住宅建筑設(shè)計(jì)節(jié)能問(wèn)題研究

劉俏

摘 要：根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，住宅建筑工程對(duì)周圍環(huán)境的影響十分大，所以我們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該在住宅建筑設(shè)計(jì)中重視節(jié)能，改進(jìn)施工技術(shù)，選擇節(jié)能型的施工材料，進(jìn)而提高工程質(zhì)量。因此，制定的三個(gè)地區(qū)的居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，都把提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能作為核心內(nèi)容，這也是建筑節(jié)能的最有效手段。

關(guān)鍵詞：住宅建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)；屋面綠化

一、傳統(tǒng)民居建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)民居建筑在被動(dòng)式節(jié)能上就解決的非常巧妙， 它們?cè)谶x址、朝向、平面布局、空間組合、建筑用材、構(gòu)造處理等方面，積淀了千百年來(lái)人們適應(yīng)與利用自然、保護(hù)自然，以最簡(jiǎn)潔靈巧且經(jīng)濟(jì)的方式創(chuàng)造居住環(huán)境的思想和經(jīng)驗(yàn)。例如：我國(guó)北方地區(qū)的合院式居民的平面布局與空間組織利于冬季手機(jī)太陽(yáng)能和防止冷風(fēng)滲透， 南方地區(qū)的庭院式民居則有利于夏季的自然通風(fēng)和蒸發(fā)吸熱降溫， 而過(guò)度地區(qū)的合院式民居建筑所呈現(xiàn)的這些效應(yīng)發(fā)現(xiàn)， 這是人們自發(fā)且巧妙的在民居建筑中考慮了自然條件和氣候特征，運(yùn)用了“煙囪效應(yīng)”原理、相變蒸發(fā)（冷凝）吸（放）熱原理、土壤蓄熱（冷）原理、太陽(yáng)能熱利用原理以及地表風(fēng)場(chǎng)的分布規(guī)律等，創(chuàng)造出通過(guò)建筑空間與平面、院落與建筑形體的合理布局，院落與室內(nèi)空氣流場(chǎng)的合理組織的方法。對(duì)于采暖建筑物來(lái)說(shuō)，節(jié)能的主要途徑是：減小建筑物外表面積和加強(qiáng)維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫，以減少傳熱耗熱量；提高門窗的氣密性，以減少空氣滲透耗熱量。在減少建筑物總失熱量的前提下，盡量利用太陽(yáng)輻射熱得熱和建筑物內(nèi)部得熱，最終達(dá)到節(jié)約采暖設(shè)備供熱量的目的。對(duì)夏季需要空調(diào)降溫的建筑來(lái)說(shuō)，其節(jié)能途徑為：抑制在室內(nèi)產(chǎn)生熱，促進(jìn)室內(nèi)的熱吸收，抑制外環(huán)境熱量進(jìn)入室內(nèi)，同時(shí)促進(jìn)熱向室外散失。

二、現(xiàn)代住宅建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)

1.屋面節(jié)能。我國(guó)現(xiàn)在已列為世界能源短缺大國(guó)之列，這已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大阻礙，現(xiàn)階段，我國(guó)可利用的能源極為有限，這已被業(yè)界人士高度重視，建筑節(jié)能已被提出到了重要日程上來(lái)，屋頂作為一種建筑物外圍層室內(nèi)溫度圍護(hù)結(jié)構(gòu)所造成的室內(nèi)外溫差傳熱耗熱量，大于任何一面外墻或地面的耗熱量。因此，提高屋面的保溫隔熱性能，對(duì)提高抵抗夏季室外熱作用的能力尤其重要，這也是減少空調(diào)能耗，改善室內(nèi)熱環(huán)境的一個(gè)重要措施。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，屋頂所占面積較小，能耗約占總能耗的 8%～10%。因此，加強(qiáng)屋頂保溫節(jié)能對(duì)建筑造價(jià)影響不大，節(jié)能效益卻很明顯。主要有下面三種方法：

（1）倒置式屋面。傳統(tǒng)屋面工程中通常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛭石、礦棉巖棉等都是非憎水性的，這類保溫材料如果吸濕后，其導(dǎo)熱系數(shù)將陡增。因此普通保溫屋面中需在保溫層上做防水層，在保溫層下做隔氣層，從而增加造價(jià)，使構(gòu)造復(fù)雜化。其次，防水材料暴露于最上層，加速其老化，縮短了防水層的使用壽命，故應(yīng)在防水層上加做保護(hù)層，這又將增加額外的投資。再次，對(duì)于封閉式保溫層而言，施工中因受天氣、工期等影響，很難做到其含水率相當(dāng)于自然風(fēng)干狀態(tài)下的含水率：如因保溫層和找平層干燥困難而采用排氣屋面的話，則由于屋面上伸出大量排氣孔，不僅影響屋面使用和觀瞻，而且人為地破壞了防水層的整體性，排氣孔上防雨蓋又常常容易碰踢脫落，反而使雨水灌入孔內(nèi)。正因?yàn)榇嬖谶@些問(wèn)題，現(xiàn)在工程中經(jīng)常采用倒置式屋面，所謂倒置式屋面，就是將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層與防水層顛倒，把保溫層放在防水層的上面。這種保溫層強(qiáng)調(diào)“憎水性”保溫材料，如擠塑聚苯板等。倒置式屋面能夠最大程度減少上述不利因素的影響，保證屋面的節(jié)能效果。

