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摘要：我国正大力倡导可持续发展的发展原则，节能型建筑已成为今后城市建设的发展方向。建筑是用能大户，建筑节能是发展建筑业的需要。如何在住宅建筑设计中，更好地利用自然能源，提高住宅建筑中能源利用效率，则是建筑师需要探讨的课题
关键词：建筑；节能；设计；材料
Abstract: The development of the principle of sustainable development in our country is advocating, energy-saving building has become the development direction of the future city construction. The architecture is energy-intense, building energy conservation is the need of the development of the construction industry. How in the residential building design, better use of natural energy, improve energy efficiency in residential building, it is the architect need discussing
Key words: architectural design; material; energy saving
中图分类号：TU201.5文献标识码：文章编号：
引言：面临能源危机和环境危机，世界各国提出了控制矿物能源用量的增长，提高用能效率，开发新能源和可再生能源，保护环境的目标，走可持续发展的道路。因此，建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势，也是当代建筑科学技术的一个新生长点。而在我国，建筑能耗浪费相当严重，原因也是多方面的，如技术落后，设计不科学，管理不当，缺乏节能意识等。因而建筑节能势在必行。一、建筑物的平面布置及体形系数应满足节能需要
在住宅建筑设计方面，建筑群的布置和建筑物的平面设计合理与否，对冬季获得太阳辐射热和夏季通风降温是十分重要的，比如建筑物的主体朝向，如果由南北改为东西向，耗热量指标约增大5%，空调能耗或外遮阳成本将增大更多。另外建筑体形系数也是建筑热工特性的一个重要指标，很多文献中提到，体形系数每增大0.01，能耗指标约增加2.5%。分别显示了两种典型的住宅平面形式，一种明厨暗厕式住宅平面，另一种是明厨明厕式住宅平面，在相同建筑面积的情况下， 建筑的体形系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)高0.032，很明显从体形系数方面第一种型式的建筑平面优于第二种。因此，在满足建筑诸多功能要素的条件下，应尽量减少建筑体形的凹凸或错落，降低建筑物体形系数。
二、建筑节能设计
建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。
1.隔热保温技术，外保温的优点：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。常用的建筑外墙保温材料有保温砂浆、聚苯板、聚氨酯（EPS、XPS）和墙体自保温四大体系。其中，保温砂浆和聚苯板市场占有率较大，但保温性能较差；聚氨脂保温性能较好，但传统的聚氨酯硬泡板材不适用于复杂立面墙体保温。市场新出现的聚氨酯现场发泡喷涂保温材料（如安健能全水基软发泡聚氨酯），具有良好的保温性和憎水性，方便施工，适用于设计各种复杂外墙体保温和无接缝施工。外墙体遮阳，主要用于热工性能要求更高的墙面，在保温层外侧设计钢结构支撑体系，干挂板材（如陶土板），可以遮挡夏季阳光直接辐射到墙体，同时后侧流动的空气层能迅速带走热量，起到很好的遮阳隔热效果。 2、玻璃门窗的隔热保温与遮阳。外墙玻璃门窗是阻挡夏季太阳辐射热进入室内和冬季室内热量散失的最薄弱环节，其能耗是同面积墙体的4倍，屋顶的5倍，对建筑能耗影响较大。除控制窗墙比外，需增加玻璃门窗的热工性能：
2.1、设计选用单层或多层中空或低辐射玻璃（如Low－E镀膜玻璃）和经热断桥处理的门窗型材，同时加强窗墙间、框扇间的接缝气密性设计。
