住宅建筑節(jié)能設(shè)計分析

薛莉

（上?？?cè)脴I(yè)有限公司 上海 200336）

1 工程概況

上海某住宅項目某標段的總建筑面積為8.4萬m2，主要包括3層的聯(lián)排別墅和18層的高層公寓，高層公寓房型主要為兩房和三房。為了可以達到住宅建筑的節(jié)能要求，需要對建筑進行節(jié)能設(shè)計，文章以本工程為例，對建筑節(jié)能設(shè)計進行分析和探討。

2 住宅節(jié)能設(shè)計重要性

這些年來，因為各種燃料的燃燒對環(huán)境造成了非常嚴重的損害?？諝庵械奈廴疚镔|(zhì)主要包括SO2、懸浮顆粒、氮化物等污染物質(zhì)，這些物質(zhì)都主要與保暖燒煤有關(guān)，特別是在將煤炭作為主要取暖物質(zhì)的情況下會有更嚴重的污染。在每年到達供暖時期，許多城鎮(zhèn)進行了對空氣環(huán)境等的實施檢查，得到的結(jié)果有很大差距；與不在取暖期指標進行比較，檢測出相應(yīng)的幾個指標都不符合要求，且大大地高出規(guī)定要求。因此，建筑節(jié)能是達到改善人民居住環(huán)境、建設(shè)低碳經(jīng)濟、節(jié)能減排、保持經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要措施[1]。

另外，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，舒適且溫暖的環(huán)境已逐漸成為人們生活中不可缺少的部分。在全球氣溫變化的當下，要享受到舒適環(huán)境一定是建立在消耗能源的基礎(chǔ)上。中國許多地方都是夏熱冬冷的環(huán)境，舒適的室內(nèi)溫度通常依靠人為調(diào)節(jié)空調(diào)的冷暖控制，但會耗費許多的電能。當前能源缺少，地球氣候改變，因此，在保證提高建筑舒適性的前提下，唯有合理使用能源、不斷提高能源利用效率才是最佳途徑。

3 建筑的節(jié)能設(shè)計

3.1 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

住宅的建筑圍護結(jié)構(gòu)部件主要包括了內(nèi)外墻、屋頂、門窗、地基、隔熱材料、密封材料、遮陽設(shè)施等；其設(shè)計對建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有根本影響。因此，加強圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱能力，會提高建筑節(jié)能效率。

根據(jù)上海住宅節(jié)能建筑節(jié)能設(shè)計標準，建筑圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)（K）應(yīng)滿足下述要求：外墻≤1.5K；屋面≤1.0K；外窗≤4.7K；戶門≤3.0K。通過建筑各單體的節(jié)能設(shè)計軟件分析計算，并與造價指標相結(jié)合，聯(lián)排別墅的外墻采用發(fā)泡水泥板保溫、高層公寓采用聚苯顆粒內(nèi)外保溫的方式。聯(lián)排別墅墻體的構(gòu)造從外到內(nèi)的主要為5mm厚的水泥砂漿+發(fā)泡水泥板（厚度按單體計算）+12mm厚的水泥砂+200mm厚的輕質(zhì)蒸壓灰砂空心砌體，外墻裝飾主要采用文化磚及文化石；高層公寓墻體的構(gòu)造從外到內(nèi)的主要為5mm厚的水泥砂漿+30mm厚的水泥基無機保溫砂漿Ⅰ（墻外保溫）+12mm厚的水泥砂+200mm厚的輕質(zhì)蒸壓灰砂空心砌體+10mm厚的水泥基無機保溫砂漿Ⅰ（外墻內(nèi)保溫），外墻飾面主要為基座干掛石材和真石漆涂料。外墻外表面材料在色彩上選用了淺色系，這樣減少了墻面在夏季太陽的輻射吸收。

為了防止居住在最頂層的住戶受到夏季酷暑冬季寒冷的影響，住宅建筑屋面也運用了隔熱的保溫方法。本項目聯(lián)排別墅主要采用了發(fā)泡水泥板（厚度按單體計算）、高層公寓為發(fā)泡混凝土（厚度按單體計算）的屋面保暖措施。聯(lián)排別墅屋面為坡屋頂?shù)脑煨停錁?gòu)造層由上至下逐次為西班牙筒瓦+細石混凝土保護層+防水層+保溫層+找平層+屋面鋼筋混凝土頂板。高層公寓為平屋面，除最上層不是筒瓦外，其它構(gòu)造基本同聯(lián)排別墅。

