基于現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能處理分析與探討

付超

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，環(huán)境的變化，節(jié)能環(huán)保的理念也開始滲入到住宅建筑設(shè)計(jì)中。由于住宅建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)問世的時(shí)間不是很長，因此，如何完美的處理住宅建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能設(shè)計(jì)問題成為了研究的重點(diǎn)課題。本文將從以下幾個(gè)方面來具體的闡述如何做好現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)工作。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；設(shè)計(jì)；節(jié)能

一、前言

隨著我國住宅建筑設(shè)計(jì)理論的不斷更新，節(jié)能環(huán)保也開始成為了設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)理論。住宅建筑設(shè)計(jì)中的要素比較多，如何將節(jié)能理念更好的應(yīng)用于設(shè)計(jì)中成為了住宅建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。

二、我國住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

從實(shí)際中看，我國的住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)起步落后于西方國家，且能源浪費(fèi)情況嚴(yán)重。如：我國的建筑采暖、外墻的耗熱量為同氣候條件的發(fā)達(dá)國家的4～5倍，外窗能耗為1.5～2.5倍，門窗透氣能耗為3～6倍，屋頂能耗為2.5～5.5倍，綜合能耗為3～4倍。形成這種現(xiàn)狀的原因?yàn)椋?/p>

1、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的過程中沒有節(jié)能的意識(shí)，導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)的不合理，提高了能耗；

2、投資過程中過于注重利潤，而忽視了后期使用的能源消耗和費(fèi)用支出；

3、某些設(shè)備在運(yùn)行中效率偏低，運(yùn)行管理不到位；

4、外圍結(jié)構(gòu)保溫的技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛，傳統(tǒng)的保溫材料導(dǎo)致了建筑設(shè)計(jì)的保溫標(biāo)準(zhǔn)很難實(shí)現(xiàn)。所以，在我國的住宅建筑的能耗一直居高不下，嚴(yán)重阻礙了節(jié)能減排的進(jìn)程，而高能耗的住宅也越來越不適應(yīng)城市的發(fā)展和居民生活水平的提升。

三、被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響

1.節(jié)能規(guī)劃

對(duì)于住宅設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮多個(gè)方面，比如建筑的方位、間距、朝向等等。其中，節(jié)能規(guī)劃是住宅設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，在設(shè)計(jì)的過程中，需要分析本地區(qū)的環(huán)境、大氣流向以及陽光輻射等氣候條件，只有樓房以上幾個(gè)要素的設(shè)計(jì)比較合理，才能為用戶提供較好的氣候環(huán)境，才能適合人們居住，具體而言，包括以下幾個(gè)方面：合理的設(shè)計(jì)應(yīng)使樓房之間保持恰當(dāng)?shù)木嚯x，從而使各個(gè)樓層獲得足夠的日照，在夏天，充分利用主導(dǎo)風(fēng)向以及通風(fēng)條件，促進(jìn)整個(gè)建筑的熱量散失，在冬天，避免主要房間對(duì)著主導(dǎo)風(fēng)向，降低能量的損耗。

2.減少樓房的凸凹設(shè)計(jì)

為了節(jié)約能源，在設(shè)計(jì)建筑平面的過程中，應(yīng)盡量追求簡單與平整，減少樓房的凸凹設(shè)計(jì)，保證建筑體型系數(shù)的合理性。建筑體型系數(shù)是指：建筑的外表面積與建筑體積的比值。建筑體型系數(shù)在很大程度上影響著樓房的能耗情況。一般而言，如果建筑設(shè)計(jì)的體型系數(shù)較大，凸凹變化比較明顯，這樣的設(shè)計(jì)符合人們的審美要求，但是美觀程度并不是與建筑體型系數(shù)成正比的，當(dāng)建筑體型系數(shù)過大時(shí)，房子并不美觀。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)，不能只是單純的追求表面美，更重要的是考慮建筑的能耗節(jié)約功能。

