住宅節(jié)能設(shè)計(jì)

底冬蕾

摘要:近年來(lái)隨著人們生活水平的提高,住宅產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,人們對(duì)居住條件和質(zhì)量需求逐漸增大,住宅對(duì)能源的占有逐漸增大,隨著世界能源資源不斷緊張,要求合理利用能源,減少能源消耗的呼聲日益強(qiáng)大,節(jié)約能源迫在眉睫,本文通過對(duì)住宅的規(guī)劃設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取的技術(shù)措施的論述,實(shí)現(xiàn)住宅在設(shè)計(jì)方面的能源節(jié)約。

關(guān)鍵詞:住宅;設(shè)計(jì);節(jié)能

1 概況

建筑節(jié)能技術(shù)是一項(xiàng)綜合的技術(shù),正日益受到世界各國(guó)的重視。建筑節(jié)能能耗是能耗的主要方面(通常占國(guó)家總能耗的30%~40%)。建筑能耗占社會(huì)總能耗的30%～45%。我國(guó)建筑能耗已占社會(huì)總能耗的20%～25%,正逐步上升到30%。因此建筑節(jié)能是目前節(jié)能領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。

建筑節(jié)能分為二部分:一是建筑物自身的節(jié)能;二是空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。建筑物自身的節(jié)能主要是從建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃、維護(hù)結(jié)構(gòu)、遮陽(yáng)設(shè)施等方面考慮?？照{(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是從減少冷熱源能耗、輸送系統(tǒng)的能耗及系統(tǒng)的運(yùn)行管理等方面進(jìn)行考慮的。據(jù)有關(guān)資料介紹,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)每增大1W/M2·K,在其他工況不變條件下,空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷增加近30%。所以改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負(fù)荷,是建筑設(shè)計(jì)上的首要節(jié)能措施。

理想的節(jié)能建筑應(yīng)在最少的能量消耗下滿足以下三點(diǎn):一是能夠在不同季節(jié)、不同區(qū)域控制接收或阻止太陽(yáng)輻射;二是能夠在不同季節(jié)保持室內(nèi)的舒適性;三是能夠使室內(nèi)實(shí)現(xiàn)必要的通風(fēng)換氣。目前,建筑節(jié)能的途徑主要包括:盡量減少不可再生能源的消耗,提高能源的使用效率;減少建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損失;降低建筑設(shè)施運(yùn)行的能耗;在這三個(gè)方面,高新技術(shù)起著決定性的作用。

2 住宅節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 節(jié)能建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑功能要求和當(dāng)?shù)氐臍夂騾?shù),在總體規(guī)劃和單體設(shè)計(jì)中,科學(xué)合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體型、間距、層高、選用節(jié)能型建筑材料、保證建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱等熱工特性及對(duì)建筑周圍環(huán)境進(jìn)行綠化設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)要有利于施工和維護(hù),全面應(yīng)用節(jié)能技術(shù)措施,最大限度減少建筑物能耗量,獲得理想的節(jié)能效果。

2.1.1 建筑朝向和平面形狀

同樣形狀的建筑物,南北朝向比東西朝向的冷負(fù)荷小,因此建筑物應(yīng)盡量采用南北向。選擇合理的建筑物朝向是一項(xiàng)重要的節(jié)能措施?？照{(diào)建筑的平面形狀,應(yīng)在體積一定的情況下,采用外維護(hù)結(jié)構(gòu)表面積小的建筑。

2.1.2 合理規(guī)劃空間布局及控制體型系數(shù)

如果是依靠自然通風(fēng)降溫的建筑,空間布局應(yīng)比較開敞,開較大的窗口以利用自然通風(fēng)。而設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)的建筑,其空間布局應(yīng)十分緊湊,盡量減少建筑物外表面積和窗洞面積,這樣可以減少空調(diào)負(fù)荷。

2.1.3 綠化對(duì)節(jié)能建筑的影響

綠化對(duì)居住區(qū)氣候條件起著十分重要的作用,它能調(diào)節(jié)改善氣溫,調(diào)節(jié)碳氧平衡,減弱溫室效應(yīng),減輕城市的大氣污染,減低噪聲,遮陽(yáng)隔熱,是改善居住區(qū)微小氣候,改善建筑室內(nèi)環(huán)境,節(jié)約建筑能耗的有效措施。

2.2 節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 墻體節(jié)能技術(shù)

2.2.1.1 使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料

保溫墻體是建筑物本體節(jié)能的重要技術(shù)手段,實(shí)踐證明復(fù)合墻體比單一材料的墻體能取得較高熱阻,節(jié)約采暖能耗。使用環(huán)保、節(jié)能型建筑材料,可有效減少通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱,從而減少各主要設(shè)備的容量,達(dá)到顯著的節(jié)能效果。

主要技術(shù)方法有:①建筑外墻內(nèi)保溫技術(shù):在建筑外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層、取消傳統(tǒng)的實(shí)心磚,應(yīng)用新型的混泥土空心砌塊磚、粉煤灰砌塊磚等;②外掛技術(shù):采用粘接砂漿或者是專用的固定件,將保溫材料貼、掛在建筑外墻上,然后抹抗裂砂漿,壓入玻璃纖維網(wǎng)格布,使其形成保護(hù)層,最后加做裝飾面;③絕熱材料與墻體一次性澆灌成型技術(shù):在混凝土框-剪體系中,把絕熱板材內(nèi)放于建筑模板里,在即將澆灌的墻體外側(cè)隨后澆灌混凝土,一次性澆灌成型為復(fù)合墻體。

