摘要：为了降低能源消耗,城市住宅节能设计是必不可少的。本文针对住宅建筑,从建筑规划节能设计、建筑主体节能设计、建筑设备节能设计和利用新能源等方面,较全面地对建筑节能的技术途径进行了论述。
关键词：住宅建筑; 节能设计; 技术途径
随着我国工业发展和城市化进程加快,能源供应紧张已严重制约了经济建设和人民生活水平的进一步提高。建筑作为能耗大户，其能耗量占到全国总能耗30%以上，高消耗必然带来高污染，因此建筑成为节能减排的重点对象。
一、住宅建筑节能的必要性
(一)建筑节能有利于缓解能源供给的紧缺局面
我国人均能源资源较少(约为世界平均数的50 %) ,资源分布不均,优质能源少,是世界上少数几个以煤炭为主的国家[1]。由于煤炭的比重过大,造成对交通运输和环境保护的巨大压力,同时也是能源利用效率低下的主要原因。由于我国的城市建设正处在快速增长时期,建筑用能缺口很大,仅靠单方面加强能源方面的投入和基础设施建设无法满足快速增长的社会发展需求和减缓能源供给的紧缺局面。
(二)建筑节能有利于改善大气环境,实现可持续发展
由于我国能源结构是以煤为主,煤炭的大量直接燃烧引起了城市大气污染日益严重。同时,随着国民经济的快速发展,居民空调的拥有量呈直线上升。而空调能耗产生的二氧化硫、氮氧化物和其他污染物都会污染空气、危害人的身体健康,造成环境酸化,破坏生态平衡。同时,由于人民生活水平的不断提高,又对建筑热环境的需求提出了更高的要求[2]。通过建筑节能可以减少污染物的排放量,减轻大气污染,保护生态环境和提高建筑热环境的质量。因此,实现建筑节能是实现低碳经济建设的重要目标。
(三)建筑节能有利于保护耕地资源
我国传统建筑的墙体材料以实心黏土砖为主。实心黏土砖不仅其保温性能达不到国家对建筑的节能要求,而且严重毁占耕地,消耗大量能源[3]。我国约有12 万个砖瓦企业,占地600 多万亩,每年烧制6 000 多亿块黏土砖,取土约14. 3 亿m3 ,相当于毁坏耕地20 万亩。此外我国每年烧砖要烧掉6 000 多万吨标准煤,占建材生产总能耗的55 %。全面禁止使用实心黏土砖、推行节能节地和利废的新型墙体材料是我国目前建材行业的首要任务。建筑节能极大地推动了我国建材领域的墙材革新,对保护耕地和生态环境起到了积极作用。
二、建筑规划节能设计
(一) 总平面设计阶段的节能设计
规划设计是建筑节能设计的关键第一步。规划节能设计应从建设选址、建筑和道路布局、建筑朝向、建筑间距、冬夏季季风主导方向、太阳辐射等方面进行深入研究,分析构成气候的决定因素如:辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利与不利影响,通过建筑的规划布局对自然因素进行充分利用、改造. 形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。
(二) 总体景观与绿化阶段的节能设计
绿化对改善环境空气质量、降低空气粉尘、减轻噪声污染、降低室外气温、营造良好的室外热环境等具有重要作用[4]。绿色空间要求具有多功能和多样化,例如可以是社区绿地、城镇广场等,可以用于游玩和娱乐,可以安全地步行和骑车,能够提供野生憩息功能,是城市纳凉之处。因此在住宅小区应尽量减少硬化地面. 提高绿化覆盖率,绿化植物主要有花草、灌木、乔木三类,三者要有机结合、穿插种植。乔木不仅有观赏价值. 而且有遮阳、降温功能,因此,在小区道路两边及住宅楼四周栽种树冠较大的常绿乔木,以充分发挥其遮阳降温作用。
(三) 单体设计阶段的节能设计
在住宅平面设计中,夏季穿堂风和全明房是建筑物节能的关键因素。应充分考虑室内空间合理组合,尽可能让每个居室都有穿堂风,以便夏季利用自然通风降温。充足的光照是住宅降低能耗的一个有益补充,保证主要居室朝南,以便得到充分日照,基本满足白天的取暖需求,节省能耗。