3.節(jié)能新技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)相結(jié)合

新的節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，改變了傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)。比如，在科技水平較高的美國，太陽能已經(jīng)于建筑結(jié)構(gòu)融為一體，使太陽能成為整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的一部分。比如，很多建筑物在設(shè)計(jì)過程中，將太陽能作為建筑的構(gòu)成元素之一，使太陽能與整個(gè)建筑的墻體、陽臺(tái)甚至是窗戶巧妙地結(jié)合起來，這樣也有效地實(shí)現(xiàn)了能耗的節(jié)約。太陽能與整個(gè)建筑的有效合一將是以后太陽能行業(yè)的主要奮斗方向。

四、住宅建筑節(jié)能處理對(duì)策

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括屋頂、外墻和外窗三個(gè)部分，根據(jù)研究表明，建筑節(jié)能大致有以下幾個(gè)途徑：屋面節(jié)能、墻體節(jié)能、門窗節(jié)能。

1、屋面節(jié)能

屋頂作為一種建筑物外圍層室內(nèi)溫度圍護(hù)結(jié)構(gòu)所造成的室內(nèi)外溫差傳熱耗熱量，大于任何一面外墻或地面的耗熱量。因此，提高屋面的保溫隔熱性能，對(duì)提高抵抗夏季室外熱作用的能力尤其重要，這也是減少空調(diào)能耗，改善室內(nèi)熱環(huán)境的一個(gè)重要措施。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，屋頂所占面積較小，能耗約占總能耗的8%～10%。因此，加強(qiáng)屋頂保溫節(jié)能對(duì)建筑造價(jià)影響不大，節(jié)能效益卻很明顯。主要有下面三種方法：

（一）倒置式屋面

倒置式屋面是與傳統(tǒng)屋面相對(duì)而言的。所謂倒置式屋面，就是將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層與防水層顛倒，把保溫層放在防水層的上面。倒置式屋面的定義中特別強(qiáng)調(diào)了“憎水性保溫材料。工程中常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛙石、礦棉巖棉等都是非憎水性的，這類保溫材料如果吸濕后，其導(dǎo)熱系數(shù)將陡增。因此普通保溫屋面中需在保溫層上做防水層，在保溫層下做隔氣層，從而增加造價(jià)，使構(gòu)造復(fù)雜化。其次，防水材料暴露于最上層，加速其老化，縮短了防水層的使用壽命，故應(yīng)在防水層上加做保護(hù)層，這又將增加額外的投資。再次，對(duì)于封閉式保溫層而言，施工中因受天氣、工期等影響，很難做到其含水率相當(dāng)于自然風(fēng)干狀態(tài)下的含水率，如因保溫層和找平層干燥困難而采用排氣屋面的話，則由于屋面上伸出大量排氣孔，不僅影響屋面使用和觀瞻，而且人為地破壞了防水層的整體性，排氣孔上防雨蓋又常常容易碰踢脫落，反而使雨水灌入孔內(nèi)。

（二）屋面綠化

屋面綠化對(duì)周圍環(huán)境的影響。建筑屋頂綠化可明顯降低建筑物周圍環(huán)境溫度0.5～4℃，而建筑物周圍環(huán)境的溫度每降低1℃，建筑物內(nèi)部空調(diào)的容量可降低6%。對(duì)低層大面積的建筑物，由于屋面面積比墻面面積大，夏季從屋面進(jìn)入室內(nèi)的熱量占總圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱量的70%以上；綠化的屋面外表面最高溫度比不綠化的屋面外表面最高溫度（6O℃以上）可低20℃以上。

綠化屋面的荷重及植被。屋頂綠化與地面綠化的一個(gè)重要區(qū)別就是種植層荷重。應(yīng)根據(jù)屋頂?shù)牟煌芍匾约爸参锱渲靡螅贫ǔ龇N植層高度。種植土宜采用輕質(zhì)材料（如珍珠巖、妊石、草炭腐殖土等）。種植層容器材料也可采用竹、木、工程塑料、PVC等以減輕荷重.若屋頂覆土厚度超過允許值時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致屋頂鋼筋砼板產(chǎn)生塑性變形裂縫，從而造成滲漏。所以必須嚴(yán)格按照規(guī)范確定覆土層厚度。

