摘要：本文首先提出了住宅小區如何規劃，接著主要對居民住宅節能設計進行了詳細分析，分別對居民住宅圍護結構節能（外牆節能、屋面節能、外窗節能）、自然通風設計、綠化設計進行了闡述，最後又對節能住宅的檢測和驗收進行了簡述。
關鍵詞：居民；住宅；節能
一、住宅小區規劃
現代城市中建築節能設計要從建築規劃設計階段開始，此階段的節能作用在建築節能設計中是非常巨大的。住宅小區規劃要實現節能效果，必須根據當地的維度和氣候特點、周圍環境、經濟發展水平以及**要求，並結合生態學、環境學和建築學等多種相關學科，整體進行協調。例如，在規劃階段，如能很好的利用主導風向，組織好建築物室內外春秋季和夏季涼爽時間的自然通風，可使室內熱舒適程度得到改善，開空調時間明顯降低，實際使用能耗明顯節省了不少，太陽輻射的熱對建築能耗的影響較大。
對於小區土地利用率和建築形體組合要進行合理規劃，從而使得住宅的自然通風度和日照間距得以增加，把低熱資源空間和利用方式安排好，把太陽能供能形式和空間位置規劃好，合理搭配綠化品種，營造良好宜居的生態建築微環境。
二、居民住宅節能設計
（一）居民住宅圍護結構節能技術
該技術能夠加強可再生能源在建築上的應用與推廣，研究太陽能、淺層地熱、可再生新能源在建築上的應用技術，提高可再生能源替代率。該項技術指通過改善建築物圍護結構的熱工效能，達到夏季隔絕室外熱量進入室內，冬季防止室內熱量洩出室外，使室內溫度盡可能接近舒適溫度，以減少通過採暖、製冷裝置來達到合理舒適室溫的能源負荷，最終達到節能的目的。
（1）外牆節能
居民住宅的外圍護面積較大，外圍護結構的傳熱能耗一半都由外牆的傳熱能耗消耗掉，外牆節能設計在住宅節能設計中佔重要位置。住宅外圍結構的主體就是外牆，建築的能耗量直接受其所用材料的保溫隔熱性能的影響。我國傳統採用的實心黏土磚等單一材料砌築的外牆的節能主要是通過增加牆體厚度來實現的，這種方法在增加了建築物自重的同時，其保溫效果也不是很好，對於現代建築節能的要求根本無法滿足。
隨著我國建築節能的不斷開展，實心黏土磚已經不再實用的，目前普遍用的土砌塊等復合牆體。外牆保溫技術主要包括兩種：一是外保溫。
這種方式隔熱性能好，在牆體外側設定保溫層，這樣能夠對熱橋進行有效避免，這種方式也不占用室內面積，有效阻擋濕氣滲透，阻止外部環境對牆體的侵蝕，這樣不僅使保溫的整體性得到保證，而且還使結構牆體的壽命明顯延長。二是內保溫。與外保溫相比，內保溫對建築材料的要求較低，造價相對較低，內保溫的設定增加了外牆面的飾面做法自由度，並且也有利於防火。
內保溫牆體蓄熱能力強，室內熱環境的能耗能夠得到有效組織，從而室內冬季供暖，溫度上公升快，但是如果不供暖溫度下降的也快，夏季也是如此。內保溫雖然占有室內面積，但是其施工更加安全可靠。
（2）屋面節能
屋面的保溫隔熱性能的提高也是降低建築能耗的一種方法。屋面的節能措施包括：選用密度小，導熱係數低，吸水率的保溫材料；可採用屋面綠化，從而能夠降低太陽輻射熱，又可以增加城市綠地面積。
研究表明，建築屋頂綠化可明顯降低建築物周圍環境溫度0.5℃～4.0℃，而建築物周圍環境的溫度每降低1℃，建築物內部空調的容量可降低6%，其節能效果顯著。
例如，河北省邯鄲市的某小區在滿足圍護結構外牆外保溫建築節能標準達到65%指標基礎上，還採用了地源熱幫浦**空調系統、太陽能一體化設計、斷橋鋁高階中空玻璃門窗、中水回用系統、樓梯間光電照明系統等節能技術。門窗、牆體及屋頂這三部分圍護結構的節能技術就成為各國建築界關注的重點。其主要發展方向是，開發高效、經濟的保溫、隔熱材料和切實可行的構造技術，以提高圍護結構的保溫、隔熱性能和密閉效能，減少圍護結構的能量損失。
（3）外窗節能
窗戶節能主要受外窗材料的傳熱系數、加強外窗的密閉性、開啟方式、遮陽效果影響。在冬季，住宅通過外窗採光和吸收太陽輻射熱量，夏季再利用窗戶通風的同時要求減少太陽輻射進入室內熱量，造成空調製冷負荷增加，而消耗能源，夏季遮陽和避免冬季遮擋成為外窗設計需處理的乙個矛盾，另外外窗太陽輻射透過率和外窗圍護結構材料的保溫效能也要合理選擇外窗材料。
1）外窗材料
外窗由窗框、其他支撐構件和玻璃等透明材料構成，一般來講窗框和玻璃共同構成外窗的保溫性。窗框不僅要求其保證保溫效能還要有足夠的強度抵抗風荷載等外界壓力，目前窗框型材使用較多的有木窗、鋁合金窗、pvc塑料窗和玻璃鋼窗等。這幾種型材中新型材料玻璃鋼傳熱系數最小的，1.
