中原地區高層住宅建筑節能設計研究

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摘要:建筑節能是國家節能工作和能源戰略的重要組部分。開展建筑節能工作是國家的一項重大決策，是建設資源節約型、環境友好型社會的必然要求。文章分析了中原地區既有建筑和新建建筑的節能現狀以及政策導向，闡述了建筑節能設計的必要性和重要意義，綜述了當前建筑節能設計的整體方案和細部設計要求，以供參考。

關鍵詞:中原地區;小高層;住宅節能;設計

我國雖地大物博，能源資源豐富，但人口眾多，人均資源偏少。在各類資源消耗中，建筑能耗占所有資源消耗總和的25%～33%，占據能耗總量比重較大，對遠離其所在地的其他區域的河流水體、空氣質量影響較大。當前我國的既有建筑95%以上是高能耗建筑，新建建筑80%以上是高能耗建筑，我國單位建筑面積能耗是發達國家的2～3倍。所以，中國要走可持續發展道路，推進節能建筑、綠色建筑已刻不容緩。

1中原地區建筑節能設計的現狀分析

1．1既有建筑節能設計現狀

改革開放以來，各行各業迅猛發展，建筑業也不例外，以多層住宅和小高層住宅為主的集體式住宅建筑驟然增多，但由于當時經濟條件的限制，為了節省造價，集體式住宅建筑存在建筑設計標準偏低、圍護結構構造簡單、居住舒適度較差、環境效應差等缺點，這類建筑已不能滿足人們日益增長的物質文化和節能理念的要求。并且此類建筑能耗過大，與周圍城市環境不協調，更與當前所倡導的建筑綠色化的理念相違背。

1．2新建建筑節能設計現狀

中原地區氣候特殊，夏季濕熱、冬季陰冷，所以該地區建筑節能設計既要滿足冬季保暖又要滿足夏季隔熱的要求。做好新建建筑的節能設計工作，不僅需要建筑師從實踐中總結經驗，開拓創新，更需要政府的政策支持和監管保障。河南省人口總量大，人均占有資源少，經濟發展與能源資源供應的矛盾日益加劇。“十二五”期間，河南省省政府重點抓好新建建筑節能，深化供熱體制改革，推進墻體材料革新，加強公共建筑用電管理，指導開展農村住房節能，抓好低能耗、綠色建筑示范帶動等工作，并強化新建建筑執行建筑節能標準，都取得了顯著成效。(1)制定了建筑節能設計標準。按照《河南省人民政府辦公廳關于進一步推進墻體材料革新和推廣節能建筑的通知》(豫政辦〔2005〕86號)要求，全省縣級以上城市全面執行居住建筑65%、公共建筑50%的節能設計標準。凡屬財政補貼或撥款建筑，在嚴格執行節能設計標準基礎上，鼓勵執行低能耗和綠色建筑標準。并在2012年編制了《河南省居住建筑節能設計標準(夏熱冬冷地區)》、《河南省居住建筑節能設計標準(寒冷地區)》，這兩部地方標準吸收了外省居住建筑節能設計標準的先進經驗，為該省新建住宅建筑節能設計提供了新的標準依據。(2)加強了建筑節能監督管理。河南省各級工程質量監督機構要按照《建筑節能工程施工質量驗收規范》(GB50411－2007)要求，嚴格進行建筑節能分部工程或專項驗收，對驗收不合格的項目不得進行竣工驗收備案。達不到節能標準的建筑不準銷售使用。房地產開發企業在銷售房屋時，應當向購買人明示所售房屋的節能措施、保溫工程保修期等信息，在房屋買賣合同、質量保證書和使用說明書中予以載明，并對其真實性、準確性負責。(3)加大了建筑節能執法監督力度。河南省各級政府及住房城鄉建設部門著力加強對建筑節能工作的監督檢查，依據《中華人民共和國節約能源法》和《民用建筑節能條例》(國務院令第530號)等法律、法規監督不執行或擅自降低建筑節能設計標準的現象。進一步加大建筑節能執法監督力度，保證綠色建筑的順利建成和節能減排工作的順利開展。盡管政府在建筑節能方面做了很多努力，但在建筑節能起步發展時期仍然存在一些不足:建設各參與方的建筑節能意識及法制意識較為薄弱、區縣單位的建筑節能設計和施工等能力不足、建筑節能產業支撐體系不夠完善、建筑節能經濟激勵機制尚未建立等，種種弊端都會阻礙新建建筑節能的發展。

2高層建筑節能設計的必要性

2．1既有建筑能耗高，改造價值總量大

新建建筑大多都是高層和超高層，此類建筑的建筑節能設計在政策的嚴格要求下，建筑能耗嚴格按照低碳建筑進行設計，能耗不高。既有建筑多層和小高層居多，而且大多既有建筑的布局不合理，外墻材料保溫隔熱效果差，門窗未考慮保溫隔熱。此類建筑存量多，改造價值總量大，如果加以改造，對建筑能耗的降低貢獻巨大。

