綠色小住宅設計策略研究

摘 要：以夏熱冬冷地區典型代表——南京市為例，從場地與氣候、建筑與環境、建筑單體設計等方面探究綠色住宅設計策略，主要采取夏季通風、遮陽、隔熱致涼和冬季防寒采暖策略，以此創造健康、舒適和高效的室內環境。

關鍵詞：夏熱冬冷；綠色住宅；設計策略；建筑節能

在建筑的建造及使用過程中，不僅需要消耗大量的自然資源，而且增加了環境負荷[1]?！睹裼媒ㄖ峁ぴO計規范》中把我國熱工設計分區為：嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區和溫暖地區[2]。本文選取夏熱冬冷地區典型代表——南京市為例，探究綠色小住宅設計策略。

1 基地氣候分析

該住宅基地位于江蘇省南京市的一塊濱河的山坡上，基地內有三棵古樹，設計中均保留下來。所在地南京——屬亞熱帶季風氣候區，為典型的夏熱冬冷地區。四季分明，冬冷夏熱，雨水充沛，光能資源充足。年平均溫度為15.7℃，最高氣溫43℃，最低氣溫-16.9℃。夏天高溫炎熱、冬季干旱寒冷，導致南京的建筑室內熱環境狀況普遍不佳。因此，該地區住宅改善室內熱環境、降低建筑能耗，首先必須考慮夏季防熱、遮陽、通風降溫，并兼顧冬季防寒[3]。

2 設計策略分析

2.1 建筑節地與室外環境

2.1.1 場地規劃與氣候結合

基地夏季主導風為東南風、東風，冬季主導風向為東北風、東風。為了順應夏季主導風向、避開冬季主導風，且順應坡地地形，該住宅朝向選為南偏西10°（南京地區建筑適宜朝向為南偏東25°、南偏西10°）。為防止冬季冷風對建筑的影響，在建筑北面設置防風墻和種植常綠防風林。在冬天，植物可以阻擋冷風滲透，從而減少建筑熱損失，同時在建筑與植被之間形成一個靜風區，起到了夏季隔熱的作用。建筑南側種植落葉喬木，能達到良好的遮陽目的，并能降低環境溫度。

2.1.2 建筑與環境結合

該住宅分兩層，順應高差，入口層在上層。建筑北側用土方堆成擋風墻，防止冬季冷風侵襲，同時實現土方平衡，節約資源?；貎热霉艠渚Ａ粝聛?，南面的古樹作為庭院景觀的視覺中心，同時暗示主入口的方向；西面的古樹可作為綠化遮陽；北面古樹作為景觀滲透的一部分，同時具備防止冷風滲透的作用。

住宅南向、東向開敞，遵循向陽原則，可爭取更多的冬季日照及夏季通風。同時南向設置游泳池，在夏季利用“自然空調”，依賴水體蒸發改善住宅微氣候；在建筑西向種植落葉喬木，可達到有效遮陽、防止西曬的目的。

2.2 建筑節能與能源利用

2.2.1 夏季致涼

該住宅設計主要采取被動式致涼方式。通過加強建筑通風、遮陽、構造隔熱的方式實現夏季致涼，改善住宅室內熱環境。

（1）自然通風

加強自然通風是被動式致涼的有效途徑。設計通過控制窗洞口朝向和比例、順應夏季主導風向形成穿堂風等方式來加強建筑內部自然通風。住宅窗洞口朝向夏季主導風向，并采用外長偏軸式立式轉窗，將風引入室內。南向窗洞口尺寸為（1200mm×1800mm），開口寬度是開間寬度的2/3，經研究，此種窗洞口開窗比例室內通風效果良好[4]。住宅開窗順應夏季主導風向，室內形成穿堂風，風流通過整個室內空間，引導室外涼爽氣流覆蓋室內平面。

（2）可控天窗+煙囪效應

在住宅客廳上空屋頂設置“可控天窗”和在客廳和餐廳中間加設煙囪，都能夠有效調節室內的通風，改善室內熱環境，實現建筑節能。

通過調節“可控天窗”開啟窗戶的大小、方向，以調節室內通風和采光。在客廳中設計的煙囪，將其內表面涂黑，利用熱壓拔風原理，在建筑上部設排風口將熱空氣從室內排出，而室外新鮮的冷空氣從建筑底部被吸入。不僅實現了室內自然通風，還有效阻擋了熱量的傳遞，降低了建筑墻體的傳熱系數，達到了節約建筑能耗的目的。

