對(duì)房屋建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的探析

朱乾洲 盛嘯

【摘要】隨著我國城市建筑的發(fā)展步伐越來越訊速，風(fēng)格迥異的建筑也隨之不斷擴(kuò)大，其中，多樣化的城市住宅興起更是成為了一道亮麗風(fēng)景線。近年來我國的資源消耗過多現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，本文就節(jié)能設(shè)計(jì)如何在房屋建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用進(jìn)行了探析，并對(duì)如何更好地利用自然能源及提高住宅建筑中能源利用效率。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；房屋建筑；能源運(yùn)用；節(jié)能設(shè)計(jì)

一、貫徹節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)原則

這里所指的“地”主要是指建筑物所在地的氣候待征。各地區(qū)的節(jié)能建筑， 必須適應(yīng)本地區(qū)的氣候特征，既不能照搬嚴(yán)寒地區(qū)的建筑型式，也不能照搬夏熱冬暖及海洋性氣候地區(qū)的建筑型式，更不能照搬四季如春的溫和氣候地區(qū)的建筑型式，一般說來設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

1.建筑物盡量采用南北朝向布置。否則，須加強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能而需增大建筑成本。

2.建筑群之間和建筑物室內(nèi)，夏季要有良好的自然通風(fēng)，建筑群不應(yīng)采用周邊式布局型式。低層建筑應(yīng)置于夏季主導(dǎo)風(fēng)向的迎風(fēng)面；多層建筑置于中間； 高層建筑布置在最后面，否則，高層建筑的底層應(yīng)局部架空并組織好建筑群間的自然通風(fēng)。

3.按相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，盡量加大建筑物之間的間距，盡量減少建筑群間的硬化地，推廣植草磚地面，提高綠地率，加強(qiáng)由落葉喬木、常綠灌木及地面植被組成的空間立體綠化體系， 以便由樹冠和地面植被阻檔、吸收大部分的太陽直射輻射，減小地面對(duì)建筑物的反射輻射，降低區(qū)域的夏季環(huán)境溫度，減輕區(qū)域的熱島現(xiàn)象。

4.應(yīng)控制建筑物的體形系數(shù)不超過節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。即盡量減少外墻的凸凹面和架a空樓板，不應(yīng)設(shè)置外墻洞口處無窗戶的凸（飄）窗，坡屋頂宜設(shè)置結(jié)構(gòu)平頂棚或降低坡度，應(yīng)采用封閉式樓梯間等。當(dāng)體形系數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，計(jì)算建筑物的采暖空調(diào)能耗并不得超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

5.不應(yīng)設(shè)置大窗戶，窗戶大小以滿足采光要求為限。門窗玻璃應(yīng)采用普通透明玻璃或淡色低輻射鍍膜玻璃的中空玻璃，居住建筑和辦公建筑不應(yīng)采用可見光透光率低的深色鍍膜玻璃或著色玻璃。門窗型材應(yīng)采用塑料型材、斷熱彩鋼及斷熱鋁合金型材，不得采用非斷熱鋁合金及彩鋼型材。還要求外門外窗具有良好的氣密性、水密性、不小于30分貝的隔聲性能和不小于2.5kPa 的抗風(fēng)壓性能。

6.屋頂和外墻的外表面，采用淺色飾面層，不宜采用黑色、深綠、深紅等深色飾面層，否則應(yīng)加大屋頂和外墻保溫隔熱層的厚度，計(jì)算其夏季的內(nèi)表面計(jì)算溫度不超過36.9℃，宜低于35℃。

7.加強(qiáng)分戶墻和樓地面的保溫性能， 使其符合建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。居室及辦公室樓地面面層的吸熱指數(shù)還應(yīng)符合民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。

二、貫徹超前性外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)原則

降低采暖和空調(diào)能耗的前提是滿足居民的居住舒適度的要求，主要措施就是盡量保持室內(nèi)的溫度、減少室內(nèi)熱量或冷量通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)散失，所以提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能是建筑節(jié)能工作的重要措施。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能是由組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各部分材料性能所決定的，材料的保溫隔熱性能通常用傳熱系數(shù)K來衡量，傳熱系數(shù)越大，則表明材料傳熱的能力越強(qiáng)，那么保溫隔熱的效果就越差。提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能就是要盡量降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)各個(gè)部分的傳熱系數(shù)。從技術(shù)層面來看，通過合理的設(shè)計(jì)，采取以下措施，可有效的提高建筑物的保溫隔熱性能，降低能耗。

