基于低碳理念的某地区住宅建筑方案设计研究

基于低碳理念的某地区住宅建筑方案设计研究

摘要：基于低碳理念对夏热冬冷地区住宅建筑进行研究，结合地区太阳辐射、

气温等因素，对建筑的空间、形体等方面进行节能设计，探索夏热冬冷地区住宅

建筑低碳设计方法。

关键词：低碳理念；住宅建筑；设计方案

随着节能建筑的发展，在建筑设计中越来越重视低碳理念。尤其是在住宅建

筑中，低碳理念成为设计的重点。建筑低碳设计涉及内容较多，从建筑材料、施工、规划等各个方面逐渐发展到运营管理方面。本文从建筑设计角度，基于低碳

理念，对冬冷夏热地区住宅建筑设计进行研究。

炎热地区建筑设计重点考虑的是防热问题，如自然通风、防止太阳辐射等；

寒冷地区建筑设计重点考虑保温问题，如缩小开窗面积、提高材料热工性能等。

而在夏热冬冷地区住宅建设设计中，既要考虑保温，还要考虑防热，不能简单利

用炎热地区或寒冷地区的设计经验。本文主要针对建筑单体形体、窗墙比控制、

紧凑型户型设计、屋顶绿化等措施，并应用蒸发冷却技术、设置日光间等，实现

住宅建设夏季降温、冬季保暖的低碳化需求。本文主要从以下几方面入手进行研究。

1、住宅体形控制

1.1控制体形系数

在降低住宅能耗方面，体形系数发挥着重要作用，主要是缩小建筑外表面积，实现减少散热，达到节能的目的。因为建筑体形不同，室内、外进行热交换中的

面积也不同，给热传导存在差异。我国建设部对建筑体形控制进行了相关规定，

层数在三层以内体形系数为0.55，层数在4-11层，体形系数为0.40，层数大于

12层体形系数为0.35。本文设计中，在建筑外观美观满足下，使墙面凹凸程度尽

量减少，并降低阳台与卧室凹凸在外的面积。本设计中，包含三种户型，各建筑

体形系数均满足国家要求，详见表1。

2、附加阳光间

对于夏热冬冷地区来说，由于室内外的温差比较大，因此能耗相对较大，在住宅建筑设

计中，需要考虑缓冲间，对室内外环境温度进行过渡，保证室内温度稳定。本设计中，在起

居室南侧均设置附加阳光间。首先，对于起居室来说，是供家庭接待访客及家庭成员交流的

区域，使用率非常高，所以对起居室的舒适度要求也比较高；其次，起居室进深、面积都较大，连接室内其它空间，有利于增大阳光间及通风空间的容积。此外，对遮阳方式合理制定，采用蒸发降温技术，可有效实现节能降耗目标。

2.1 Low-E玻璃

冬季由于温度比较低，所以，外表皮玻璃选择Low-E中空玻璃，保温性能较好。常用玻

璃分为高头型和遮阳型，高头型Low-E玻璃的阳光透射性能好，可避免室内热量外溢，能够

对太阳能充分利用；遮阳型玻璃，可阻止太阳进入室内，夏季降温效果好，但冬季降低了对

太阳能的利用，且采光不好。综合分析，本设计中选择高头型Low-E中空玻璃。

2.2遮阳方式选择

遮阳是夏季降温的主要手段，遮阳板的效果明显不足，由于夏季太阳辐射较强，而冬季

较小，如果要挡住夏季的阳光，也势必就会挡住冬季阳光，不利于太阳能的利用。此外，传

统遮阳只是挡住了太阳辐射的直射部分，而对大大气的反射及散射热量无法阻挡。对于夏热

冬冷地区来说，因夏季太阳高度角较大，即便是外墙与窗户齐平，不设遮阳板的情况下，进

入室内的阳光也比较少，所以应该以反射与散射热量的控制作为遮阳的重点。所以，可采用

遮阳百叶卷帘等装置，其可分为外遮阳与内遮阳两种。内遮阳卷帘散热与防热效果不好，只

能挡住一部分太阳辐射；外遮阳可将紫外线等强烈光线第一时间阻挡，且空间负荷降低。因此，在本设计中应用外遮阳百叶卷帘，同时也起到美化建筑外立面的作用。

2.3蒸发冷却技术

蒸发冷却技术作为一种新型空调技术，在阳光间应用，水作为冷却剂使用可降低能耗及

设备成本，也可降低氯氟烃、温室气体的排放，间接蒸发冷却技术由于在对空气冷却的时候

不会加湿空气，因此适合夏热冬冷地区使用。该技术分直接与间接两种。直接蒸发冷却利用

循环水直接对未饱和空气喷淋，实现增湿、降温的目的；间接蒸发冷却利用直接蒸发冷却后

的空气通过热交换器冷却另一股空气，两次空气不直接接触，所以在降温的过程中，湿度不变。而换热器属于节能装置，其能耗非常低。对于夏热冬冷地区来说，夏季雷雨天气多，雨

量充沛，空气湿度大多数时间也比较大，如果采用直接蒸发冷却，湿度过大人体舒适度会下降，因此本设计中采用间接蒸发冷却技术。

3、运行方式

3.1冬季保温

冬冷夏热地区，冬季气温较低，因此保温问题是冬季考虑的首要问题。主要对太阳辐射

最大限度进行利用，高头型Low-E中空玻璃与外遮阳卷帘卷起同时应用，可增加太阳辐射进

入室内，同时也防止室内热量过多外溢，太阳辐射对阳光间加热后，室内温度也会得到保持，通过热传导及空气循环，使整个室内温度升高。

3.2夏季降温

夏季该地区的温度通常在35℃左右，甚至出现极端高温天气，所以夏季主要考虑降温问题，要尽可能的防止太阳辐射进入室内，利用间接蒸发对新风冷却降温，组织室外温度传递

到室内。将外遮阳卷帘拉下，可反射太阳辐射，而间接蒸发冷却器将冷却后的新风不断送入

阳光间，使阳光间的温度降低。中空玻璃可阻断内外温度交换，保证室内温度舒适。

4、结语

基于低碳理念在住宅建筑设计中的应用，要求最大限度降低碳排放，尽可能的对自然资

源进行利用。本文针对夏热冬冷地区住宅建筑设计方案进行分析，从建筑形体控制、增加日

光间等设计方法的可行性进行研究，结果显示，该设计方案的可有效降低温室气体的排放，

最大限度的利用了太阳能，建筑节能效果较好，所以，低碳住宅建筑的发展潜力较大。

参考文献

[1]潘洁贤.低碳设计理念在高层住宅建筑设计中的应用[J].建材与装饰,2015,46(24):56-57.

[2]陈强,王崇杰,李洁,刘兴民.寒冷地区被动式超低能耗建筑关键技术研究[J].山东建筑大学

学报,2016,01(03):19-26.

[3]王欣.浅谈低碳环保概念下住宅建筑的设计理念[J].黑龙江科技信息,2010,27(11):317.

[4]李琮.高层住宅建筑设计中如何融入低碳设计理念[J].江西建材,2017,02(08):24.

[5]王浩,朱冬冬.基于低碳预制策略的住区规划设计——以徐宿地区为例[J].科技创新导

报,2015,19(14):28-29.