城市住宅節(jié)能設(shè)計(jì)研究初探

席仁義

（三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院河南三門(mén)峽472000）

城市住宅節(jié)能設(shè)計(jì)研究初探

席仁義

（三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院河南三門(mén)峽472000）

由于近年來(lái)隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，對(duì)住宅的節(jié)能要求也進(jìn)一步加強(qiáng)，不僅要在建筑材料上保證安全環(huán)保，在房屋使用過(guò)程中也要保對(duì)城市環(huán)境的綜合影響。因此，在設(shè)計(jì)住宅的同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要保證建材的環(huán)保性，選用對(duì)城市環(huán)境污染少的建筑材料。另一方面，在設(shè)計(jì)的同時(shí)，要提高住宅的科學(xué)性，不僅僅是作為居住的用途，在節(jié)能、環(huán)保等方面更要注意其性能。因此，進(jìn)行城市住宅的節(jié)能設(shè)計(jì)，已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)階段住宅建筑建設(shè)的重點(diǎn)。對(duì)住宅進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，從而促進(jìn)人們生活水平的不斷提高，滿足人們對(duì)于節(jié)能環(huán)保意識(shí)的要求。

城市住宅；節(jié)能設(shè)計(jì)；節(jié)能減排；環(huán)保

由于近幾年人們經(jīng)濟(jì)水平的不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)于節(jié)能環(huán)保的意識(shí)也逐漸提升，也提高了居住環(huán)境節(jié)能環(huán)保的要求。為了發(fā)展我國(guó)的可持續(xù)性戰(zhàn)略，我們要在節(jié)能減排、環(huán)保的工作上加大力度。住宅建筑是城市中建設(shè)量最大的建筑類(lèi)型之一，傳統(tǒng)住宅建筑的能耗問(wèn)題十分突出。因此，在住宅建筑中進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)十分必要。文章中筆者針對(duì)城市住宅的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了詳細(xì)的探究。

1城市住宅節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

建筑行業(yè)在進(jìn)行住宅建筑的過(guò)程中，往往會(huì)造成建筑材料消耗、建筑過(guò)程對(duì)能源的使用消耗等，一般情況下，能源的使用消耗多數(shù)要比建筑材料消耗更大?，F(xiàn)階段，我國(guó)的建筑過(guò)程中對(duì)于能源消耗情況十分嚴(yán)峻，我國(guó)現(xiàn)階段正是城市發(fā)展的高峰期，如今我國(guó)住宅建筑的面積已達(dá)到500×108m2左右，其中能耗較大的住宅占總量的95%以上，并且住宅建筑的建設(shè)速度也在迅猛增加。我國(guó)的建筑消耗總量是部分發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍甚至更多，再生資源的利用也稍落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，現(xiàn)階段加強(qiáng)城市住宅節(jié)能設(shè)計(jì)研究，對(duì)我國(guó)環(huán)境資源的保護(hù)，以及緩解我國(guó)由于資源消耗過(guò)大造成的資源緊張意義重大。

由于在所有的建筑類(lèi)型中，住宅建筑的比例比較大，已經(jīng)達(dá)到我國(guó)城市建筑總量的75%以上，所以對(duì)于城市住宅建筑節(jié)能也成為現(xiàn)階段我國(guó)在節(jié)能減排工作中面臨的最大問(wèn)題。城市住宅的節(jié)能問(wèn)題最能貼近人們的日常生活，因此，進(jìn)行城市住宅節(jié)能設(shè)計(jì)是我國(guó)現(xiàn)階段節(jié)能減排工作的重中之重。