（3）可控遮陽+固定遮陽系統

在夏熱冬冷地區，遮陽是達到白天少得熱的有效措施。根據建筑遮陽需求程度，住宅設計主要采取的是屋頂遮陽和西向遮陽，并采用可控遮陽和固定遮陽相結合的系統，同時采用冷巷和雙層屋面構造設計，有效遮陽隔熱。

住宅南立面采用的“可控遮陽+雙層外壁”系統是將可調節遮陽百葉與陽光房的雙層外壁相結合，可隨太陽高度角調節百葉的開啟角度，以此實現夏季的通風及冬季對太陽能的貯存；由于夏季高溫，住宅采用雙層坡屋頂的構造形式，能夠在屋頂上形成空氣間層，從而減少太陽輻射熱對建筑的影響；建筑西向遮陽一方面設計雙層墻面形成冷巷，并采用淺色表墻面，加強通風，起到遮陽隔熱降溫的作用。另一方面采用固定遮陽格柵構架，并在構架上種植爬藤類植物，能夠有效防止西曬。

2.2.2 冬季防寒

該住宅設計為了加強冬季采暖防寒，主要設計采用被動式和主動式太陽能相結合的集熱方式采暖。并通過改善建筑圍護結構的熱工性來實現冬季的保溫、節能的作用。（圖2）

（1）被動式和主動式太陽能結合設計

建筑外墻在建筑圍護結構中所占比例最大，而墻體傳熱導致的熱損失占整個建筑熱損失的比例也最大，因此墻體的節能十分重要。本住宅設計采用了Trombe墻、附加日光間等被動式太陽能設計。

為了使墻體起到隔熱保溫的作用，根據“熱慣性”原理，被動式利用太陽能設計了Trombe墻。利用南向垂直集熱墻吸收穿過玻璃采光面的陽光，通過傳導、輻射和對流，將熱量送到室內。其特點是在白天充分吸收熱量，并將熱傳導到墻體內。因墻體熱慣性好，延續時間長，熱量到晚上才能傳導到室內。對于朝南的臥室和客廳設置集熱墻，能夠起到很好的保溫作用。

在住宅南側附設生態陽光間，并設計落地雙層中空玻璃窗。在冬季，陽光透過雙層中空玻璃窗戶照射到陽光間內，使室內氣溫升高，并將熱量通過對流傳入相鄰的房間，起到冬季取暖的作用，又可以作為一個溫度阻尼區，減少房間的熱損失。在夏天，調節遮陽百葉和遮陽板，就可阻擋太陽的照射了。

在住宅屋頂設置太陽能采集器即是主動式太陽能的利用。這是現在住宅中很常見的方式，也是節能的有效途徑。

（2）建筑圍護結構的改善

窗戶作為建筑圍護結構熱工性能較差的部分，建筑保暖時，應該著重設計。該住宅窗戶采用中空雙層低輻射Low-E玻璃實木窗（陽光屋、吸熱墻玻璃除外）。Low-E玻璃是在普通玻璃表面鍍上一層或幾層金屬膜或金屬氧化物，從而降低玻璃的熱反射率，提高玻璃的熱反射性能，和普通玻璃相比，能大量減少對長波光的吸收和輻射，反射率也低，從而減少熱量傳遞和損失[5]。

3 結 語

在人居環境和可持續城市發展的理念下，綠色生態住宅將成為未來城市住宅發展的必然趨勢。在綠色住宅設計策略中，從建筑與氣候、建筑與場地環境、建筑單體設計等方面探究綠色小住宅設計的節能設計策略，以此為人們創造健康、舒適的室內熱環境。

參考文獻

[1]《綠色建筑評價標準》（GB50378-2006）[S].北京：中國建筑工業出版社，2001：6

[2]《民用建筑熱工設計規范》（GB50176-93）[S].北京中國計劃出版社，1993：5

[3]《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（JGJ134-2001）[S].北京：中國建筑工業出版社，2001：6

[4]江億，林波榮，曾建龍，朱穎心.住宅節能[M].北京：中國建筑工業出版社，2006：186

[5]李江南.夏熱冬冷地區低能耗生態小住宅探索與實踐[J].建筑學報，2007（11）：18.

作者簡介：潘柳（1990-），女，漢族，湖南岳陽人，大四本科在讀。