电源,现已在各种建筑中广泛使用。
5．结论
建筑节能是建筑规划设计、构造、材料等的综合体,只有这样才能更好地利用能源,减少能耗。与建筑节能技术相比,建筑规划可以在几乎不增加建设投资的条件下,通过科学合理的规划设计,就可以有效地改善居住区小气候环境和改善住宅建筑热工环境,从而达到节能目的。建筑耗能是影响社会可持续发展的一个重大问题,进一步深入地开展与建筑节能设计的理论和实践研究,不断进行节能单项技术和成套技术的开发利用,减少对不可再生能源的利用, 降低可再生能源的利用成本，提高居住质量,应该成为建筑设计研究的一项重要工作。在今后的设计工作中，应该多研究，多尝试，多总结，使节能设计能够真正地体现在建筑设计的各个方面，实现建筑设计的可持续发展，为人类创造一个和诣的家园。
参考文献：
[1]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥：安徽科学技术出版社，2006.
[2]崔希骏，廖建峰.节能65％后建筑外窗的配置建议[J].建筑节能.2006.
关键词：住宅小区；建筑规划；节能设计；建筑能耗；
1．引言
据相关资料表明，我国每年建成的房屋面积高达16～20亿平方米，但新建建筑中95％以上属于高耗能建筑，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上，建筑能耗已经占到全社会能源消耗总量的25% 以上,因此,建筑节能设计已成为了我国建筑行业设计的重要内容。
2．建筑整体规划与节能设计
2.1．合理的规划布局
住宅建筑的朝向、间距、高低、体型以及环境绿化等都会影响小区的日照、通风和小气候环境,从而影响居住建筑的能耗。因此,建筑前期规划就应注重对节能问题的研究,适应当地自然环境、气候和地理条件,合理选择住宅建筑的朝向（尽量选择南北朝向）,建筑间距，避免有害环境对建筑的影响。在建筑规划设计中要与建筑节能设计互相配合,统筹考虑建筑朝向、日照间距、通风、景观绿化,合理应用雨水回收系统,透水地面砖等节能、环保技术以及配套设备(能源供应、小高层给水、公共照明、电梯等)采取的节能措施,大力推广部分太阳能热水供应系统等先进技术,以形成系统的住宅建筑节能体系,营造能耗低、环境舒适的居住环境。
2.2．控制建筑体形系数
在建筑设计中,原则上应减少建筑物外表面积,适当控制建筑体型系数,减少建筑面宽,加大进深或增加组合体,建筑平面宜选用如“一”字型等较为简洁规整、能够获得较多日照和较少东西晒的平面型式,以减少夏季热辐射和冬季冷风渗透量,体型复杂、凹凸面过多的点式低、多层及塔式高层住宅,建筑的外表面积和体型系数大,对节能不利。坡屋面建筑与平屋面建筑相比,其坡屋顶增大了屋顶的热交换面积,加大了能耗,因此不利于房屋的节能。结合建筑形体空间的处理,可以在建筑物中设通风口,加强气流组织,改善小区内部的通风条件。从建筑外观形态上来谈,影响能耗大小主要有两个因素,一个是建筑绝对的大小,也就是我们常说的体量,另一个就是平面是否紧凑。一般来说,平面、立面凹凸变化较大的建筑就属于平面非紧凑型建筑。特别是背阴面北侧墙体的凹凸变化。外墙面积的增大势必增加形成“冷桥”的可能性,增大建筑能耗。德国建筑中“方盒子”非常普遍, 究其原因,并非建筑师们缺乏创造性,而是“方盒子”有利于节能设计。
3．外围护结构的隔热保温
3．1．外墙的隔热保温
节能设计中，南方地区外墙一般采用加气混凝土砌块，而在北方地区必须采用外墙保温，外墙外保温能使建筑室内温度受室外温度波动影响小，有利于主体结构保护和避免热（冷）桥的产生，常见的外墙保温有大模内置聚苯板及粘贴聚苯板。大模内置聚苯板与外墙一起捣制，使保温材料能更好地与墙体结合，更能保证保温效果。
3．2．屋面的隔热保温
在夏季，屋面日照时间长，太阳辐射强度大，屋顶外表面温度最高达到60～80℃，顶层室内温度受其影响会提高2～4℃。在冬季，屋顶对外散失热量，又增加了室内的空调热负荷。屋面隔热保温除采用倒置式设计外，有土种植或无土植被屋面应泛推广。实验数据表明，种植屋面使屋顶外表面最高温度下降32.4℃，内表面最高温度下降2.0℃，具有较好的隔热保温性能。种植屋面，不仅能提高屋面的保温隔热性能，还能美化环境，并有利于环境气候的改善，应该广泛应用。
3．3．节能窗户的应用