1.應(yīng)盡量減小建筑物的體形系數(shù)。體形系數(shù)是建筑物的表面積和體積之比。它的大小實(shí)際上反映了建筑物表面積的大小。我們對(duì)兩棟體形系數(shù)分別為0.349和0.293 的同類型建筑的能耗量進(jìn)行計(jì)算分析可知：體形系數(shù)大的建筑物能耗量高13.8 %～15.5 %。以上對(duì)比結(jié)果表面，體形系數(shù)越大，表明同等體積的房間，表面積越大，那么建筑物能量損失的途徑就越多；同時(shí)體形系數(shù)越小， 意味著建筑物外墻、外窗的面積較小，造價(jià)相對(duì)較低。因此，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減小建筑物的體形系數(shù)。

2.外門窗負(fù)擔(dān)了建筑物主要的采光、通風(fēng)的功能，選擇適當(dāng)?shù)拇皦γ娣e比、采用傳熱系數(shù)小的窗戶、解決好東西向外窗的外遮陽問題，是提高外窗保溫隔熱性能的重要途徑。由于窗戶的傳熱系數(shù)（4.7 W/ （m2·K）～2. 5 W/ （m2·K） ）成倍大于外墻的傳熱系數(shù)（1.5 W/ （m2·K）～1.0 W/（m2·K） ） ，從建筑節(jié)能這個(gè)層面考慮，合適的窗墻面積比應(yīng)該以滿足室內(nèi)采光需要（即住宅設(shè)計(jì)規(guī)范所要求的窗地面積比值）為限。在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下，應(yīng)采用中空玻璃塑料窗或采用斷熱橋的鋁合金中空窗。對(duì)體形系數(shù)超標(biāo)較多的別墅建筑，采用低傳熱系數(shù)的窗戶則是必須的。

另外，節(jié)能建筑不宜設(shè)置凸窗和轉(zhuǎn)角窗。其一、增大了建筑物的表面積，即增大了建筑物的體形系數(shù)（因凸窗和轉(zhuǎn)角窗凸出外墻面的空氣空間已與室內(nèi)空氣連通，通過空氣對(duì)流傳熱使二者融為一體，故凸出空間已成為室內(nèi)的一部分）， 從而增大了建筑能耗；其二、增大了窗墻面積比，即增大了建筑能耗； 其三、夏季暑天因日照時(shí)間較長，陽光可以從多方向進(jìn)入室內(nèi)，不但增大空調(diào)能耗，還會(huì)降低室內(nèi)舒適度；其四、窗頂板和窗臺(tái)板直接與室外空氣接觸，等同于外墻，但要達(dá)到外墻的保溫隔熱性能很難實(shí)施；其五、增大了工程造價(jià)。

3.盡量減小屋面和外墻的傳熱系數(shù)，增強(qiáng)屋面和外墻的保溫隔熱性能。標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的限值，只是建筑節(jié)能現(xiàn)階段的目標(biāo)值。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將分階段進(jìn)行修改，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的限值也會(huì)逐步要求降低。由于建筑的設(shè)計(jì)使用周期為50年，幾十年后再來對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造是很困難的，特別是高層建筑。因此，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)較高的住宅，特別是高層住宅，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)宜適當(dāng)?shù)陀跇?biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的限值，即貫徹建筑節(jié)能的超前性原則。另外，利用攀藤植被或落葉喬木對(duì)外墻予以遮陽（僅適用于低層或多層建筑），用綠化屋面對(duì)屋面實(shí)施遮陽；通過采用淺色飾面面層材料反射陽光，也可從一定程度上增強(qiáng)外墻和屋面夏季隔熱的能力。

三、建筑節(jié)能應(yīng)使用新型墻體材料的原則

新型墻材具有以下優(yōu)良特性：輕質(zhì)、高強(qiáng)度、節(jié)土、節(jié)能、保溫和裝飾。就其發(fā)展情況而言，有的品種重在花色，花色品種層出不窮，如裝飾裝修材料；有的品種重在功能，如保溫隔熱材料；有的則通過深加工衍生出多個(gè)品種，如新型板材等。采用新型墻體材料不但使房屋功能大大改善，還可以使建筑物內(nèi)外更具現(xiàn)代氣息，滿足人們的審美要求；有的新型墻材可以顯著減輕建筑物自重，為推廣輕型建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件，推動(dòng)了建筑施工技術(shù)現(xiàn)代化，大大加快了建房速度。發(fā)展新型墻體材料，實(shí)施建筑節(jié)能，是當(dāng)前一個(gè)時(shí)期內(nèi)建造居住建筑的基本要求，也是提高人們的生活質(zhì)量，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的客觀要求。

四、結(jié)論

房屋建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)可控性分析有著十分重要的意義。這樣不僅可以很好的滿足建筑工程施工的相關(guān)要求，同時(shí)也能促進(jìn)建筑物的節(jié)能效果得到有效的保障。而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們也將一些新型的節(jié)能技術(shù)和設(shè)備引入到其中這樣建筑物的節(jié)能效果得到進(jìn)一步的提升。

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