4-1.8w/m2k，而且是輕質高強材料，防火防侵蝕隔聲等效果良好;鋁合金強度高，但傳熱性最差;木窗強度高傳熱效能好，但是浪費木材，目前我國已經很少使用，高層住宅不適合採用；pvc窗隔熱性能好，能夠和木材一樣傳熱系數降到2.0左右，但強度不及鋁合金的三分之一。
玻璃材料目前經常使用的有中空玻璃，玻璃中間有一層空氣層增加熱阻，提高保溫效能，高層住宅節能設計中已經廣泛推廣；鍍膜玻璃是一種特殊玻璃，在玻璃的表面鍍金屬或金屬氧化物來提高光熱效果，有低輻射和熱反射兩種，其中低輻射鍍膜玻璃透光率高，熱阻效能好，冬季能夠保留室內太陽輻射熱並有保溫效果，國外這種玻璃材料應用比較多，配合夏季的遮陽措施，也適合高層住宅的外窗的推廣使用;熱反射玻璃由於利用鍍膜反射太陽能熱，因此在高層住宅中，適合在東西向的輔助房間利用;彩色玻璃節能效果優於透明玻璃但是沒有熱反射玻璃，吸收太陽能但是容易增加傳導熱，綠色使用較多，節能效果不是很好，但**低廉；鍍膜中空玻璃能夠綜合中空玻璃和鍍膜玻璃的優點，節能效果較好；另外還有正在發展的自反饋控制玻璃，目前高層住宅還沒有應用，但是玻璃材料節能發展的趨勢。
2）外窗氣密性
外窗維護結構中存在很多裝配縫隙，導致外窗氣密性差，比如窗框和牆間、窗框和窗扇，還有窗扇和玻璃之間，通過這些裝配縫隙滲透消耗的室內外空氣導致住宅熱或者冷能耗增加。這就需要減小裝配縫隙來進行外窗節能，可以一方面通過外窗構件的模數化，精確化等方法減少空氣滲透；另外通過密閉材料提高外窗氣密性，密閉材料中聚氯乙烯密封膠條、橡塑共混等不耐老化，三元乙丙橡膠壽命較長，作為密閉材料較好；最後提高密閉方法，目前國外採用較多的是**密閉，國內兩級密閉空氣滲透量遠高於國外，**密閉方法應該在北京地區高層住宅中廣泛推廣，以提高外窗節能性，減少能耗損失。
3）外窗開啟方式
窗的開啟方式有，推拉、平開、平開上懸等。推拉窗是在乙個平面上沿軌道左右或者上下推拉，節省室內面積，但是推拉窗雨天不宜開啟，造成室內通風效果差，另外推拉窗的最大開啟面積只有一半，通風面積變小；而且推拉軌道間容易形成縫隙，造成空氣滲透，而引起熱量損耗。平開窗有內外開這兩種方式，密閉效能均優於推拉窗，內開平開窗雖然利於清潔，但是占用室內面積，且防水效能差，安全性低；外開平開窗防水效能優於內開，不占用室內面積，但外開平開窗容易遮擋與牆面成角度的風，對通風效果造成一定的損失。
平開上懸窗，在平開窗的基礎上發展而來，屬於平開窗的一種，可以向外平開也可以從上部向外推開，密封效能好，利於清潔，還能夠在家中無人的時候開窗，而且雨天也可以進行通風，在德國應用的比較廣泛，**相對其他方式較高。目前高層住宅外窗開啟方式使用最多的是推拉窗，其次才是平開窗。平開窗在抗壓性水密性和氣密性上都優於推拉窗，保溫效能也比推拉窗要好，雖然每平方公尺價位比推拉窗高50元左右，但節能效果遠遠好於推拉窗，而平開上懸窗這種比較理想的開窗方式，夏季遮雨又通風，安全性又高，推薦在高層住宅節能設計中進行廣泛推廣。
4）遮陽設計
高層住宅的遮陽策略有利用玻璃材料進行反射或選擇性吸收進行遮陽，這種方式不利住宅室內冬季太陽輻射熱量的吸收。另外一種方式就是活動式的遮陽，有內建和外設兩種方式。
（二）自然通風設計
