住宅建筑節(jié)能設(shè)計初探

海碧帆

摘要：本文作者結(jié)合實際工作經(jīng)驗，就住宅建筑節(jié)能設(shè)計提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；節(jié)能設(shè)計；初探

建筑節(jié)能是關(guān)系國計民生的大事，也是功在當前，造福后人的千秋大業(yè)。作為建筑設(shè)計師，在設(shè)計時不但要增加建筑的現(xiàn)代感及藝術(shù)感，還要保證減少能耗，符合建筑節(jié)能的標準，這樣才能符合社會經(jīng)濟發(fā)展和優(yōu)化自然環(huán)境的需要，實現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。

1 建筑節(jié)能設(shè)計整體環(huán)境設(shè)計

當前，環(huán)境設(shè)計已成為居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計中的重要的一環(huán)。創(chuàng)造對節(jié)能有利的微氣候條件對建筑節(jié)能也非常重要，建筑的總體布局決定了建筑的朝向，并與基地的通風(fēng)和熱環(huán)境狀況密切相關(guān)，因此，適應(yīng)氣候的總體布局是建筑節(jié)能的起點。具體措施有：（1）在規(guī)劃設(shè)計中，合理、高效地利用自然通風(fēng)是節(jié)能設(shè)計的一個重要手段，為減少夏季空調(diào)運行時間和保證不使用空調(diào)季節(jié)室內(nèi)的熱舒適性，通過疏導(dǎo)基地和建筑群體通風(fēng)，在群體空間布局上采用前后錯列、斜列、前疏后密等方式以疏導(dǎo)氣流，并使建筑物處于周圍建筑物的氣流漩渦區(qū)以外。（2）太陽輻射熱對建筑能耗影響最大，根據(jù)太陽高度角方位角的變化規(guī)律，建筑南向夏季可減少輻射得熱，冬季可增加太陽輻射得熱，是最有利的建筑朝向。（3）在建筑設(shè)計中建筑體形盡量簡潔，減少體形系數(shù)，使體形系數(shù)控制在0.3以下。利用建筑體形和建筑能耗之間的關(guān)系，設(shè)計出合適美觀的創(chuàng)新形體來降低建筑能耗水平。（4）綠化對居住區(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。

總之，建筑工程設(shè)計要按功能要求合理組合空間造型，充分考慮建筑體形、圍護結(jié)構(gòu)對建筑節(jié)能的影響，合理確定冷源、熱源的形式和設(shè)備性能，選用成熟、可靠、先進、適用的節(jié)能技術(shù)、材料和產(chǎn)品。

2 建筑墻體節(jié)能設(shè)計

在建筑外圍護結(jié)構(gòu)中，墻體所占比重最大，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量約占75～80%。因而外墻體的保溫設(shè)計相當重要，必須改變以往老的外圍護設(shè)計，改為采用新的節(jié)能墻體材料。實施《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準新標準》，外墻材料有了很大的變化。增加保溫效果。將承重粘土磚改為承重空心磚，增加了磚的孔空隙率，對保溫起到了一定的作用，但由于施工磚墻體時，空隙易被砂漿堵住，難以保證保溫效果。墻體改革，推動了新型墻體材料的發(fā)展，多種節(jié)能型墻體應(yīng)運而生，主要有：（1）承重空心砌塊。它是由混凝土和多孔材料組成，具有高強、承重、保溫、節(jié)能、導(dǎo)熱系數(shù)低等特點。（2）加氣混凝土外墻。加氣混凝土產(chǎn)品有粉煤灰加氣和砂加氣2種，有砌塊、條板狀，該類產(chǎn)品本身導(dǎo)熱系數(shù)小，是建筑熱工性能較好的一種新型墻體材料。（3）內(nèi)保溫復(fù)合外墻。構(gòu)造特點與單一材料墻相比，構(gòu)造組合合理，有較高的熱絕緣系數(shù)，能較好地發(fā)揮保溫材料的作用，在滿足承重要求的前提下，磚墻可適當減薄。（4）夾心復(fù)合外墻。將墻體分為承重和保護部分，中間留有20-50mm空隙，內(nèi)填無機松散或塊狀保溫材料如爐渣、膨脹珍珠巖等，也可以不填材料做空氣層。

3 建筑門窗節(jié)能設(shè)計

在建筑外圍護結(jié)構(gòu)中，窗戶是薄壁的輕質(zhì)構(gòu)體，也是耗熱的薄弱環(huán)節(jié)，通過門窗縫隙空氣滲透耗熱量占20-25%，普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物冬季保溫或夏季降溫能耗的50%以上，所以改善門窗的絕熱性能是節(jié)能工作的重點。

窗戶的節(jié)能應(yīng)區(qū)別不同朝向控制窗墻比，盡量避免東西向開大窗，以提高窗戶的遮陽性能；另一方面，應(yīng)根據(jù)空調(diào)設(shè)備的價格和制冷、采暖費用的比較去確定合適的玻璃品種，從各種玻璃的太陽能阻隔特性和導(dǎo)熱性兩個方面去比較其節(jié)能效果，選擇吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃和中空玻璃等，以提高玻璃的氣密水平。此外，窗上加貼透明聚酷膜，也是窗戶節(jié)能的措施之一。近年來，聚氯乙烯塑料門窗、單框雙玻彩板鋼窗和鋁合金窗，以其良好的保溫性和氣密性，在民用建筑中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

