淺談住宅建筑的節(jié)能設(shè)計

關(guān)博昊

摘 要： 隨著社會發(fā)展建設(shè)的步伐加快，建設(shè)物的數(shù)量必然會越來越多，對能源的消耗也會越來越大。要實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展，建筑節(jié)能是未來節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的重要研究方向。本文主要分析了建筑節(jié)能設(shè)計的重要性，對建筑節(jié)能設(shè)計的切入點進行研究，提出關(guān)于建筑的門窗、水電、圍欄結(jié)構(gòu)等方面具有針對性的節(jié)能措施，對如何優(yōu)化結(jié)構(gòu)、合理利用再生材料等方法進行了探討，旨在進一步提升建筑節(jié)能設(shè)計的有效性。

關(guān)鍵詞： 住宅；建筑；節(jié)能設(shè)計

住宅建筑節(jié)能設(shè)計主要目的是采用保溫、隔熱、密封等措施提高建筑的熱能利用率，通過科學的設(shè)計，環(huán)保綠色的建筑材料減少住宅建筑在正常使用中的過度的能源損耗。進行建筑節(jié)能的研究，是適應(yīng)新時代世界能源發(fā)展的需要，也是提高建筑領(lǐng)域節(jié)能減排綠色環(huán)保發(fā)展的重要手段。我國對住宅建筑節(jié)能的研究的時間不是很久，全國的住宅建筑符合國家的節(jié)能標準的比例也很低，和國際上的同類國家相比，我國住宅建筑的能耗消耗情況不容樂觀。所以，如何通過科學的方法對住宅建筑進行設(shè)計優(yōu)化，利用滿足節(jié)能需要的清潔再生能源，促進住宅建筑能源消耗量的下降，實現(xiàn)國家提出的節(jié)能減排綠色環(huán)保的發(fā)展目標，為國家經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展做出應(yīng)用的積極貢獻，是建筑行業(yè)需要研究的重點課題。

一、影響住宅建筑節(jié)能效果的因素分析

住宅建筑一旦完工后，其建筑的使用功能和相應(yīng)的設(shè)備都會相對固定，此時建筑的能耗使用情況會固定起來，受到建筑本身和內(nèi)外部環(huán)境的影響不大。因此住宅建筑節(jié)能設(shè)計主要是要從住宅的建設(shè)初期就進行研究分析和設(shè)計規(guī)劃。在住宅建筑中空調(diào)、供暖、制冷等能耗是建筑能耗的主要影響因素。其他相關(guān)的能耗影響因素有水電、電器、電梯等設(shè)備。外部對建筑能耗消耗的影響因素主要有所在地氣候情況、建筑結(jié)構(gòu)的熱工作性能、室內(nèi)條件、室內(nèi)熱源、潮濕度的影響等。在冷熱負荷處于比較穩(wěn)定的情況下，建筑的空調(diào)等設(shè)備的性能會影響到最終的建筑能耗。

建筑的朝向會對建筑能耗帶來影響。建筑的朝向不僅會影響采光，還會影響能耗的消耗。冬季采暖期時，建筑的能耗會通過圍護結(jié)構(gòu)和門窗的縫隙出現(xiàn)傳導(dǎo)過程的失熱現(xiàn)象。門窗縫隙的空氣熱量損失也和建筑的朝向十分密切。不同地區(qū)和不同的氣候環(huán)境下，住宅建筑的光照時長和面積會有很大區(qū)別。在冬季和夏季太陽的輻射角度不同，會給建筑每個墻體、墻面帶來差異性的日照時間和強度。在住宅建筑設(shè)計中要注重選擇利于冬季保溫和夏季防熱的平衡點，在統(tǒng)籌采光通風和建筑設(shè)計需要下，避免建筑朝向?qū)δ茉吹膿p耗。建筑的窗墻比會影響建筑能耗。窗墻比是建筑的窗戶面積和房間立面的一個比值。國家對住宅建筑的窗墻比有一個技術(shù)推薦指標。對建筑的外窗設(shè)計時，要考慮到既能遮擋外部環(huán)境變化對室內(nèi)的影響，又要滿足住戶的采光、通風等需要。住宅建筑能耗增大的一個主要因素是外窗保溫隔熱功能是否優(yōu)良。外窗的大小設(shè)計要考慮到夏季太陽輻射導(dǎo)致室內(nèi)過熱需要啟動空調(diào)，和冬季散熱保溫不好造成熱量損耗的影響。建筑的圍護結(jié)構(gòu)會影響建筑能耗。建筑圍護結(jié)構(gòu)的傳熱性能是對建筑節(jié)能效果進行評價的重要考核參數(shù)。圍護結(jié)構(gòu)造成的傳熱耗熱量是建筑采暖期熱能消耗的主要因素。所以在設(shè)計中要注重改善建筑內(nèi)外部墻體的保溫隔熱效果，使用符合標準的節(jié)能型門窗。

二、住宅建筑節(jié)能設(shè)計的要點

對住宅進行科學的選址和規(guī)劃是住宅建筑節(jié)能的設(shè)計原則?？梢詮慕ㄖ诘氐沫h(huán)境氣候、建筑的朝向布局、建筑的間距采光等方面對建筑的內(nèi)外部環(huán)境進行深入的分析和研究，主動規(guī)避節(jié)能設(shè)計中的不利因素，利用對能耗消耗少的自然條件，讓住宅建筑形成生態(tài)綠色的環(huán)保環(huán)境，實現(xiàn)住宅建筑的能耗降低、適宜居住的設(shè)計目標。

