住宅建筑節(jié)能與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

史明輝

【摘 要】 人類社會的不斷發(fā)展和由此所帶來的一系列的能源消耗的問題就會使得綠色設(shè)計需求不斷增加，節(jié)約能源的問題已受到我國和全世界許多國家的普遍關(guān)注，因此，在建筑設(shè)計中進(jìn)行節(jié)能是勢在必行之舉。節(jié)能設(shè)計已經(jīng)成為我國住宅設(shè)計和建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。本文對住宅建筑節(jié)能設(shè)計的各個方面來進(jìn)行闡述和探討，希望能夠與同行進(jìn)行積極的交流和討論，尋求更好、更高效的住宅建筑設(shè)計節(jié)能的措施和思路。

【關(guān)鍵詞】 住宅建筑；建筑設(shè)計；節(jié)能設(shè)計

1 建筑節(jié)能設(shè)計的意義和節(jié)能原則

所謂建筑節(jié)能設(shè)計，其實(shí)質(zhì)就是通過某些手段和措施使得建筑物在使用過程中可以減少對于傳統(tǒng)資源或是不可持續(xù)性資源的使用或是浪費(fèi)，例如以注入保溫、隔熱、密封等措施來達(dá)到此目的，并以適應(yīng)性強(qiáng)的節(jié)能技術(shù)等綠色環(huán)保措施來最大限度減少建筑物所產(chǎn)生的能耗量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其獲得理想建筑節(jié)能效果的目標(biāo)。這是與當(dāng)今人類社會與世界發(fā)展是相統(tǒng)一的，也是符合節(jié)能化發(fā)展和綠色化發(fā)展相一致的。具體來說就是通過對建筑規(guī)劃分區(qū)、群體和單體，并根據(jù)建筑的朝向、間距以及建筑物所處地區(qū)的太陽輻射、風(fēng)向以及外部空間環(huán)境進(jìn)行綜合性研究后，設(shè)計出的低能耗的建筑物，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。根據(jù)調(diào)查顯示，建筑能耗占社會能耗的比重很大，然而，現(xiàn)有建筑中達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)幾乎可以達(dá)到90%以上，即使是最好的也是不足20%的節(jié)能率。例如，給建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)提高保溫隔熱性能，就可以使得流出或流入室內(nèi)的熱量減少。

在節(jié)能原則中，首先在整體的規(guī)劃與單項設(shè)計上，對建筑的平面設(shè)計要合理的規(guī)劃，這樣才能夠充分的形成在夏季的穿堂風(fēng)，也使每個房間都可以有良好的采光條件。比如在設(shè)計建筑平面時，板式設(shè)計比塔式設(shè)計具有更好的采光與通風(fēng)條件。其次是選擇有力與節(jié)能建設(shè)的建筑地址與朝向，這樣就可以充分的利用太陽能進(jìn)行節(jié)能了。一般在我國，南北朝向的建筑比東西朝向的建筑更加節(jié)能，如果建筑的面積相同，主朝向的面積越大，這種節(jié)能效果差異越明顯。另外，在建筑之間還要保持一定的距離，以便于充分利用太陽能資源。第三是對窗戶與墻的面積比例進(jìn)行合理的設(shè)計，在建筑中最薄弱的保溫部位就是窗戶，所以，在設(shè)計時把窗戶的面積合理的控制一定范圍內(nèi)，有效的防止門窗縫隙之間的能量損耗，可以達(dá)到很好的節(jié)能效果。最后在建筑設(shè)計時改善維護(hù)結(jié)構(gòu)具有的保溫性能，也可以達(dá)到理想的節(jié)能效果。

2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計

2.1建筑物朝向

建筑物南北朝向比東西朝向節(jié)能，在多層住宅中東西向比南北向的耗熱量指標(biāo)約增加5%左右。

2.2體形系數(shù)

在其他條件相同情況下，建筑物的耗熱量指標(biāo)隨體形系數(shù)增大而增大。

從節(jié)能考慮，體形系數(shù)應(yīng)盡可能小。體形系數(shù)越小，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失也越小，這是建筑節(jié)能設(shè)計的普遍常識，但它還與建筑造型、平面布局、采光通風(fēng)等因素密切相關(guān)，體形系數(shù)過小將造成建筑造型呆板、平面布局困難甚至影響采光通風(fēng)等建筑功能。

2.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)

它是建筑節(jié)能中重要的指標(biāo)之一，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)越小表示其保溫性能越好。在其它條件相同情況下，建筑物的耗熱量指標(biāo)，隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)降低而降低。

