影響居住建筑節(jié)能設(shè)計因素的幾點見解

魏小杰

摘 要：近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，為了滿足人們的住房需求，不斷的開展了大量的建筑工程項目。但是，在社會總耗能中建筑工程耗能占有很大比重。通過加強居住建筑節(jié)能設(shè)計，并且注重減小建筑工程能源消耗，這對緩解我國嚴(yán)峻的能源供應(yīng)體系具有很大的幫助，并且能夠進一步改善城市生態(tài)環(huán)境。文章分析了影響居住建筑節(jié)能設(shè)計因素，并從建筑朝向、門窗等方面提出了節(jié)能設(shè)計的一些見解。

關(guān)鍵詞：居住建筑；節(jié)能設(shè)計；見解

由于在建筑工程施工過程中及竣工后人們居住過程中，將會引起大量的能源資源消耗。據(jù)統(tǒng)計，在居住建筑工程建造和投入過程中，結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)估算，建筑物產(chǎn)生的耗能達到了全社會總耗能的45%左右，同時建筑施工材料、水泥、鋼筋等使用量達到了占全國總使用量的25%。所以，通過不斷注重建筑節(jié)能設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，以此來減小建筑能源消耗，是非常重要的。相關(guān)建筑企業(yè)應(yīng)該不斷改進施工技術(shù)，加大管理力度，從而減小能源消耗。

1 影響居住建筑節(jié)能設(shè)計的各種因素

1.1 建筑架構(gòu)體系的影響

建筑物的結(jié)構(gòu)體系決定了建筑整體構(gòu)造、造價及施工的可行程度，并決定了墻體材料的能耗產(chǎn)生與運輸。目前，我國對墻體改革還處于過渡階段，設(shè)計人員需要充分考慮材料使用、結(jié)構(gòu)體系的選擇，從而使其適合施工所在地的實際情況。比如在儲煤量豐富的區(qū)域，如果土層中存在大量的煤矸石，當(dāng)開展多層建筑工程施工時，建筑物的結(jié)構(gòu)體系通?？刹捎妹喉肥嗫状u加外貼保溫材料。這種結(jié)構(gòu)體系的承重性能較好，施工可行性高，并且非常環(huán)保，并對留存的煤矸石進行了消耗，屬于一種有效的能源節(jié)約方式。高層建筑結(jié)構(gòu)體系通常為剪力墻結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架，為此在墻體填充時可采用加氣混凝土砌塊，并外加發(fā)泡聚氨酯噴涂，由于這兩種材料具有較好的性能，因此這種結(jié)構(gòu)體系能夠很好的節(jié)約能源。特別注意的是，填充墻部位與框架部位保溫層的設(shè)計厚度是不同的，在實際施工中，保溫層厚度不易掌握，存在一定難度。

1.2 建筑平面布局

建筑平面布局對節(jié)能效果的影響主要體現(xiàn)在兩個方面：一是對太陽光照的程度的影響；二是度保溫材料的傳熱系數(shù)影響。根據(jù)建筑平面布局的特點，建筑平面布局設(shè)計時應(yīng)重點減少維護結(jié)構(gòu)的表面積與建筑體積綜合的比值，降低建筑體形系數(shù)，從而提高建筑表面的熱傳系數(shù)。

1.3 建筑物朝向

在進行建筑設(shè)計時，建筑物的方位與布局都會對建筑物的采光和節(jié)能產(chǎn)生影響。以長方形建筑為例，南北朝向的建筑物損耗更低。在建筑物面積不變且窗墻比相同情況下，朝南方向房間數(shù)量越多，日照效果越好。根據(jù)我國季風(fēng)氣候特點，居住建筑物采用”坐北朝南”設(shè)計可最大限度提升日照效果。”坐北朝南”設(shè)計的建筑可充分利用太陽能，來滿足人們基本的生活需求。城市居住建筑朝向設(shè)計存在許多影響因素，如用地規(guī)劃、用地環(huán)境、市政設(shè)施等。為確保建筑朝向設(shè)計達到最佳節(jié)能效果，建筑規(guī)劃階段需要分析影響因素，并采取措施規(guī)避影響建筑朝向的不利因素。雖然建筑規(guī)劃設(shè)計無法根據(jù)最佳原則進行，規(guī)劃設(shè)計需要為周邊建設(shè)作出犧牲。但在對建筑物節(jié)能設(shè)計時，需要充分考慮建筑物的朝向設(shè)計，這樣可以最大程度的使用太陽能資源。

1.4 建筑物門窗設(shè)計方式

由于建筑工程用到的窗戶材料迥異，通常窗戶可以分為：木窗、鋁合金窗、塑鋼窗等幾類。由于窗戶設(shè)計方式及使用材質(zhì)不一致，導(dǎo)致其熱傳系數(shù)也不同。以凸窗為例，凸窗采用突出式設(shè)計，窗戶三面由玻璃維護，導(dǎo)致外界環(huán)境與室內(nèi)環(huán)境接觸面積過大，窗戶單位面積的熱傳系數(shù)增加，降低了室內(nèi)節(jié)能效果。另外，凸窗的上下結(jié)構(gòu)板發(fā)生熱橋問題的幾率更高，因而凸窗設(shè)計需要采取其它保溫措施，來減少室內(nèi)熱損失。窗墻比是指窗戶面積與房間單元面積的比例，窗墻比越大，則建筑的外圍護保溫效果也越差。因此，窗墻比也是評價建筑節(jié)能設(shè)計的重要指標(biāo)之一。我國相關(guān)節(jié)能設(shè)計規(guī)范對建筑窗墻比設(shè)計具有嚴(yán)格要求，嚴(yán)格控制窗墻比可有效保證建筑的節(jié)能效果。但是人們對建筑的立面效果要求更高，設(shè)計人員未充分考慮窗墻比，造成穿墻壁例超出設(shè)計規(guī)范。雖然可以通過增加保溫厚度提升節(jié)能性能，但造成建造成本增加，增加住戶的經(jīng)濟負擔(dān)。