2.2、增加外墙玻璃门窗遮阳设计，防止夏季太阳辐射热透过玻璃门窗直接进入室内而耗能。由于遮阳位置和方式不同，主要有:①水平式外遮阳，适用于接近南向外窗，遮挡高度角较大、从窗口上方射来的阳光。②垂直式外遮阳，适用于东北向、西北向外窗，遮挡高度角较小、从窗口两侧斜射过来的阳光。为克服传统固定式遮阳在采光、自然通风、视野等方面的矛盾，上述两种遮阳方式在生态节能建筑中较多地采用活动百叶遮阳，可根据光线变化自动调节百页角度遮阳，不影响自然采光和通风。③活动内遮阳，主要有遮阳卷帘和遮阳百页等。相比外遮阳，更灵活，更便于用户根据季节天气变化调节使用。但内遮阳有较大的缺点，除部分热量被反射出窗外，其余热量留在了室内而增大空调制冷能耗。
3、屋面保温隔热节能设计：建议小区屋面采用“倒置式隔热保温屋顶”技术，采用XPS保温板放置在屋面的防水层上，此板在屋面上长期与水汽接触时，能保持恒定的低导热和高抗压性能。
4、供热方式探索
1)独立燃气式供热方式具有很多优点，不论从投资、价格或是实际运行效果上看效果都要比普通供热方式要好。2)投资方面，独立燃气、电采暖及集中供热比值为1:0.85:2;价格方面，独立燃气、电采暖及集中供热比值为1:0.85:1.22;实际运行效果方面，独立燃气式的运行费比理论值还要低，相比集中供热，节能效果更好。独立燃气、电采暖调节更为方便，当住宅没有人的时候，室内温度能调节到10℃以下。3)供热以天然气为热源，采用分户设燃气炉的供热方式，不仅可以供暖，还可供应生活热水，改善了住户的生活质量;房间采用铝合金散热器，体积小，外型美观，散热效率高。4)户与户之间供热系统相互独立，串联方式为跨越管水平串联。所以供暖时间每户自主决定，互不影响，实现了行为节能，有方便住户供暖。
三、合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔)，以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中，就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧，形成对北侧寒冷空气的“温度阻尼区”，从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的;在有采暖空调房间的建筑里，尽量将采暖空调房间集中布置，以避免在采暖空调房间与非采暖空调房间之间发生大面积的能量交换，造成大量能量浪费。国外，在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中，设计师通过对不同需求空间的竖向分隔，达到了极佳的通风降温效果。
使用节能的绿色建筑材料建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性，对降低建筑能耗起着至关重要的作用。国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层，以改善热工性能。这种方法虽然可以达到一定的效果，但各种高效保温材料价格不菲，而且其生产加工过程也会大量消耗各种能源。因此，建筑节能不应当只着眼于建筑建成后在使用过程中的能耗，还应当从整体系统的观念出发，关注建筑全寿命周期的能源消耗。从这个角度出发，建筑材料就不但要有出色的保温隔热性能，其加工生产过程也应当简单易行，节省能源。位于美国加州霍普兰德山谷中的太阳生活中心(Real Goods Solar Living Center，Hopland，California)创造性地利用稻草垛作为墙体材料。其具体做法是先将稻草加压打捆，再把它们砌成墙体，然后在墙体上喷涂一种8～10 cm的土质护面灰来代替水泥砂浆。完成后的墙体不但具有良好的保温隔热性能，而且兼有较强的防火性，并且无毒无害。无独有偶，美国建筑师塞缪尔·默克比(Samuel Mockbee)设计的布赖恩特(Bryant)住宅也采用了类似的墙体做法，只是具体构造略有不同。需要指出的是，这栋面积为79m2的住宅是建筑师无偿为美国阿拉巴马州黑尔县的一对贫困黑人夫妇而设计的，项目经费全部靠募捐筹集，十分有限。建成后的布赖恩特住宅在各方面都达到了设计要求，并深受使用者的喜爱，他们给这座房子起了一个有趣的绰号——“干草捆住宅”。五、结束语
建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题。在我国现阶段，主要提倡运用与经济发展水平相适应的简单节能技术为主，切不可为片面追求低能耗目标而不顾经济成本，大量使用节能新技术。同时注重太阳能、风能、地能等可再生自然能技术的研究和开发，降低可再生能源的利用成本，逐步从大城市与经济比较发达地区向全国推广运用，实现我国建筑节能既定目标。
六、参考文献：
[1] 宋德萱.节能建筑设计与技術.上海.同济大学出版社.
[2] 杜峰 刘辉 建筑的天然采光及遮阳设计. 住宅科技 2005.12
[3] 沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥：安徽科学技术出版社，2006.65－70.