2.4窗墻面積比

加大窗墻面積比，對節(jié)能不利。故外窗（包括臺門的透明部分）面積不應(yīng)過大。在不同地區(qū)，不同朝向的窗面積比應(yīng)控在一定范圍。

2.5外門窗的氣密性

提高門窗的氣密性對節(jié)能有利。在建筑中，外門窗是能耗散失率很高的地方，在使建筑有較好的采光、觀景和通風(fēng)條件下，盡量提高門窗密閉性采用合適的窗墻比例，采取有效措施提高門窗保溫性能。要實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能目的，就要盡可能減少冷空氣滲入和有效提高外門窗密閉性，這時要多多考慮那些新型和密封性較好的建筑材料。對于墻體與門窗框的縫隙要不斷增強(qiáng)密封效果，還應(yīng)該考慮到在墻體和門窗框放入彈性較好的保溫材料，例如密封膠或者毛氈等。有些材料具有較好的密封特性例如橡膠，把它們用在門扇與門窗框中能達(dá)到較好的密封效果，該方法能提高建筑物的節(jié)能環(huán)保效果，同時對外部門窗保溫效果也要進(jìn)行相應(yīng)的改善。也就是說在降低傳熱散耗量的同時還要求有較好的空氣滲透性，要達(dá)到這個目的窗戶面積就要減小很多，這對建筑物節(jié)能是很有幫助的。在設(shè)計實(shí)例中所設(shè)計的如藍(lán)灣華府工程，其外墻開窗面積較大，設(shè)計過程中在窗戶的選材及密閉性各方面嚴(yán)格把關(guān)，會使外門窗的能耗散失率降到最低的效果。

2.6樓梯間開敞與否

多層住宅采用開敞式樓梯間比有門窗的樓梯間，在冬季其耗熱量指標(biāo)上升10%。綜上所述，在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)先從總平面設(shè)計著手，在滿足規(guī)劃設(shè)計的前提下，宜少建低層、多層少單元及多層點(diǎn)式居住建筑；朝向宜采用南向和接近南向，盡量避免東西向；單體平面外形要減少過多凹凸變化和不必要的建筑連接體，使體形系數(shù)控制在一定范圍；立面開窗形式，一般情況下以點(diǎn)窗為主并根據(jù)不同朝向合理控制窗墻面積比，不要過多采用飄窗；門窗應(yīng)有較好的氣密性；少采用開敞式樓梯間，不采暖樓梯間與住戶間要注意保溫；要選擇合適的節(jié)能門窗；對屋頂及外墻要選擇合適的保溫材料與合理的建筑構(gòu)造。最終使建筑物采暖耗熱量指標(biāo)不超過規(guī)定。

3 墻體方面的節(jié)能措施

對于墻體使用新型節(jié)能材料。墻體在建筑的外圍結(jié)構(gòu)中占主體地位，墻體材料保溫特性對建筑物耗熱量有很大影響。我國很多的住宅建筑都是用多孔磚來建造墻體的，保溫特性還達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。就拿外墻來說根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)建筑物的體形系數(shù)低于0.3時，其所在地區(qū)的傳熱系數(shù)都低于1.16瓦每平方米，現(xiàn)在建筑中采用的最多的是內(nèi)抹灰砌塊墻，傳熱系數(shù)要比上面的節(jié)能規(guī)范數(shù)值都大。所以要達(dá)到最佳節(jié)能目的，就要大力應(yīng)用加氣磚墻體和復(fù)合墻體等技術(shù)。盡可能減少外結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，尤其是外墻要采取措施增加它的保溫隔熱特性?，F(xiàn)在有不少建筑物的保溫系統(tǒng)用的節(jié)能材料大多是一定厚度的無機(jī)保溫板、多功能保溫涂料等節(jié)能型材料，以使規(guī)定性指標(biāo)中的外墻滿足規(guī)范要求。

在現(xiàn)在住宅建筑中用的比較多的外墻保溫方法包括內(nèi)保溫、外保溫和混合保溫等其它方法。外墻內(nèi)保溫技術(shù)是指外墻內(nèi)側(cè)采用保溫砂漿等其它材料，使建筑實(shí)現(xiàn)保溫和節(jié)能的目的。這種節(jié)能保溫方法有一個缺陷是：結(jié)構(gòu)冷熱橋使局部溫差不斷增大，超過一定程度就會使外墻發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。因?yàn)閮?nèi)保溫技術(shù)保護(hù)的地方只是建筑物的內(nèi)墻和梁內(nèi)側(cè)，外墻部分沒有得到保溫材料有效的保護(hù)，所以在這個部位形成冷橋；在冬天的室內(nèi)墻體溫度和墻角溫度之間約有10度的溫差，和室內(nèi)溫度差要超過巧度，室內(nèi)濕度條件達(dá)到時在這個部位就會發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。結(jié)露水造成的浸漬或者凍融很容易使保溫墻面產(chǎn)生霉裂和開裂。