一是要對建筑合理選址布局。要從建筑所在地的自然地理條件、氣候環(huán)境情況、住宅功能需要和用戶使用需求等內(nèi)容出發(fā)，對建筑進行全面規(guī)劃設(shè)計。建筑的朝向選擇時，按照夏季東南風流通順暢，防止冬季西北風的灌入等原則，對住宅建筑朝向西北方向的部位進行封閉性處理。對建筑的入口位置和方向的選擇要進行科學對比，通過各種美觀、便于使用的建筑方式對開口位置進行封閉或者是半封閉處理，減少四季風向?qū)ㄖ芎牡挠绊?。在多棟建筑處于同一區(qū)域時，要采用錯落有致、斜排、連排等組合形式，讓建筑之間的空氣流通順暢。

二是要對建筑朝向進行科學選擇。我國大部分地區(qū)是在地球的北溫帶上，因此坐北朝南是很多住宅建筑的朝向選擇。其實住宅建筑的朝向不僅僅只能是使用坐北朝南的朝向，在結(jié)合建筑所在地的地形地貌和氣候環(huán)境條件下，可以對建筑的采光、建筑的光照面積、太陽熱能輻射效果等多個因素的綜合考慮，通過計算機模擬技術(shù)對建筑朝向進行先期計算和校驗，從而選擇出最適合的建筑朝向。

三是要準確計算建筑間距對能耗的影響。建筑間距規(guī)劃時，一方面是要保證間距足夠，讓建筑相互之間能有好的通風和空氣的流通，特別是在夏季氣溫較高的地區(qū)，建筑間距對建筑熱能揮發(fā)的影響很顯著。同時，建筑物設(shè)計中還可以通過降低每層的高度、使用斜坡式屋頂，建筑總體南部高于北部等方法，來保證建筑的采光和光照面積，從而減少建筑白天補充光源的使用，降低能耗浪費。

四是要加強建筑周邊的綠化，讓建筑靠近水面湖泊。綠色植被和水面湖泊不僅可以美化建筑周邊的生態(tài)環(huán)境，也科院降低建筑的能源消耗。如果能在建筑物周邊根據(jù)需要種植高低錯落的綠色大型植物，能很好地降低住宅小環(huán)境中的濕度和溫度?？拷婧秃吹慕ㄖ谙募緯懈玫目諝饬魍ê蜐穸?，也必然會避免空調(diào)的使用，減少能源消耗。

三、住宅建筑節(jié)能設(shè)計的措施

在建筑墻體的設(shè)計中，要把傳統(tǒng)的實心磚逐步淘汰掉，多應(yīng)用由復(fù)合材料制成的重量輕、保溫效果好的空心磚墻。目前國內(nèi)主流的復(fù)合墻體的建筑材料是鋼筋混凝土和輕質(zhì)磚體，其中填充隔熱效果好的絕熱材料，以增強建筑物的保溫效果和隔熱性能。在建筑內(nèi)墻中可以采用絕熱材料進行建構(gòu)，在中間保溫墻中選用保溫隔熱效果好的材料進行填充，讓內(nèi)墻和外墻之間進行熱能的隔絕，提高墻體的保溫性能。外墻的保溫層要考慮到承重受力情況，增加保溫材料，注重對熱能的穩(wěn)定使用和控制。

在建筑門窗的設(shè)計中，要通過選用先進的材料，減少因為門窗帶來的導(dǎo)熱現(xiàn)象，在滿足采光通風、空氣流通和觀看視野等條件下，通過對窗墻比、門窗的密封保溫性能進行合理控制。一般情況下要控制墻體上玻璃的使用面積，通常為總墻面的15%-30%。朝向北面的窗墻比要小于30%，東西方向的小于40%，南面的小于50%。要利用密封條、密封膏、彈性密封件來對門窗之間的縫隙進行封閉，以提高門窗的保溫效果。

在建筑屋頂?shù)脑O(shè)計中，要優(yōu)先先用重量輕、密度高、導(dǎo)熱差的保溫建筑材料，讓屋頂具有保溫隔熱的效果。同時要減少屋頂材料的吸水性能，避免保溫材料在吸水率過高的情況下，導(dǎo)致保溫能力下降。要設(shè)置排水口，保證屋頂保溫層的干燥?；蛘呤卿佋O(shè)屋頂保溫層來降低熱能和噪音對建筑帶來的影響。

在全球經(jīng)濟建設(shè)持續(xù)發(fā)展的背景下，建筑實現(xiàn)節(jié)能綠色環(huán)保，正成為建筑行業(yè)的重要設(shè)計理念。要適應(yīng)時代發(fā)展和國家建設(shè)的需要，對建筑節(jié)能設(shè)計的質(zhì)量進行綜合全面的把控，不斷完善建筑的結(jié)構(gòu)、材料等設(shè)計，降低住宅建筑的能源消耗，為用戶提供符合環(huán)保標準的綠色舒適的健康住宅。

參考文獻

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