另外窗戶是引起輻射熱的有利方面，但又是傳熱損失冷風(fēng)滲透損失都比較大的不利方面，即窗縫透氣，玻璃和窗框的熱阻太小，在符合窗墻面積比條件下其節(jié)能設(shè)計的主要措施有：（1）采用傳熱系數(shù)小的窗體材料，就目前來講，采用塑剛門窗，盡量減小開窗面積，以及夜間用保溫窗簾、窗板等節(jié)能措施。（2）減少冷風(fēng)滲透，加設(shè)密封條，提高氣密性，如泡沫聚氨脂，泡沫聚乙烯等。（3）加強戶門保溫，戶門采用填有聚苯板或巖棉板的保溫防盜門。

門窗的保溫隔熱性能：在建筑圍護結(jié)構(gòu)中，與墻體、屋面相比，門窗（包括玻璃幕墻）的熱工性能最差，是影響室內(nèi)熱環(huán)境與建筑能耗最主要的因素之一。為改善門窗的保溫隔熱性能，可以采用提高門窗的氣密性，控制窗墻面積比，窗框采用斷熱金屬型材，增加玻璃層數(shù)等措施來提高門窗的保溫隔熱性能，另外有效的遮陽設(shè)施對降低太陽輻射對建筑能耗的影響非常有益。

4 建筑屋面節(jié)能設(shè)計

屋面的節(jié)能措施主要有兩點，一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料，以避免屋面的重量、厚度過大；二是屋面保溫層不宜選用吸水率較高的保溫材料，以防屋面濕作業(yè)時因保溫層吸水量大而降低保溫效果。若選用吸水率較高的保溫材料，屋面上應(yīng)設(shè)置排氣孔，以排除保溫層內(nèi)不易排出的水分。在南方住宅中，用架空板隔熱也十分普遍，近年來，坡頂屋面發(fā)展較快，這種屋面便于設(shè)置保溫層。設(shè)置保溫層時，即可以順坡頂內(nèi)鋪釘玻璃棉氈或巖棉花氈，也可在天棚上鋪設(shè)絕熱材料，還可噴、吹或直接鋪設(shè)玻璃棉、巖棉、膨脹珍珠巖等松散材料作為屋面保溫層。

為了滿足節(jié)能要求，高效保溫材料已廣泛應(yīng)用于屋面，如水泥聚苯板等，采用該材料保溫性能大大提高一般采用內(nèi)保溫。目前正在研究外保溫，即倒置式屋面，它是將防水層設(shè)在保溫層之下，防止防水層直接暴露在大氣中受日曬交替凍融等作用老化，使防水層得到保護，從而大大提高其耐久性。目前所有保溫材料為擠塑聚苯乙烯保溫隔熱板，它具有閉孔型結(jié)構(gòu)，使得材料吸水率和透濕率均很小，壓縮強度大，具有出色的保溫隔熱性能，優(yōu)越的抗?jié)裥院秃芨叩目箟簭姸?。這些都符合建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向。

屋面的保溫隔熱性能：屋頂在整個建筑圍護結(jié)構(gòu)件所占的比例雖然遠低于外墻，但對頂層房間而言，卻是比例最大的圍護結(jié)構(gòu)，其保溫隔熱性能的好壞，直接影響頂層房間的室內(nèi)熱環(huán)境與建筑能耗，與外墻一樣，也應(yīng)控制傳熱系數(shù)，采用高效保溫材料作為屋面的保溫層，根據(jù)保溫層的位置分內(nèi)外保溫，一般屋面大多采用外保溫，傳統(tǒng)的作法是保溫層設(shè)在防水層內(nèi)，現(xiàn)在是作法是保溫層設(shè)在防水層外的倒置式保溫屋面，即提高防水層的耐久性，又達到保溫隔熱的效果。

5 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)備的運轉(zhuǎn)，同時也意味著有大量的能源消費。采暖系統(tǒng)控制技術(shù)針對。垂直串聯(lián)式單管采暖系統(tǒng)”無法控制及無法計算采暖能耗問題，采用“按典型房間溫度對整幢建筑的采暖系統(tǒng)進行控制” 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。

6 結(jié)束語

住宅建筑節(jié)能設(shè)計屬于一項系統(tǒng)工程，它在策劃、實施和獲得實效的長時間過程中涉及設(shè)計、規(guī)劃、施工、調(diào)試、運行、維修等很多環(huán)節(jié)。作一名設(shè)計人員，在對建筑進行節(jié)能設(shè)計的同時我們應(yīng)根據(jù)當?shù)刭Y源條件，因地制宜，重視綜合設(shè)計過程這個新觀念，在方案之初即組織相關(guān)專業(yè)工種介入，統(tǒng)籌考慮相互影響，尋求合理的解決方案。因此現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計中節(jié)能設(shè)計必須從建筑設(shè)計的整個過程出發(fā)，是對由多個子系統(tǒng)所組成的復(fù)雜大系統(tǒng)的全局優(yōu)化設(shè)計。

參考文獻：

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