混合保溫指的是設(shè)計和施工過程中，外保溫施工方便的地方就用外保溫方法，外保溫施工不方便的地方就采用內(nèi)保溫方法，從而達(dá)到對住宅建筑進(jìn)行保溫施工方法和設(shè)計的結(jié)合。混合保溫方法能提升施工速度，那些外墻內(nèi)保溫保護(hù)不到的內(nèi)墻、地板和外墻交接部位等進(jìn)行保護(hù)，使建筑物能夠獲得較好的保溫。

但是混合保溫方法會對建筑結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p害。外保溫方法作用地方使結(jié)構(gòu)墻體受到室內(nèi)溫度影響較嚴(yán)重。溫度變化比較小，所以墻體處于穩(wěn)定的溫度環(huán)境中，由溫差引起的變形應(yīng)力是比較小的；內(nèi)保溫方法作用地方使結(jié)構(gòu)墻體受到室內(nèi)溫度影響很大，當(dāng)室外溫度變化很大時，墻體處于不穩(wěn)定溫度環(huán)境中，溫差引起的變形應(yīng)力比較大。局部的內(nèi)、外保溫結(jié)合在一起使用的方法，使整個外墻主體產(chǎn)生不同形變的速度與尺寸，建筑結(jié)構(gòu)所處環(huán)境更加不穩(wěn)定，在長年溫差作用下墻體結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫，降低住宅建筑的使用壽命。在保溫節(jié)能方法中使用混合保溫方發(fā)是很不合理的，比應(yīng)用內(nèi)保溫方法時對墻體和建筑有更大的危害。外墻外保溫方法指的是把保溫隔熱系統(tǒng)建造在外墻外側(cè)，以此來實(shí)現(xiàn)保溫節(jié)能目的。因?yàn)楸馗魺嵯到y(tǒng)在外墻外側(cè)，主體結(jié)構(gòu)受溫差影響有很大的下降，溫差形變大大減小，對結(jié)構(gòu)墻體有較好的保護(hù)還能阻斷冷橋，有助于延長墻體結(jié)構(gòu)的使用壽命。

4 屋面方面的節(jié)能措施

居住建筑屋面，必須設(shè)置保溫層才能達(dá)到節(jié)能要求。其保溫形式一般都是外保溫。但按屋面防水層與保溫層二者間位置關(guān)系則又有正置式屋面與倒置式屋面之分。

4.1正置式屋面

是傳統(tǒng)的屋面構(gòu)造形式，屋面防水層置于屋面保溫層之上。由于保溫層有防水層的保護(hù)，故對保溫材料的吸水率限制不是很嚴(yán)，可選用的保溫材料品種較多如蒸壓粉煤灰加氣混凝土塊、瀝青膨脹珍珠巖板、憎水膨脹珍珠巖板、水泥聚苯板、發(fā)泡聚苯板等都可以用作正置式屋面的保溫層材料

4.2倒置式屋面

倒置式屋面是將保溫層設(shè)置在防水層上面的一種構(gòu)造形式。由于保溫層對防水層的保護(hù)，使防水層免受溫差氣候變化的影響，延緩了防水層的熱老化速度，從而延長了防水層的使用壽命；倒置式屋面能適用于高濕度房間的保溫屋面防水；由于防水上沒有保溫層及埋壓層，對卷材防水層有條件采用空鋪、點(diǎn)粘或條粘等松鋪施工工藝，可減少屋面基層變形對防水層的影響。

5 加強(qiáng)建筑的室外綠化配置，高校利用能源

在設(shè)計住宅建筑時還需要對建筑的室外綠化配置進(jìn)行考慮，這樣就可以為住宅建筑創(chuàng)造良好的環(huán)境，還可以有效的減輕噪聲污染、降低空氣中的粉塵以及改善空氣的質(zhì)量。在實(shí)際住宅建筑中，就需要根據(jù)地區(qū)地形特點(diǎn)以及制良清況以便在建筑中可以合理布置綠化植被的高度與種類，從而可以達(dá)到在夏季可以遮陽通風(fēng)、在冬季可以減輕遮陽和最大限度的預(yù)防寒風(fēng)。這樣，通過綠化配置也可以達(dá)到住宅建筑的節(jié)能。

6 結(jié)束語

建筑對于能源來說是一個很大的損耗方面，現(xiàn)在一直提倡綠色建筑，因此節(jié)約能源已經(jīng)成為人們的共識，對住宅降低能耗有個條件是不能違反居住舒適度要求，從建筑設(shè)計角度上說盡可能減少能量無端消耗，最大限度節(jié)約能源。對建筑物進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，要從平面布置、體形系數(shù)、墻體和外門窗墻體、太陽能等其它方面采用合理措施，使建筑物能夠達(dá)到在整體上的節(jié)能目的。

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