住宅建筑節(jié)能設計幾個關鍵點探析

陳僑

摘要：伴隨著我國房地產建筑行業(yè)的爆發(fā)式發(fā)展，城市建筑與生態(tài)危機的矛盾越來越突出，住宅建筑節(jié)能設計對于減少能耗、降低碳排放的目標至關重要。本文在此從幾個不同的角度對住宅節(jié)能設計做了詳細的研究。

關鍵詞：節(jié)能；設計；墻體；門窗

前言：在我國，建筑能耗占總能耗的27%以上，每年還在以1個百分點的速度增加，而現(xiàn)代住宅建筑數(shù)量非常龐大，從節(jié)能設計的角度有效控制其能量的消耗，節(jié)約使用能源，成為設計工作的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代住宅建筑的節(jié)能設計應從建筑平面布置及體型系數(shù)、墻體等外圍護結構、外門窗構造、太陽能利用等方面采取合適、合理的設計構造措施，做到既保證室內環(huán)境舒適，又最大限度控制能量流失，從而確保實現(xiàn)建筑物的使用要求和節(jié)能效果。

一、科學的規(guī)劃布局與合理的建筑設計

1、基地選址與節(jié)能

建設的基地應選擇在向陽、避風的平地和山坡上，這是建筑節(jié)能、提高采暖效率的先決條件。同時建筑選址應盡量遠離交通主干道，避免噪聲污染。如果建在噪聲聲源處，應有綠化隔聲帶等保護措施。

坡地對建筑節(jié)能的影響，主要是日照得熱和通風兩個方面，效果因坡向和坡度大小而不同。若坡向為南向或接近南向，則利于冬季太陽得熱，提高容積率。若坡向與夏季主導風向一致（60°范圍內），則利于夏季的自然通風。若坡向為北向或接近北向，為減少建筑物之間對日照的遮擋，建筑宜以點式為主。

2、建筑朝向

建筑應在最佳建筑朝向范圍內選擇。由于不同朝向上太陽輻射強度變化比較大，因此建筑規(guī)劃時要考慮合理的朝向，盡可能增加太陽輻射量，建立自然采光系統(tǒng)。

3、日照間距和建筑密度

一定的日照間距是建筑充分得熱的前提。日照間距是指一年中冬至日，滿足北向底層房間獲得日照時南北房之間的外墻間距。在實際設計中不宜只為滿足日照間距而選擇不利朝向，犧牲日照質量，必須研究在保證節(jié)能效益的前提下提高建筑密度。在規(guī)劃布局中適當調整建筑朝向，調節(jié)建筑布局和外形均可達到在滿足日照要求的基礎上增加建筑密度，如利用斜向日照將北側錯臺式、正南向行列式布置改為交叉錯排行列式布置。

二、建筑圍護結構墻體設計

墻體傳熱在建筑物總體傳熱中所占的比例最大。高層建筑實現(xiàn)節(jié)能，還必須研制新型墻體材料，提高外墻的保溫節(jié)能性能。適用于高層建筑的新型墻體材料主要有蒸壓加氣混凝土砌塊、輕集料混凝土小型空心砌塊和復合墻體等。以復合墻體為例，復合墻體往往采用承重材料與高效保溫材料（如巖棉板或聚苯板等）組成。復合墻體較好地發(fā)揮了兩種材料的特點，既不會因組成墻體材料的強度過低導致墻體所需尺寸過厚，又具有良好的保溫隔熱效果。因此，我國新建高層建筑目前已基本上采用了復合墻體的方式。

1、膨脹聚苯板薄抹灰外墻保溫系統(tǒng)

膨脹聚苯板薄抹灰外墻保溫系統(tǒng)是由自熄型模塑聚苯板、錨栓（必要時使用）、粘結膠漿、抹面膠漿和耐堿網布及涂料等材料復合而成，置于建筑物外墻外側的保溫及飾面系該系統(tǒng)冬季能避免產生熱橋，大大減少室內熱能通過外墻損失；夏季能大大減少由陽光輻射外墻而傳導至室內的熱能，進而使暖氣、空調的能耗下降。該墻體重量輕、節(jié)能效果明顯。

2、擠塑聚苯保溫體系

擠塑聚苯保溫體系的結構與膨脹聚苯薄抹灰保溫體系相同，只是將自熄型模塑聚苯板換成了自熄型擠塑聚苯板.它適用于各種形式主體結構的外墻外保溫，特別適宜于在嚴寒地區(qū)/寒冷地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)使用。

3、現(xiàn)澆混凝土模板 內置外墻外保溫系統(tǒng)