根据当地的气候情况改变墙体的角度可提高住宅对气候的适应性和对自然资源最大限度的利用:如内倾斜南墙面或层层退台以获得更大的阳光照射面,外倾斜南墙面或层层出挑产生更大的遮阳面;北向墙面结合屋顶作适度的内倾斜,可将冬季寒风导向天空. 减少冬季北风对建筑的风压,以此降低围护结构的热渗漏。
三、节能技术在住宅中的具体应用
(一)提高围护结构节能的科技含量
建筑物的能耗是由其冷风渗透和围护结构的热传导两方面造成的。大量试验结果表明，住宅围护结构的耗能量占建筑采暖热耗的1/3以上，显然，如果围护结构具有良好的保温隔热性能，则可以减少夏季室外传入室内的热量和冬季室内传出室外的热量，从而减少建筑物的能耗。
(二)窗户节能
窗户为薄壁的轻质构体，是耗热的薄弱环节。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物夏季降温或冬季保温能耗的50%以上[5]。在节能设计中不同朝向的墙窗比不同，在高能耗墙面(东西面)应避免开大窗，且应提高窗户的遮阳性能。同时，要根据制冷采暖费用和空调设备价格的综合比较去确定合适的玻璃品种，从导热性和隔热性两个方面去综合比选。
(三)墙体节能
我国长期以实心黏土砖为主要的墙体材料，用增加砌筑厚度来满足保温要求，这对能源和土地资源是一种严重浪费，因而在节能的前提下，应进一步推广复合墙体和空心砖墙技术。
复合墙体的应用越来越广泛。其主要原理为：用砖或钢筋混凝土做承重墙，并与绝热材料复合达到增加墙体的保温隔热性能，绝热材料主要有矿棉、岩棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。目前复合墙有两种做法：①内保温，将绝热材料复合在外墙内侧。此方法施工简易，目前应用广泛。②中间保温，即将绝热材料设在外墙与内墙中间，可取得良好的保温性，但要填充密实，避免内部空气对流。③外保温，将绝热材料复合在承重墙外侧，此方法热稳定性好，居住较舒适，但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的侵袭，对外保温材料的耐久性提出了很高的要求。
在节能设计中也应根据墙体的朝向不同而设计不同的墙体厚度。如各面墙均相同，由于各朝向所吸收到的太阳辐射量差别很大，特别是南面墙冬季吸热较多，因此不如将增加的保温材料集中设置于北墙或东西墙，这样可以减少保温费用，在构造上也容易做得比较简单。
(四)屋顶节能
屋面节能的主要措施为：①屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。②屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大。
建筑节能各项技术的应用在我国开展时间并不长，通常都是对新建建筑提出节能的要求,对既有建筑的节能改造开展的力度远远不够。随着环境和资源的压力，住宅建筑节能及相关成套技术体系必将越来越成熟，更多的节能、绿色健康的住宅建筑将会展现在人们面前。
参考文献：
[1]. 王立雄编著. 建筑节能[M]. 中国建筑工业出版社 2004
[2]. 徐新光. 绿色建筑的节能设计[J]. 建筑节能. 2009.(07)
[3]. 冯望云. 从传统建筑保温到现代节能――关于建筑节能的几点认识和建议[J]. 建设科技. 2008.(21)
[4]. 陈荔晓,李跃虹,陈俊,赵汉鼎. 节能技术在办公建筑中的研究与运用――云电科技园设计[J]. 建筑学报. 2010.(01)
[5]. 住房和城乡建设部政策研究中心课题组. 对建筑节能经济激励政策的几点思考[J]. 中华建设. 2009.(06)