摘要：随着经济的快速发展，住宅建筑的数量和规模都得到跨越式提升。但建筑能源的消耗量随之增加，能源紧缺的现状不但没有得到缓解，反而还有加剧的趋势，在这种环境下，国家对住宅建筑节能提出更高要求。如何提升和优化住宅建筑节能设计水平，成为当代建筑设计人员的重要研究课题。
关键词：住宅建筑；节能优化设计
一、我国建筑能耗特点
（1）各地采暖（制冷）方式差异较大。在我国城市，根据该地区获取能源的便利程度不同，主要采用煤、电、油等能源形式，部分地区使用核电、风力电能等。而我国很多农村地区仍采用较为原始的秸秆、薪柴、木炭等能源形式。
（2）我国各地建筑能耗差别很大。目前仅我国北方地区采取冬季全面采暖，并在70%的城镇建筑中集中采暖，南方大部分地区主要在冬季分散的采用空调、电暖炉等设备采暖。北方注重冬季保暖，南方更注重夏季隔热，兼顾冬季保温。
（3）各地各类型建筑耗能状况参差不齐。很多早期建筑并不能满足现有节能标准，需进行大量改造工程。这些差异造成我国不同地区、不同建筑的节能指标差别很大。
二、节能新技术在建筑工程中的运用
（1）热泵应用技术。采用热泵原理利用低温低品位热能资源，通过少量的高品位电能输入，实现低品位能向高品位能转移的一种技术，主要有空气源热泵技术和水源热泵技术。可向建筑物供热、供冷，有效降低建筑物供热和供冷能耗，同时降低区域环境污染。
（2）计算机仿真与智能控制技术。通过对供冷、供热系统实现优化运行节能控制，最大限度降低运行能耗。
（3）变风量空调技术。整个空调系统可以随着负荷的变化调节总送风量，特别是在部分负荷运转时可以最大限度减少风机动力消耗而节约能量；同时空调制冷机组也可只按实际户和需要运行，也降低了能耗和运行费用；在考虑同时使用系数的情况下，空调系统的总装机容量可减少10-30%左右。
（4）新风处理及空调系统的余热回收技术。新风负荷一般占建筑物总负荷的30%-40%。变新风量所需的供冷量比固定的最小新风量所需的供冷量少20%左右。新风量如果能从最小新风量到全新风变化，在春秋季可节约近60%的能耗。通过全热式换热器将空调房间排风与新风进行热、湿交换，利用空调房间排风的降温除湿，可实现空调系统的余热回收。
（5）辐射性供热节能技术。地板辐射、天花板辐射、垂直板辐射是辐射型供热的主要方式。其是一种对房间热微气候进行调节的节能供热系统，可避免吹风感，使人热感觉舒适。在有低温废热、地下水等低品位可再生冷热源时，这种方式可直接使用这些冷热源，省去常规冷热源。
（6）热电联产技术。采用热电联合生产的方式，利用发电余热集中供热取代大量、分散、除尘效率很低的小锅炉供热方式，可大幅度地减少大气污染物的排放量，有效地改善环境质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与直接使用锅炉供热相比，热电联产提高了能源利用效率，可降低一次能源消耗量。
三、住宅建筑的节能优化设计的具体措施
3.1合理规划平面布局及控制体形系数
居住区住宅的平面布局有周边式、自由式和行列式3种。周边式太封闭，不利于风的导入；自由式多在受地形限制时采用；行列式是最常见的形式，有并列式和错列式布局的变化，在某些地形中，还会出现斜列式布局。为了促进通风，居住区布局应尽量采取行列式和自由式，从建筑防热的角度来看，行列式和自由式都能争取较好的朝向，使大多数房间能获得良好的自然通风和日照，其中又以错列式和斜列式的布局较好。