在节能设计中，外围护结构传热系数及窗户的遮阳系数对建筑能耗的影响很大，而窗户的传热系数是屋顶或外墙的4～5倍,即在同样的气候条件下,窗户的传热损失是屋顶或外墙的4～5倍。据统计,对于我国北方典型的建筑物围护结构, 冬季热损耗中,窗的散热损失占40%～50%。在夏季,从窗进入的辐射热占空调负荷20%～30%,而在南方则更大。窗户成为建筑物外围护结构中隔热、保温最薄弱的环节。普通平板玻璃透光性很好,这也是它成为窗用材料的必要条件。但普通平板玻璃在太阳光谱的可见光和近红外线部分的透过率都很高,并且普通浮法玻璃的辐射系数很大(约为0.84),所以窗玻璃的热传递中辐射传热占很大比例。因此,虽然玻璃的导热系数为0.85W/(m.K),低于钢筋混凝土(1.74)、粉煤灰陶粒混凝土(0.95)、硅酸盐砌块(0.87)和灰砂砖砌体(1.10)等墙体材料, 但传热系数值却比砖、混凝土等其他墙体材料高出许多倍。当窗玻璃采用反射率高、辅射率小的中空玻璃时, 表面辐射热阻增大,能削弱炎热夏天时的太阳和室内辐射换热作用, 因而中空玻璃成为目前广为采用的节能玻璃。空气中的水分子等活性分子的存在,是影响中空玻璃能量的传导传递和对流传递性能的主要因素,因而提高中空玻璃的密封性能,是提高中空玻璃隔热性能的重要因素。由于在太阳和室内空气进行辐射换热的同时,还往往存在导热和对流换热,所以在建筑窗户玻璃的选用过程中,为了达到更好的隔热保温效果,可选用双层玻璃四周边黏合、夹层中间抽真空的真空玻璃,能将导热和对流换热减少到最低限度,但成本较中空玻璃高得多。中空玻璃降低了热传导系数、真空玻璃进一步降低热传导系数和杜绝对流传热,但这都没有解决透过玻璃进行热辐射所引起的热损失问题。中空玻璃和真空玻璃使用低辐射玻璃或阳光反射玻璃后,减少热辐射和热透射才能进一步降低建筑外窗玻璃的热损失。用低辐射玻璃制成的中空玻璃或真空玻璃,把热传导和热辐射作用都降低下来,可以使窗玻璃的传热系数下降到2.5W/(m2.K)甚至0.5W/(m2.K)以下,具有很好的蓄热、保温作用,节能效果非常显著。而且由于热辐射减少,明显地提高了居室的舒适性,是严寒和寒冷地区建筑物最好的节能窗户玻璃。阳光反射玻璃可反射掉一部分太阳的热辐射, 降低进入室内的太阳能,在夏季会显著减低空调电耗。研究表明,当外墙传热系数值降低到1.1W/(m2.K)以下时,再减小该系数值对降低建筑能耗的效果已不明显,即通过外墙保温实现降低建筑能耗的潜力已经很小。因此,今后建筑节能的关键是建筑玻璃,大力发展和广泛应用传热系数低的新型节能窗玻璃, 将是今后建筑节能的主要途径。 4．太阳能资源的合理使用
随着人民生活水平的日益提高,大中城市居民对家庭热水的需求越来越高,尤其新购住宅,无一例外要安装生活热水设施。房地产开发商为提升小区的品位和档次,也努力让自己的住宅产品附带热水设备。但真正做到冷热双水却不是容易的事情。配备常规能源的单户热水器,不论用电费用还是用气安全问题,用户见仁见智,众口难调，而新兴的太阳能热水器,免费热能,又具备无污染,安全的特点,从而受到业主的欢迎。
系统方案设计:多层住宅和跃层住宅采用每个单元为一个独立的工程式太阳能热水系统,在每个单元的屋顶布置集热器,每个系统分别独立给每个单元的住户提供生活热水,每个住户的热水用卡式热水表计量,各子系统与电脑主站之间通过低压电力线载波或无线载波的方式进行通信,整个小区采用一台电脑主站进行监控,由物业公司进行统一管理。而联体别墅采用单户分体式太阳能热水系统,由每个住户自行管理。在补热配置方面,系统采用电加热方式,除单户分体式太阳能热水系统外,为了最大限度利用太阳能,同时保证全天候供热水,可以为每个系统配备两个蓄水箱,其中较大的作为太阳能集热储水箱,另一个作为供水箱。并由电能定温补热。这种补热模式的优点是:当日照充足时,太阳能集热储水箱温度高于设定温度,热水只通过供水箱供给用户而无需电补热;太阳能集热储水箱温度低于设定温度,热水通过供水箱由电加热补足所差热量,保证用户使用的热水温度不变。太阳能不仅可提供生活热水,如采用光伏电池,还可为建筑的照明系统提供电源,现已在各种建筑中广泛使用。
5．结论
建筑节能是建筑规划设计、构造、材料等的综合体,只有这样才能更好地利用能源,减少能耗。与建筑节能技术相比,建筑规划可以在几乎不增加建设投资的条件下,通过科学合理的规划设计,就可以有效地改善居住区小气候环境和改善住宅建筑热工环境,从而达到节能目的。建筑耗能是影响社会可持续发展的一个重大问题,进一步深入地开展与建筑节能设计的理论和实践研究,不断进行节能单项技术和成套技术的开发利用,减少对不可再生能源的利用, 降低可再生能源的利用成本，提高居住质量,应该成为建筑设计研究的一项重要工作。在今后的设计工作中，应该多研究，多尝试，多总结，使节能设计能够真正地体现在建筑设计的各个方面，实现建筑设计的可持续发展，为人类创造一个和诣的家园。
参考文献：
[1]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥：安徽科学技术出版社，2006.
[2]崔希骏，廖建峰.节能65％后建筑外窗的配置建议[J].建筑节能.2006.