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关键词：建筑；节能；设计；材料
Abstract: The development of the principle of sustainable development in our country is advocating, energy-saving building has become the development direction of the future city construction. The architecture is energy-intense, building energy conservation is the need of the development of the construction industry. How in the residential building design, better use of natural energy, improve energy efficiency in residential building, it is the architect need discussing
Key words: architectural design; material; energy saving
中图分类号：TU201.5文献标识码：文章编号：
引言：面临能源危机和环境危机，世界各国提出了控制矿物能源用量的增长，提高用能效率，开发新能源和可再生能源，保护环境的目标，走可持续发展的道路。因此，建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势，也是当代建筑科学技术的一个新生长点。而在我国，建筑能耗浪费相当严重，原因也是多方面的，如技术落后，设计不科学，管理不当，缺乏节能意识等。因而建筑节能势在必行。一、建筑物的平面布置及体形系数应满足节能需要
在住宅建筑设计方面，建筑群的布置和建筑物的平面设计合理与否，对冬季获得太阳辐射热和夏季通风降温是十分重要的，比如建筑物的主体朝向，如果由南北改为东西向，耗热量指标约增大5%，空调能耗或外遮阳成本将增大更多。另外建筑体形系数也是建筑热工特性的一个重要指标，很多文献中提到，体形系数每增大0.01，能耗指标约增加2.5%。分别显示了两种典型的住宅平面形式，一种明厨暗厕式住宅平面，另一种是明厨明厕式住宅平面，在相同建筑面积的情况下， 建筑的体形系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)高0.032，很明显从体形系数方面第一种型式的建筑平面优于第二种。因此，在满足建筑诸多功能要素的条件下，应尽量减少建筑体形的凹凸或错落，降低建筑物体形系数。
二、建筑节能设计
建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。
1.隔热保温技术，外保温的优点：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。常用的建筑外墙保温材料有保温砂浆、聚苯板、聚氨酯（EPS、XPS）和墙体自保温四大体系。其中，保温砂浆和聚苯板市场占有率较大，但保温性能较差；聚氨脂保温性能较好，但传统的聚氨酯硬泡板材不适用于复杂立面墙体保温。市场新出现的聚氨酯现场发泡喷涂保温材料（如安健能全水基软发泡聚氨酯），具有良好的保温性和憎水性，方便施工，适用于设计各种复杂外墙体保温和无接缝施工。外墙体遮阳，主要用于热工性能要求更高的墙面，在保温层外侧设计钢结构支撑体系，干挂板材（如陶土板），可以遮挡夏季阳光直接辐射到墙体，同时后侧流动的空气层能迅速带走热量，起到很好的遮阳隔热效果。 2、玻璃门窗的隔热保温与遮阳。外墙玻璃门窗是阻挡夏季太阳辐射热进入室内和冬季室内热量散失的最薄弱环节，其能耗是同面积墙体的4倍，屋顶的5倍，对建筑能耗影响较大。除控制窗墙比外，需增加玻璃门窗的热工性能：
2.1、设计选用单层或多层中空或低辐射玻璃（如Low－E镀膜玻璃）和经热断桥处理的门窗型材，同时加强窗墙间、框扇间的接缝气密性设计。
2.2、增加外墙玻璃门窗遮阳设计，防止夏季太阳辐射热透过玻璃门窗直接进入室内而耗能。由于遮阳位置和方式不同，主要有:①水平式外遮阳，适用于接近南向外窗，遮挡高度角较大、从窗口上方射来的阳光。②垂直式外遮阳，适用于东北向、西北向外窗，遮挡高度角较小、从窗口两侧斜射过来的阳光。为克服传统固定式遮阳在采光、自然通风、视野等方面的矛盾，上述两种遮阳方式在生态节能建筑中较多地采用活动百叶遮阳，可根据光线变化自动调节百页角度遮阳，不影响自然采光和通风。③活动内遮阳，主要有遮阳卷帘和遮阳百页等。相比外遮阳，更灵活，更便于用户根据季节天气变化调节使用。但内遮阳有较大的缺点，除部分热量被反射出窗外，其余热量留在了室内而增大空调制冷能耗。