現(xiàn)澆混凝土模板內置（聚苯板）外墻外保溫系統(tǒng)簡稱c L結構體系，該體系適用于現(xiàn)澆混凝土剪力墻結構的高層建筑，CL建筑結構體系可使建筑物全生命周期內不需要對保溫層進行維修，解決了外墻粘貼、外掛保溫層而產生的裂縫隱患及壽命短等問題。

三、門窗節(jié)能

外門窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，通過提高門窗的氣密性，采用適當?shù)拇皦γ娣e比，增加窗玻璃層數(shù)，采用百葉窗簾、窗板等措施來提高門窗的保溫隔熱性能。其節(jié)能措施有：

1、控制住宅窗墻比

住宅窗墻比是指住宅窗戶洞口面積與住宅立面單元面積的比值，《民用建筑節(jié)能設計標準》對不同地區(qū)、不同朝向的住宅窗墻比做了嚴格的規(guī)定。

2、提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透

如設置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料。而門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料（如毛氈）、彈性密閉型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及邊框設灰口等密封；框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等；扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。

3、改善住宅門窗的保溫隔熱性能

戶門與陽臺門應結合防火、防盜要求，在門的空腹內填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能；窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產生的冷、熱橋，可設置雙玻璃或三玻璃，并積極采用中空玻璃、鍍膜玻璃，低輻射玻璃；合理地設計可開啟的窗扇面積，保證南方地區(qū)室內自然通風和降低北方地區(qū)室外冷風的直接滲透。

4、設置“溫度阻尼區(qū)”

所謂溫度阻尼區(qū)就是在室內與室外之間設有一中間層次，這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透，減少外墻、外窗的熱耗損。在北方地區(qū)住宅中，將北陽臺的外門、窗全部用密封陽臺封閉起來，外門設防風門斗，防止冷風倒灌，樓梯間設計成封閉式的，對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節(jié)能效果。

四、屋頂節(jié)能設計

新疆地區(qū)冬季寒冷，夏季干旱雨少，日照時間長，春季風沙又大，不宜采用架空通風隔熱層或通風坡屋頂?shù)臉嬙煨问?，由于屋頂圍護結構外表面受到的太陽輻射強度和日照時數(shù)以水平面為最大，所以屋頂隔熱保溫尤為突出和要重。經過設計計算選用120mm厚阻燃型膨脹聚苯板（EPS）則K≈0.274W/（m2·K）是合理的經濟厚度。冬季可以避免室內的熱量散發(fā)，夏季又避免了太陽輻射熱直接照射屋面?zhèn)鲗У绞覂?，同時具有隔熱保溫效果明顯、構造簡單、施工方便、造價較低等優(yōu)點。

五、其它節(jié)能降耗措施

1、降低夏季空調能耗

夏季室內外溫差較小，根據(jù)人們在非寒冷季節(jié)通風換氣的生活習慣，窗的開啟面積要適當，保證衛(wèi)生需求，應不低于1.0次/h。當室外溫度低于室內溫度時，應該主要依靠通風換氣排除室內產熱能和進人的太陽輻射熱。試驗表明，增大通風換氣次數(shù)對降低夏季空調能耗效果明顯，而且達到1.0次/h通風換氣并不困難，只要建筑平面布局合理，窗的開啟面積適當，是完全可以滿足的。

2、充分利用太陽能資源

太陽能作為一種天然的潔凈能源，也是住宅建筑設計上廣泛推廣的節(jié)能設計之一。從近年來的能源使用和發(fā)展情況來看，煤、電、油的供應緊張已經不容忽視，太陽能應該由補充能源向“代替能源” 發(fā)展。特別是太陽能熱水器經過20年的發(fā)展，產品的生產研發(fā)技術日趨成熟，越來越受到消費者的青睞。另外，從使用效果和居衛(wèi)的淋浴費用和投資回收周期來看，太陽能熱水器也具有較大的成本優(yōu)勢。然而由于各方面原因，目前太陽能熱水器仍以一家一戶的零散安裝使用方法為主，存在破壞建筑結構、熱水溫度不穩(wěn)定等因素。要解決這些問題就必須將太陽能利用裝置納人到建筑設計規(guī)范當中，在設計時將太陽能熱水器設備納入到建筑設計之中，預留太陽能設置位置，特別是在廚房、衛(wèi)生間內要綜合太陽能熱水器管道系統(tǒng)。如果太陽能熱水器能夠充分加以推廣應用，就可以大大節(jié)省常規(guī)能源，這是建筑節(jié)能的一個重要發(fā)展方向。

六、總結

總之，在具體的設計過程中，我們應全方位考慮建筑節(jié)能設計，提高建筑節(jié)能的設計水平，根據(jù)實際情況制定節(jié)能方案，深入實施節(jié)能措施，才能真正做到實現(xiàn)建筑設計的高效節(jié)能。