自然通風是設計中必須要注意的乙個重要問題，好的設計會使得建築更加節能和舒適，良好的自然通風，不僅會使得室內的熱舒適度得到改善，而且還會使空調執行的時間減少，對於建築物的實際使用能耗很有幫助。在建築設計中平面要充分利用春、嚇、秋時的自然通風，而應該避開冬季主導風向，通過被動方式，利用室外氣流帶走室內產生的餘熱，從而使得室內的熱舒適性得到保證，並且還能夠使得空調開啟時間縮短，最終實現節能的目的。
（三）綠化設計
合理的綠化設計可以有效改善北京地區住宅小區外部風環境、提高住宅通風效果，改善小區空氣溫濕度，並且能夠夏季減少太陽對地面和建築的直接輻射。綠地規劃應因地制宜，充分利用地形特徵，挖土城池，堆土成山，形成平衡，以減少土地資源的浪費，且一般綠地坡度在百分之零點五至百分之五之間，設計可進入式草坪，植物形態和布置結合場地及建築布局。根據植物與氣流的關係見圖1，夏季可以利用植被阻擋氣流，引導氣流流動力方向，提高住宅通風效果；冬季可以利用常綠植物種植在冬季主導上風向位置，來阻擋冬季凜冽的北風。
圖1 植物與氣流
植被的選擇上，通過大量的實地研究，在營造喬木、灌木、草坪結合群落的前提下，初步的建議指標為1:6:20:
29，在29平方公尺的面積上，種1棵樹，6株灌木，20平方公尺的草地或其他地被植物。三種植被生態作用不同，是大自然狀態的完美組合，組合起來的植被結構收益是單一的植被綠化4~5倍。自然狀態生態環境就是很多種植被組合。
只有將環境盡量自然化，趨利避害，使居民融入到自然中的感受，提公升住宅小區的舒適度，這才是最佳節能的綠化設計。如麓島蘭灣在綠化設計時，考慮對現存的海面、海岸、坡地、山林等景觀進行序列化安排，並在其間穿插設計立體綠化和精緻景觀小品，保留視野的通透感，主景觀軸中間是步行通道，通道的兩側是錯落的立體綠化帶，高大的灌木、別緻的亭台水榭和悠然舒緩的理石台階。
牆體綠化可以對建築構築物起遮擋和隔離作用，夏季遮陽，冬季使建築物吸收太陽能輻射能量。在高層住宅設計中，南向房間功能基本為臥室和客廳，開窗形式一般設計落地陽台或大開窗，北向開窗也較多，大片牆體基本不存在，但西向和東向牆面，一般開窗較少，牆體面積較大，可以通過攀爬支架、植物模組或者通過綠化結合牆體外圍護結構來利用植物遮擋西曬和減少牆體能量損耗，並且可以利用綠化的設計美化牆體。
三、節能住宅的檢測和驗收
檢測和驗收是每個建築工程必不可少的重要環節，節能住宅的檢測和驗收主要就是檢測節能效果以及驗收施工質量。首先要認真檢測住宅節能體系，對其可靠的保證率的確定根據其離散程度來進行。同時要對各施工工序的專項檢查和監理工作進行加強，對節能效果和施工質量的驗收方法要進行規範和完善。
住宅節能效果的檢測要通過檢測建築物外圍結構的熱工效能和房間氣密性檢測來進行；對施工質量的檢測要通過檢測住宅的耐久性、抗滲透性、抗風性和抗凍融等來進行。從而使得一系列完善、科學的檢測和驗收方法形成，並且為住宅節能效果和推動節能技術以及節能住宅的發展提供了良好的保證。
四、結語
居民住宅節能設計是乙個複雜的系統工程，它與經濟發展有著直接聯絡。居民住宅節能設計主要從居民住宅圍護結構節能（外牆節能、屋面節能、外窗節能）、自然通風設計、綠化設計這幾個方面進行，有效克服能源危機，實現資源和經濟社會的可持續發展。
[1] 杜玉明,趙丹民. **節能住宅存在的問題與思考[j].商場現代化, 2010,(07) .
[2] 李陌. 高層住宅內部公共空間設計研究[d].西安建築科技大學, 2007 .
注：文章內所有公式及圖表請以pdf形式檢視。
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