在外門窗（含陽臺）的設(shè)計方面，主要運用了雙層中空low-e玻璃，南向外門窗更是采用了斷橋隔熱鋁型材門窗框。戶門則主要使用了具有保溫、防盜竊等多功能的鋼質(zhì)乙級防火防盜門，雙層門板中間填充了15～18mm的礦棉板。

3.2 建筑能耗設(shè)計

3.2.1 建筑物耗熱量、耗冷量及耗電量的設(shè)計

建筑物耗熱量指在采暖期室外平均溫度條件下，為保持室內(nèi)平均計算溫度，單位建筑面積在單位時間內(nèi)消耗的需由室內(nèi)采暖設(shè)備提供的熱量（單位：W/m2）。建筑物耗冷量指在空調(diào)降溫期室外平均溫度條件下，為保持室內(nèi)平均計算溫度，單位建筑面積在單位時間內(nèi)消耗的需由空調(diào)設(shè)備提供的制冷量（單位：W/m2）。建筑物耗電量指由建筑物的耗熱量或耗冷量指標根據(jù)設(shè)備能效比，計算得出的單位建筑面積的電能耗數(shù)（單位：W/m2）。

建筑物耗熱量、耗冷量及耗電量通過建筑節(jié)能綜合指標計算，本項目設(shè)計建筑的采暖和空調(diào)年耗電量小于等于參照建筑的采暖和空調(diào)年耗電量，達到了上海市《居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》（DB11/891-2012）的節(jié)能要求。

另外，建筑中使用的采暖、空調(diào)降溫設(shè)備，也應(yīng)采用能效比高的熱泵冷暖兩用空調(diào)，取代能效比低的電暖氣級其他設(shè)備；建筑中公共部位照明采用節(jié)能型管型熒光燈和白熾燈。

3.2.2 新型能源利用的設(shè)計

新型能源的利用包括了太陽能熱水、地源熱泵、光伏及空氣源熱泵等系統(tǒng)。本項目聯(lián)排別墅采用了太陽能熱水系統(tǒng)。

（1）太陽能熱水系統(tǒng)的定義

太陽能熱水系統(tǒng)的是指利用太陽能集熱器采集太陽能量，在陽光的照射下使太陽的光能充分轉(zhuǎn)化為熱能，通過控制系統(tǒng)自動控制循環(huán)泵或電磁閥等功能部件將系統(tǒng)采集到的熱量傳輸?shù)酱笮蛢λ厮渲校谄ヅ洚斄康碾娏?、燃氣、燃油等能源，把儲水保溫箱中的水加熱并成為比較穩(wěn)定的定量能源設(shè)備[2]。

（2）實際項目運用情況

太陽能是取之不盡、用之不竭的自然能源，但自身也受制于自然氣候的影響，在高端用戶對熱水使用舒適性、保障性的較高要求情況下，存在著不足。本項目采用“太陽能+燃氣爐”別墅熱能中心系統(tǒng)，既解決了太陽能優(yōu)先利用、最大化利用的目標，又將燃氣爐與太陽能系統(tǒng)有機結(jié)合起來，在任何氣象條件下，都能保證熱水源源不斷的供應(yīng)。通過建筑前期設(shè)計，在結(jié)合外立面效果的前提下，在屋頂設(shè)置集熱板，并在設(shè)備平臺上放置集熱水箱。

本系統(tǒng)的儲水箱底部盤管與太陽能集熱器循環(huán)，為儲水箱主熱源，輔助熱源為燃氣熱水器，水箱水溫不夠時，水箱出水進爐子繼續(xù)加熱至設(shè)定溫度，水箱水溫滿足用水要求時，水箱出水直接至用水點，熱水轉(zhuǎn)換通過轉(zhuǎn)換裝置自動控制。太陽能水箱進水口處需預留冷水補水接口，在水箱熱水出水口處需預留熱水管接口，此熱水管另一端預留至燃氣壁掛爐冷水進口接口下方，室內(nèi)生活熱水從燃氣壁掛爐熱水出口處接至各用水點。如圖1所示為燃氣爐+太陽能熱水中心系統(tǒng)運行原理示意圖。

4 結(jié)束語

綜上所述，在進行建筑節(jié)能設(shè)計時，需充分對地區(qū)現(xiàn)有的自然條件和自然資源進行利用，在不斷對人們居住環(huán)境進行改善的同時，將建筑節(jié)能潛力充分發(fā)掘出來，進而達到降低能源消耗，實現(xiàn)住宅建筑持續(xù)化發(fā)展的目的。

圖1 燃氣爐+太陽能熱水中心系統(tǒng)運行原理示意圖

[1]《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》（JGJ134-2010）[S].中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]楊雪玲.住宅建筑節(jié)能設(shè)計的可控性[J].新型建筑材料，2003（05）：53～55.