2、墻體節(jié)能

墻體是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體.所以墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)直接影響到建筑的耗能。根據(jù)保溫隔熱材料在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用部位不同，分為內(nèi)墻保溫隔熱材料和外墻保溫隔熱材料；根據(jù)節(jié)能保溫材料的狀態(tài)不同分為板材（固體）保溫隔熱材料和漿體保溫隔熱材料。

廣義上講，板材保溫隔熱材料，使用地區(qū)和范圍比較廣.故其可以在外墻外保溫工程中使用，也可以在外墻內(nèi)保溫工程中使用。板材保溫隔熱材料的保溫主體可以是發(fā)泡型聚苯乙烯板、擠出型聚苯乙烯板、巖棉板、玻璃棉板等不同材料。板材保溫隔熱材料又可分為單一保溫隔熱材料和系統(tǒng)保溫隔熱材料單一保溫隔熱材料，是保溫工程應(yīng)用的主體。如：發(fā)泡型聚苯乙烯板、擠出型聚苯乙烯板、巖棉板、玻璃棉板等。

系統(tǒng)保溫隔熱材料是指將單一保溫材料與其他輔助材料復(fù)合而成為一個(gè)系統(tǒng)，稱為系統(tǒng)保溫隔熱材料現(xiàn)有的系統(tǒng)保溫材料有如下幾種：

（一）外墻外保溫系統(tǒng)：發(fā)泡型聚苯乙烯板（或擠出型聚苯乙烯板）+耐堿玻纖網(wǎng)布+含有膠粘劑的聚合物砂漿：

（二）內(nèi)保溫系統(tǒng)：發(fā)泡型聚苯乙烯板（或擠出型聚苯乙烯板）+紙面石膏板、GRC保溫板（發(fā)炮型聚苯乙烯板與水泥砂漿復(fù)合）、巖棉夾心保溫板、增強(qiáng)水泥聚苯保溫板等。

3、門窗節(jié)能

（一）根據(jù)建筑的性質(zhì)、使用功能以及建筑所處的氣候環(huán)境條件來設(shè)計(jì)窗、幕墻，對(duì)建筑的窗墻比應(yīng)有一定的控制。因?yàn)榇皯裘娣e率直接影響建筑的采光及采暖空調(diào)的能耗，一般窗墻比應(yīng)控制在0.3左右。尤其在嚴(yán)寒地區(qū)和炎熱地區(qū)，在設(shè)計(jì)大面積采用玻璃門窗和幕墻時(shí)，要選擇采光、隔聲熱工性能良好的新型玻璃材料。根據(jù)不同地區(qū)選擇不同的熱反射玻璃LOW-E中空玻璃以及保溫玻璃等材料。

（二）根據(jù)建筑日照設(shè)計(jì)原理，合理設(shè)計(jì)窗戶遮陽措施，減小玻璃面的日照面積，降低夏季空調(diào)能耗。在進(jìn)行遮陽設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各個(gè)地區(qū)氣候特點(diǎn)，對(duì)于冬冷夏熱地區(qū)冬季需要日照、夏季需要遮陽，應(yīng)采用活動(dòng)式遮陽措施。在設(shè)計(jì)遮陽構(gòu)造時(shí)要結(jié)合玻璃門窗、幕墻建筑的整體藝術(shù)效果，材料與顏色進(jìn)行考慮，而且形式要簡單、美觀，便于安裝、清洗。

五、結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)的過程中，要更加注重引入一些節(jié)能設(shè)計(jì)的理念，使用較為先進(jìn)的節(jié)能設(shè)計(jì)的處理辦法，從而盡可能的提高住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

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