2影響城市住宅節(jié)能效果的主要原因

2.1城市住宅建筑的設(shè)計(jì)不合理

在進(jìn)行城市住宅節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要同時(shí)進(jìn)行多方考慮，不僅要考慮建筑材料的質(zhì)量問(wèn)題，還要對(duì)住宅的外觀進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。然而，現(xiàn)階段我國(guó)進(jìn)行的住宅節(jié)能設(shè)計(jì)，存在很大一部分不合理。其中住宅建設(shè)過(guò)程中的門(mén)窗設(shè)計(jì)是住宅節(jié)能建設(shè)中比較薄弱的環(huán)節(jié)。在住宅建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一味追求房屋外部的美觀，將住宅外窗面積進(jìn)行擴(kuò)大的現(xiàn)象，對(duì)建筑的保溫性能造成了一定程度的影響。在選擇進(jìn)行外窗的類(lèi)型選擇時(shí)，城市住宅建設(shè)的中，尚未普及雙層中空玻璃塑鋼窗，大量住宅仍然使用單層玻璃窗，單層窗其導(dǎo)熱系數(shù)是4.7W/（m2·k）,保溫效果較差，這是造成了住宅建筑能耗居高不下的重要原因之一。

2.2城市住宅建筑的保溫設(shè)計(jì)不夠

在城市住宅建筑建設(shè)過(guò)程中，部分建筑的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，簡(jiǎn)單的外圍護(hù)墻體沒(méi)有設(shè)置任何保溫措施，根本不能滿足保溫的要求。部分住宅建筑雖然設(shè)置外墻保溫，但是保溫材料的質(zhì)量和性能較差，不能建筑保溫的要求。出現(xiàn)以上問(wèn)題不僅影響了住宅的使用效果，舒適度降低，而且與國(guó)家節(jié)能環(huán)保的政策背道而馳。

2.3傳統(tǒng)城市住宅建筑材料的保溫性能較差

由于成本低廉現(xiàn)階段城市住宅建筑中仍然有部分采用實(shí)心粘土磚進(jìn)行建設(shè)，粘土磚墻體的保溫性能很難滿足建筑節(jié)能的要求，另外粘土磚在燒制的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生巨大能耗和對(duì)于土地資源的不可逆轉(zhuǎn)浪費(fèi)，因此在城市住宅建設(shè)中已基本淘汰了實(shí)心粘土磚。但是使用實(shí)心粘土磚建設(shè)的住宅建筑在城市中有較大的存量，這些住宅普遍建設(shè)質(zhì)量不高能耗較大，是城市住宅的能耗大戶(hù)，也是進(jìn)行節(jié)能改造重點(diǎn)。

3城市住宅節(jié)能設(shè)計(jì)策略分析

3.1優(yōu)化城市住宅建筑方案設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)家規(guī)范規(guī)定，住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在保證正常使用功能的前提下，將建筑消耗降低50%以上。為了達(dá)到之一目標(biāo)首先需要完善城市住宅的方案設(shè)計(jì)。

在城市住宅建筑方案設(shè)計(jì)階段，要充分考慮住宅建筑周?chē)h(huán)境，包括建筑間距、建筑朝向、園區(qū)綠化設(shè)置等因素。在進(jìn)行住宅建筑平面設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮住宅在夏季減少陽(yáng)光的直射，保持屋內(nèi)的通風(fēng)，降低室溫。冬季要保證室內(nèi)充分采光，提高室內(nèi)的溫度。我國(guó)大部分地區(qū)住宅建筑的朝向以為南北向?yàn)橐耍ＷC室內(nèi)冬暖夏涼，盡量防止東西向的住宅建筑。假若在住宅建筑設(shè)計(jì)時(shí)不能保證為南北向，則要強(qiáng)化東西向建筑外窗的保溫和遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，以?xún)?yōu)化建筑保溫效果。此外，在建筑設(shè)計(jì)中還要盡可能降低城市住宅建筑的體形系數(shù)，建筑體形系數(shù)與建筑物的節(jié)能有直接關(guān)系。建筑形系數(shù)越大，說(shuō)明同樣建筑體積的外表面積越大，散熱面積越大，建筑能耗就越高。在設(shè)計(jì)中要降低住宅體形系數(shù)以減小外墻的總面積，從而降低建筑能耗。