2.2.1.2 隔離太陽(yáng)輻射熱

對(duì)垂直墻面可采用外廓、陽(yáng)臺(tái)、挑檐陽(yáng)等遮陽(yáng)設(shè)施和淺色墻面、反射幕墻、植物覆蓋綠化等。

2.2.2 門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

門窗的朝向、構(gòu)造、尺寸和形狀以及密封程度是影響門窗能耗的主要因素,綜合考慮以上因素,在門窗節(jié)能上的的主要技術(shù)設(shè)計(jì):采用加層窗技術(shù)提高窗戶的保溫隔熱性能,對(duì)戶門及陽(yáng)臺(tái)門進(jìn)行保溫處理,提高氣密、水密、隔聲、保溫、隔熱等主要物理性能。

2.2.2.1 盡量減少門窗的面積

門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位,面積約占建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)面積的30%,其能耗約占建筑總能耗的2/3,其中傳熱損失為1/3。所以門窗是外維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的重點(diǎn)。所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景條件下,盡量減少外門窗洞口的面積。

2.2.2.2 設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施

設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施,考慮空調(diào)設(shè)備的位置。減少陽(yáng)光直接輻射屋頂、墻、窗及透過窗戶進(jìn)入室內(nèi),可采用外廊、陽(yáng)臺(tái)、挑檐、遮陽(yáng)板、熱反射窗簾等遮陽(yáng)措施。門窗的遮陽(yáng)設(shè)施可選用特種玻璃、雙層玻璃、窗簾或遮陽(yáng)板等。

2.2.2.3 提高門窗的氣密性

有資料表明,房間換氣次數(shù)由0.8h-1降到0.5h-1。建筑物的耗冷可降低8%左右,因此設(shè)計(jì)中應(yīng)采用密閉性良好的門窗。加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重要手段之一。

2.2.2.4 合理控制窗墻比

窗墻比是窗洞口與墻的面積比值,增大這兩個(gè)比值不利于空調(diào)建筑節(jié)能,應(yīng)盡量減少空調(diào)房間兩側(cè)溫差大的外墻面積及窗的面積。

2.3 屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

2.3.1 隔離太陽(yáng)輻射熱

隔離太陽(yáng)輻射熱,減少陽(yáng)光直射,一對(duì)屋頂可采用架空屋面,淺色屋面,種植屋面等。對(duì)屋面進(jìn)行綠色覆蓋,既可遮陽(yáng),又能隔熱,而且通過光合作用,可消耗或轉(zhuǎn)化部分能量,也起到美化環(huán)境作用。因此植物覆蓋法是空調(diào)節(jié)能的較好的方法。二設(shè)計(jì)通風(fēng)屋面、蓄水屋面等節(jié)能措施。三是采用減少熱量傳遞,一般的技術(shù)方法:①既有建筑的屋頂:鋪設(shè)高效保溫隔熱材料,并加設(shè)一掛瓦坡屋頂保護(hù),使傳熱系數(shù)大幅度下降;②在新建房屋平屋頂上鋪設(shè)高效保溫隔熱材料,并用加氣混凝土塊支撐的薄鋼筋混凝土板覆蓋,中間設(shè)有5厘米厚空氣間層,使傳熱系數(shù)值下降。

2.3.2 “冷屋頂”節(jié)能

國(guó)外很多專家對(duì)“冷屋頂”(cool roofs)進(jìn)行了大量的研究,發(fā)現(xiàn)其節(jié)能效果很顯著。所謂“冷屋頂”(cool roofs)是指日射反射率高的屋頂,它通過對(duì)普通屋頂涂上高反射率的涂料,提高屋頂?shù)娜丈浞瓷渎?減少太陽(yáng)熱量的吸收,從而達(dá)到減少空調(diào)冷負(fù)荷和空調(diào)節(jié)能的目的。研究表明:采用“冷屋頂”節(jié)能可使空調(diào)負(fù)荷減少約 10%～50%。

2.4 節(jié)能設(shè)施技術(shù)

隨著季節(jié)的更替,冬季要采暖,夏季要有空調(diào),這些已經(jīng)成為現(xiàn)代住宅的追求,這種舒適完全依賴設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)也意味著有大量的能源消費(fèi)。采暖系統(tǒng)控制技術(shù)針對(duì)“垂直串聯(lián)式單管采暖系統(tǒng)”無(wú)法控制及無(wú)法計(jì)算采暖能耗問題,采用“按典型房間溫度對(duì)整幢建筑的采暖系統(tǒng)進(jìn)行控制”和“改造供暖管道系統(tǒng),單管加跨越管和雙管系統(tǒng)”措施,提高供熱系統(tǒng)的熱效率;應(yīng)用戶用熱表和溫度調(diào)節(jié)閥;應(yīng)用熱管網(wǎng)水力平衡技術(shù)和調(diào)控設(shè)備。

3 結(jié)論

建筑節(jié)能技術(shù)函蓋了建筑施工、采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、建材、熱工、環(huán)境、監(jiān)測(cè)和計(jì)算機(jī)等不同專業(yè)的知識(shí)內(nèi)容,是一個(gè)學(xué)科交叉并充分結(jié)合的綜合技術(shù),只有通過各個(gè)方面的努力,才能實(shí)現(xiàn)國(guó)家住宅節(jié)能60%的目標(biāo),減少能源消耗,合理利用資源。