体形系数是建筑物围护结构的外表面积与其所包围的建筑体积之比。比值越大，能耗就越多。研究资料表明：体形系数每增加0.01，耗热量指标增加2.5%。正确处理建筑形式多样化与节能的关系，是建筑设计中应重视的问题。建筑物的外形越简单，其外表面积越小，热交换量亦越少。因此，建筑物的造型宜简洁完整，尽量避免复杂的轮廓线。
3.2合理确定建筑朝向和平面形状
影响居住环境最主要的两个因素是太阳辐射和空气流通。因此，规划节能的主要方向是一方面降低太阳辐射，另一方面增强房屋建筑的自然通风效果。在规划设计中，房子朝向、间距及房屋之间的相互组合关系是规划节能设计的重点。为满足要求，首先要考虑建筑朝向，建筑朝向应与当地夏季的主导风向一致，建筑群的入风口和出风口应结合主导风合理设置，利于自然通风，提高居住的舒适度。在建筑物排列中应遵循南小北大、南低北高的原则。
我国住宅最适宜的建筑朝向为南北向或接近南北向。对气候炎热的南方地区，应考虑住宅建筑的长轴方向垂直夏季主导风向，而北方冬季寒冷，住宅建筑的长轴方向应平行冬季主导风向，以防止冷空气渗透量的增大。住宅建筑的平面形状，应在体积一定的情况下，采用外围护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小，冷负荷越小，能耗越小。
在建筑设计中，考虑到建筑节能的需要，应尽量减少建筑形体的凹凸，在采暖居住建筑中体型系数宜控制在0.3以内，住宅进深应适当扩大，以10～14m为宜，住宅长度以55m左右较适宜。
住宅建筑平面形状应规整，尽量减少外围护结构面积，增加冬季直射室内的阳光，减少夏季太阳辐射。如把房屋外墙面积大、开窗多的一面正对太阳辐射强度大的南向，使建筑在冬季可以有效收集太阳能，北侧外墙只开设小窗，主要满足通风的需要，而东西方位不开窗或开小窗。热环境分区中把要求较低的厨房、厕所、过厅布置在北向。而尽量争取将居室布置在南向，充分利用太阳能，保持冬季室内有较高的温度。住宅建筑中设置一定的温度阻尼区可有效减少传热损失。如夏热冬冷地区楼梯间由过去的开敞式改为封闭式，楼梯间设窗；北向单元入口均设门斗，避免冬季西北风灌入：对屋面上入孔密封处理，使整个楼梯间形成一个温度阻尼区。在夏热冬暖地区合理控制户内空气流速和空气龄，创造良好的室内环境。
3.3住宅周边的绿化设计
良好的居住区绿化，不仅能美化环境，而且能起到调节居住区小气候、改善建筑室内环境、节约建筑能耗的作用。居住区绿化应注意：一是要以地面绿化并以种植灌木为主，有条件的地方可引入水景；二是要在临近住宅的东、西、南面的适当位置种植一些高大的落叶乔木，这样夏季遮阳，冬季不遮挡阳光，有利于朝阳居室的节能；三是要根据实际情况对墙面、阳台进行垂直绿化。一方面能丰富居住区的景观环境；另一方面能减少建筑与空气直接接触的外表面积，形成一种冬季保温、夏季隔热，又可增加绿化面积的复合型围护结构，从而有效改善住宅室内热环境的条件。
结束语：作为建筑师，更应从自身做起，从不同角度依据建筑规范对建筑进行优化节能设计，在改善人们居住环境的同时，充分挖掘节能潜力，综合利用各种节能技术措施，趋利避害，选择经济合理的节能方案，从而实现节约能源，减少能源消耗，为实现我国可持续发展战略，建设节约型社会作出应有的贡献。
参考文献
[1]石君.浅谈建筑设计中的建筑节能设计[J].中国科技博览，2010（33）.
论文作者:邓依林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/25
标签：建筑论文; 住宅论文; 节能论文; 冬季论文; 居住区论文; 建筑物论文; 行列式论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;