3.2提升城市住宅圍護(hù)系統(tǒng)節(jié)能性能

造成住宅建筑消耗過(guò)大其主要原因是由于建筑外圍護(hù)系統(tǒng)保溫性能較差。經(jīng)過(guò)調(diào)查研究表明，現(xiàn)階段在住宅建筑外圍護(hù)系統(tǒng)的消耗占據(jù)建筑消耗的35%以上。因此可見(jiàn)，進(jìn)一步提高住宅建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能對(duì)于住宅建筑的整體保溫性能意義重大。

3.2.1窗戶(hù)節(jié)能設(shè)計(jì)

一般住宅建筑的窗戶(hù)建筑保溫的相對(duì)薄弱環(huán)節(jié)。普通的窗戶(hù)對(duì)于能量的消耗，占住宅建筑能耗的總量的20%以上。在建筑方案設(shè)計(jì)中，在滿足采光通風(fēng)要求的前提下，需要設(shè)計(jì)合理的窗扇比和窗戶(hù)朝向。在采光和通風(fēng)允許的條件下，控制窗墻比是非常有效的保溫節(jié)能措施。窗戶(hù)越小從窗戶(hù)熱量損耗就越小，節(jié)能效果越好。另外外窗的朝向與建筑保溫節(jié)能也是密切相關(guān)，南、北方向的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度高、日照強(qiáng)度，建筑外窗所的太陽(yáng)輻射也多需要增加窗戶(hù)的遮陽(yáng)構(gòu)造措施。此外推廣使用新型的節(jié)能窗戶(hù)使用節(jié)能材料是門(mén)窗節(jié)能的有效途徑之一。節(jié)能窗的框體材料類(lèi)型很多，包括斷橋鋁材、斷橋鋼材、塑料型材、玻璃鋼材及復(fù)合材料（塑鋼、鋁和、鋁木等）。普通玻璃的熱阻值很小，所以單層普通玻璃無(wú)法達(dá)到保溫節(jié)能的目的，采用特種比例勢(shì)在必行。玻璃鍍膜分為熱反射玻璃和低輻射玻璃，是指利用物理或化學(xué)鍍膜工藝，改變玻璃表面的熱反射特性，將太陽(yáng)輻射直接反射回去，從而提高玻璃的遮陽(yáng)隔熱性能。玻璃著色，即在制造過(guò)程中加入色劑，通過(guò)吸收部分陽(yáng)光的直接透過(guò)，從而減少太陽(yáng)輻射熱已達(dá)到保溫效果。中空玻璃是以?xún)善蚨嗥Ａ?，玻璃周邊用密封膠翻結(jié)密封，使玻璃層間形成干燥氣體，具有隔音、隔熱、防結(jié)露和降低能耗的作用。

3.2.2外墻節(jié)能設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段在進(jìn)行城市住宅外墻節(jié)能設(shè)計(jì)的中，常采用以下幾種方式，（1）外墻內(nèi)保溫技術(shù)，即將保溫材料置于外墻的內(nèi)側(cè)。外墻內(nèi)保溫技術(shù)對(duì)于保溫材料的防水和耐久性要求不高，取材方便紙面石膏板、石膏抹面砂漿等常用材料就可以滿足使用要求，而且施工較為簡(jiǎn)便。但是建筑物內(nèi)部的飾面層出現(xiàn)開(kāi)裂影響裝修效果，且占用一定的室內(nèi)使用面積，且在圈梁、樓板和構(gòu)造柱等部位易產(chǎn)生冷橋效應(yīng)。（2）外墻內(nèi)部保溫技術(shù)。外墻內(nèi)部保溫是將保溫材料置于同一外墻的內(nèi)部中間。這種形式可以有效的保護(hù)保溫材料形，對(duì)保溫材料的選用要求不高，聚苯乙烯、玻璃棉、巖棉等普通保溫材料均可使用對(duì)施工條件要求不高。但是墻體相對(duì)于傳統(tǒng)墻體相比較厚，且外墻被分為兩部分間需有連接件連接，構(gòu)造較為復(fù)雜。（3）外墻外保溫技術(shù)。即是將保溫材料設(shè)置于外墻外側(cè)。隨著我國(guó)住宅建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，外墻外保溫技術(shù)成為最為有效、應(yīng)用最為廣泛的建筑保溫技術(shù)。外墻外保溫技術(shù)適用地域廣泛南北方均可。適用建筑類(lèi)型廣泛低層和高層住宅建筑都適用，新建住宅和老住宅都可以使用。保溫層設(shè)置于外墻外側(cè)減少了冷熱橋問(wèn)題的產(chǎn)生。減少了惡略環(huán)境對(duì)建筑外墻體的破壞提高了建筑整體耐久性。外墻外保溫技術(shù)不會(huì)損失室內(nèi)使用面積，而且可以有利于室內(nèi)溫度保持穩(wěn)定，有效改善室內(nèi)環(huán)境增強(qiáng)了使用舒適度。