3、屋面保温隔热节能设计：建议小区屋面采用“倒置式隔热保温屋顶”技术，采用XPS保温板放置在屋面的防水层上，此板在屋面上长期与水汽接触时，能保持恒定的低导热和高抗压性能。
4、供热方式探索
1)独立燃气式供热方式具有很多优点，不论从投资、价格或是实际运行效果上看效果都要比普通供热方式要好。2)投资方面，独立燃气、电采暖及集中供热比值为1:0.85:2;价格方面，独立燃气、电采暖及集中供热比值为1:0.85:1.22;实际运行效果方面，独立燃气式的运行费比理论值还要低，相比集中供热，节能效果更好。独立燃气、电采暖调节更为方便，当住宅没有人的时候，室内温度能调节到10℃以下。3)供热以天然气为热源，采用分户设燃气炉的供热方式，不仅可以供暖，还可供应生活热水，改善了住户的生活质量;房间采用铝合金散热器，体积小，外型美观，散热效率高。4)户与户之间供热系统相互独立，串联方式为跨越管水平串联。所以供暖时间每户自主决定，互不影响，实现了行为节能，有方便住户供暖。
三、合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔)，以改善室内保温、通风、采光等微气候条件，达到节能目的。如在北方寒冷地区的住宅设计中，就经常将使用频率较少的房间如厨房、餐厅、次卧室等房间布置在北侧，形成对北侧寒冷空气的“温度阻尼区”，从而达到节能及保证使用频率较多房间的舒适度的目的;在有采暖空调房间的建筑里，尽量将采暖空调房间集中布置，以避免在采暖空调房间与非采暖空调房间之间发生大面积的能量交换，造成大量能量浪费。国外，在印度柯里亚的管式住宅及干城章嘉公寓楼的设计中，设计师通过对不同需求空间的竖向分隔，达到了极佳的通风降温效果。
使用节能的绿色建筑材料建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性，对降低建筑能耗起着至关重要的作用。国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层，以改善热工性能。这种方法虽然可以达到一定的效果，但各种高效保温材料价格不菲，而且其生产加工过程也会大量消耗各种能源。因此，建筑节能不应当只着眼于建筑建成后在使用过程中的能耗，还应当从整体系统的观念出发，关注建筑全寿命周期的能源消耗。从这个角度出发，建筑材料就不但要有出色的保温隔热性能，其加工生产过程也应当简单易行，节省能源。位于美国加州霍普兰德山谷中的太阳生活中心(Real Goods Solar Living Center，Hopland，California)创造性地利用稻草垛作为墙体材料。其具体做法是先将稻草加压打捆，再把它们砌成墙体，然后在墙体上喷涂一种8～10 cm的土质护面灰来代替水泥砂浆。完成后的墙体不但具有良好的保温隔热性能，而且兼有较强的防火性，并且无毒无害。无独有偶，美国建筑师塞缪尔·默克比(Samuel Mockbee)设计的布赖恩特(Bryant)住宅也采用了类似的墙体做法，只是具体构造略有不同。需要指出的是，这栋面积为79m2的住宅是建筑师无偿为美国阿拉巴马州黑尔县的一对贫困黑人夫妇而设计的，项目经费全部靠募捐筹集，十分有限。建成后的布赖恩特住宅在各方面都达到了设计要求，并深受使用者的喜爱，他们给这座房子起了一个有趣的绰号——“干草捆住宅”。五、结束语
建筑节能研究是建筑可持续发展的重要研究课题。在我国现阶段，主要提倡运用与经济发展水平相适应的简单节能技术为主，切不可为片面追求低能耗目标而不顾经济成本，大量使用节能新技术。同时注重太阳能、风能、地能等可再生自然能技术的研究和开发，降低可再生能源的利用成本，逐步从大城市与经济比较发达地区向全国推广运用，实现我国建筑节能既定目标。
六、参考文献：
[1] 宋德萱.节能建筑设计与技術.上海.同济大学出版社.
[2] 杜峰 刘辉 建筑的天然采光及遮阳设计. 住宅科技 2005.12
[3] 沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥：安徽科学技术出版社，2006.65－70.
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