2 當(dāng)前居住建筑節(jié)能設(shè)計的策略探究

2.1 合理的平面尺寸

計算建筑體形系數(shù)時，可采用計算公式S=F/V，在公式中，S代表為建筑體形系數(shù)，F(xiàn)為建筑表面，V為建筑體積。從該計算公式中，我們可以看出其影響因素主要包括三種，即平面尺寸、外立面凹凸程度以及建筑高度。其中平面尺寸主要包括兩種參數(shù)，一種為建筑進深，另一種為開間，在設(shè)計過程中，需要特別注意兩項尺寸參數(shù)，即戶型平面的進深和面寬。對于該參數(shù)的設(shè)計，可以分為兩種類型，一種為小進深、大面寬，此類平面可以有效的擴大散熱面積，增加冬季太陽輻射，另種為大進深、小面寬，此類平面有利于冬季保溫，但是采光以及通風(fēng)效果不好。所以在節(jié)能設(shè)計過程中，需要結(jié)合相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，合理優(yōu)化平面尺寸，從而滿足建筑節(jié)能設(shè)計要求。

2.2 建筑圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計

（1）墻體保溫材料。常用的墻體保溫材料包括膨脹聚苯板（EPS板），在住宅建筑中，使用比較廣泛，主要是由于價格便宜，但在導(dǎo)熱系數(shù)、保溫板吸水率等比較差。

（2）擠塑聚苯板。這種在建筑圍護結(jié)構(gòu)中使用的節(jié)能材料，對提高建筑物的隔熱保溫性能、抗水性、防潮性和耐久性、防腐蝕性等方面，都有很大的優(yōu)勢，建筑物吸水率非常低，使用壽命能夠達到30～40年。

（3）STP保溫材料。這種類型的保溫材料在冰箱中使用廣泛，在傳熱系數(shù)、保溫性能上具有很大的優(yōu)越性。在保溫效果方面，比EPS高處4～5倍，比XPS高出5～6倍；單位面積質(zhì)量輕，不易脫落；保溫系統(tǒng)工序簡單，可節(jié)約施工成本，性價比較高。

（4）外窗材料。建筑圍護結(jié)構(gòu)中的外窗材料包括Low-E玻璃、平板玻璃兩種。其中，平板玻璃中2～3mm厚度的玻璃經(jīng)常用于民用居住建筑中。Low-E玻璃能夠改變玻璃的光學(xué)特性，具有很高的光透射率、太陽能透過率，具有較高的采光性能和突出自然采光的效果。

2.3 控制窗墻比

建筑熱量損耗產(chǎn)生的途徑主要有兩種：其一，為圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗量，占總散熱量的70%左右；其二，為門窗縫隙消耗熱量。建筑圍護結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成，即透明部分和不透明部分，其中透明部分主要指的是外窗，與屋頂和外墻相比，外窗的熱工性能較差，而且其傳熱量會隨著外窗面積的增大而增大。因此，為了實現(xiàn)建筑物節(jié)能效果，應(yīng)嚴(yán)格控制窗墻比，根據(jù)我國相關(guān)規(guī)范規(guī)定，寒冷地區(qū)不同朝向，其窗墻比取值也不同相同。

2.4 建筑外保溫的利用

建筑外保溫在建筑節(jié)能中發(fā)揮著重要的作用，是指用粘貼易燃發(fā)泡材料的保溫層技術(shù)。但是外墻保溫層的防火性能差、耐久性差，且材料厚度與施工方法決定了其不適用于復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)。隨著材料技術(shù)水平的提高，在建筑保溫層結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用了輕質(zhì)保溫砂漿、淤泥燒結(jié)保溫磚和輕骨料混凝土復(fù)合保溫板等保溫材料，提高了保溫層耐火性能，耐火極限為3h。建筑保溫包括外保溫與內(nèi)保溫兩種，其中，內(nèi)保溫應(yīng)用比較廣泛，在外面涂抹保護層，或通過粉刷石膏來作為抹面材料和粘合劑。但是在實際應(yīng)用中，還應(yīng)注意外墻內(nèi)保溫的缺點，比如隔熱效果較差、易脫落開裂等。

3 結(jié)語

由于建筑工程產(chǎn)生的耗能非常大，在我國能源供應(yīng)緊張的環(huán)境下，加大建筑節(jié)能設(shè)計，降低建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)，可以減小我國能源供應(yīng)匱乏的局面。通過分析對居住建筑節(jié)能設(shè)計的影響因素，包括建筑架構(gòu)體系、建筑平面高度、朝向和門窗等，提出了一些具體策略，希望能進一步提高我國節(jié)能環(huán)保事業(yè)。

參考文獻

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