2．2既有建筑不能滿足當前居民的生活舒適性

傳統小高層建筑建造時由于條件限制，房屋夏季沒有制冷設施，冬季沒有取暖設施，室內環境極為不適。現在由于人們生活條件提高，大多居民會自行選擇采取措施降溫或取暖。在夏季，空調通過將室內熱空氣排出室外的方式給室內降溫，然后再將空調冷凝水排到室外，但這都是以犧牲室外環境為代價。而且，空調調溫時間過長，室內舒適性也會降低。與人們生活水平提高相適應的環境改善較為迫切，包含室內環境和室外環境，所以既有建筑節能改造和新建建筑節能設計尤為關鍵。

2．3新建建筑應與國家倡導的綠色建筑發展相適應

國務院印發的《“十三五”節能減排綜合工作方案》明確了“十三五”節能減排工作的主要目標和重點任務即強化建筑節能。編制綠色建筑建設標準，開展綠色生態城區建設示范，到2020年，城鎮綠色建筑面積占新建建筑面積比重提高到50%。實施綠色建筑全產業鏈發展計劃，推行綠色施工方式，推廣節能綠色建材、裝配式和鋼結構建筑。強化既有居住建筑節能改造，實施改造面積5億平方米以上，2020年前基本完成北方采暖地區有改造價值城鎮居住建筑的節能改造。推動建筑節能宜居綜合改造試點城市建設，鼓勵老舊住宅節能改造與抗震加固改造、加裝電梯等適老化改造同步實施，完成公共建筑節能改造面積1億平方米以上。推進利用太陽能、淺層地熱能、空氣熱能、工業余熱等解決建筑用能需求。既有建筑進行節能改造，新建建筑能耗控制，這與我國的環境保護發展戰略相一致，同時也與國家倡導的綠色建筑發展相適應。

3建筑節能設計的重要意義

從我國國情出發，建筑節能設計師建筑師運用科學合理的建筑節能措施完成作品，不僅僅能夠實現對資源的節儉，同時也能保護環境，消耗相同的資源完成更多的建筑，節約我國有限的能源資源，降低建筑能耗在總能耗中的比重，提高利用率。從居民的生活質量上來講，隨著居民生活物質水平和精神水平的提高，人民更希望生活在自然、干凈、衛生的環境中，建筑節能設計能夠有效減少建筑垃圾、減少建筑污染，保護環境衛生，從而實現自然環境和能源資源的可持續發展。

4建筑節能設計的主要方法

4．1整體設計方案

當前對于環境保護的呼聲越來越高，許多專家學者對綠色建筑節能設計的研究也越來越深入。天津大學對基于大數據的節能設計進行研究分析，準確瞬時確定建筑物內部若干設備的運行狀態和故障原因，并能夠依據業主的個人喜好做出改變，再計算運行，并能夠動態自我修復，形成內部系統之間相互配合的智能建筑。此外，在全面提倡環境保護的大背景下，廣州某設計公司提出基于低碳節能理念的建筑節能設計方法，選取低碳建筑材料并增加其使用率，設計出低碳建筑節能系統，并且在建筑設計過程中要堅持綠色意識、樹立綠色觀念，節約資源，實現建筑美學、環境保護和低碳節能理念的統一。清華大學開展了基于整體能量需求的方案階段建筑節能設計方法，建立了一套建筑方案階段節能設計方法體系和方案階段節能設計導則的形式，力求為建筑設計者指明方向。天津大學綜合考慮城市和建筑多層面設計因子的系統化整合，進行了基于能耗模擬的建筑節能設計方法研究，轉變原有的設計思維模式，最大限度地提高節能效率。

4．2細化節能設計

建筑設計人員往往從建筑本身進行細化設計，降低建筑能耗。對于建筑規劃與布局，建筑群之間有利于自然通風，平面形狀為長矩形的建筑應該跟主導風向保持在30°～60°之間，并保證一定的間距便于日照和通風;進行小區規劃時，盡量避免周邊式和混合式，要留出通風通道，利于建筑群中的空氣流動。對于建筑圍護結構，最基本的設計方向是在材料和構造上盡量減小熱阻，即主要致力于降低屋頂結構、門窗和墻體結構的傳熱系數，減少熱傳導，進而降低能耗。

5結語

中原地區氣候特殊，設計人員在兼顧冬季保暖和夏季隔熱的同時，又在平衡建筑能耗降低、環境保護、建筑造價等三個方面做出了很多努力，也有許多較為成熟的設計方法。相信在國家大力推行綠色建筑發展的大背景下，我們能夠在節能設計的實踐工作中探索出更高效的方案，為我國的綠色建筑發展做出貢獻。

參考文獻:

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作者:陳瑞芳 陳瑞龍 單位:鄭州城市職業學院 河南綠地廣場置業發展有限公司