3.2.3屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)

在住宅建筑屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方法是，在屋頂鋪設(shè)或粉刷各種保溫絕熱及反射材料來(lái)達(dá)到保溫節(jié)能效果，保溫隔熱材料一般采用膨脹珍珠巖、玻璃棉和聚苯乙烯泡沫等保溫材料。屋頂反射降溫可采用刷鋁銀粉、鋪設(shè)表面帶有鋁箔的卷材和鋪設(shè)鋁鈦合金氣墊膜等方實(shí)現(xiàn)。除此之外還可以采用一下幾種屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)方案。（1）采用坡屋頂設(shè)計(jì)。住宅建筑特別是多層住宅可采用坡屋頂，雖然造價(jià)有所提升，但在隔熱和保溫效果上坡屋頂要明顯優(yōu)于平屋頂，還可以美化升建筑物的外觀。（2）采用通風(fēng)屋頂設(shè)計(jì)。在屋頂設(shè)置通風(fēng)間層，首先利用通風(fēng)間層的外層遮擋陽(yáng)光，避免太陽(yáng)直接照射在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上。其次利自然通風(fēng)，帶走進(jìn)入夾層中的熱量，從而減少外部熱輻射作用于建筑內(nèi)部。設(shè)置合理通風(fēng)屋面可使屋頂內(nèi)表面的平均溫度降低4.5℃～5.5℃,有效降低住宅建筑能耗。（3）采用屋頂綠化設(shè)計(jì)。屋頂綠化可以有效地降低屋頂結(jié)構(gòu)層表面的溫度，降低夏季空調(diào)能耗，改善室內(nèi)熱環(huán)境，從而起到節(jié)能的目的。而且屋頂綠化還可以改善建筑物的外觀，降低建筑物周?chē)h(huán)境的氣溫，緩解城市熱島效應(yīng)，彌補(bǔ)城市綠化不足。

4結(jié)語(yǔ)

推進(jìn)城市住宅建筑進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化方面的設(shè)計(jì)，對(duì)于降低住宅建筑能耗，提升住宅舒適程度，提高居民生活水平具有積極意義。另外，推廣節(jié)能城市住宅還能夠進(jìn)一步有效的促進(jìn)居民節(jié)能環(huán)保意識(shí)的提高。隨著我國(guó)節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，更多先進(jìn)的節(jié)能建筑材料、節(jié)能技術(shù)措施會(huì)不斷出現(xiàn)，不僅僅是在城市住宅建筑中運(yùn)用，而且會(huì)推廣到其他各種類(lèi)型的城市建筑中，從而有效的提高我國(guó)城市建筑的整體節(jié)能水平，為國(guó)家技能事業(yè)做出積極貢獻(xiàn)。

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席仁義（1981—），男，漢族，河南盧氏人，建筑學(xué)碩士，三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院教師，講師，主要研究方向：建筑設(shè)計(jì)。