（2）屋面綠化

①綠化屋面的荷載及植被。屋頂綠化與地面綠化的一個(gè)重要區(qū)別就是種植層荷重。應(yīng)根據(jù)屋頂?shù)牟煌奢d以及植物配置要求，制定出種植層高度。種植土宜采用輕質(zhì)材料（如珍珠巖、蛭石、草炭腐殖土等）。種植層容器材料也可采用竹、木、工程塑料、Pvc等以減輕荷重。若屋頂覆土厚度超過(guò)允許值時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致屋頂鋼筋硅板產(chǎn)生塑性變形裂縫，從而造成滲漏。所以必須嚴(yán)格按照規(guī)范確定覆土層厚度。

②淺色坡屋面?，F(xiàn)在大部分的住宅依然采用平屋頂，在太陽(yáng)輻射最強(qiáng)的中午時(shí)間，太陽(yáng)光線對(duì)于坡屋面是斜射的，而對(duì)于平屋面是正射的，深暗色的平屋面僅反射不到30%的日照，而非金屬淺色的坡屋面至少反射65%的日照，而且平屋面的防水較為困難，且耗能較多。若將平屋面改為坡屋面，在坡屋頂內(nèi)鋪釘玻璃棉氈或巖棉氈，不僅可提高屋面的熱工性能，還有可能提供新的使用空間（頂層面積可增加約 60%），也有利于防水，并有檢修維護(hù)費(fèi)用低、耐久之優(yōu)點(diǎn)。在中小型建筑如居住、別墅及城市大量平改坡屋面中被廣泛應(yīng)用。

2.建筑構(gòu)造上的節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑外墻不宜設(shè)置凸（飄）窗，居住建筑北向不得設(shè)置凸（飄）窗。確需設(shè)計(jì)凸（飄）窗，應(yīng)滿足下列基本要求：a.凸（飄）窗出挑尺寸和外窗面積計(jì)算，應(yīng)按《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則》規(guī)定執(zhí)行。b.凸（飄）窗的傳熱系數(shù)K值不得大于2.8W（/m2·K）。c.凸（飄）窗不透明的頂板、底板和側(cè)板必須作好保溫、隔熱設(shè)計(jì)，其保溫層總厚度應(yīng)大于外墻保溫層厚度。

3.當(dāng)封閉式陽(yáng)臺(tái)上未設(shè)陽(yáng)臺(tái)門時(shí)，外保溫層應(yīng)做至不透明的陽(yáng)臺(tái)欄板上，其封陽(yáng)臺(tái)的窗框料、玻璃應(yīng)按外窗熱工性能要求設(shè)計(jì)。由非金屬、金屬板材等組成的非透明幕墻內(nèi)側(cè)墻面，保溫層應(yīng)做密封防水處理。建筑外飾面做法應(yīng)選用與外墻外保溫系統(tǒng)相配套的構(gòu)造層次。外墻外保溫工程不宜采用粘貼飾面磚做飾面層。確因特殊需要采用時(shí)，其設(shè)計(jì)的安全性與耐久性必須符合《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ144-2004）、《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)》（JG158-2004）、建設(shè)部《聚氨酯硬泡外墻外保溫工程技術(shù)導(dǎo)則》、《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50411-2007）等標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。飾面磚應(yīng)采用輕質(zhì)功能性面磚，重量不大于16kg/m2，單塊面積不大于0.01m2，面磚吸水率不小于0.6%不大于6%。外墻粘貼飾面磚的建筑總高度不應(yīng)超過(guò)40m，否則應(yīng)經(jīng)有關(guān)部門專項(xiàng)論證審查通過(guò)后方可實(shí)施。

4.居住建筑中不采暖、無(wú)空調(diào)的地下室頂板，應(yīng)按層間樓板要求設(shè)計(jì)[K≤2.0W/（m2·K）]；公共建筑中不采暖、無(wú)空調(diào)的地下室頂板，應(yīng)按地面要求設(shè)計(jì)（R≥1.2m2·K/W）

采用倒置式屋面節(jié)能設(shè)計(jì)，應(yīng)選用吸水率低的保溫材料，并做好保溫層密封保護(hù)措施。選用上人、非上人或種植屋面，應(yīng)合理選用保溫材料，按確定的防水材料進(jìn)行防水構(gòu)造設(shè)計(jì)。高層建筑的窗頂應(yīng)采取防火構(gòu)造措施，保溫材料的燃燒性能不低于B1級(jí)。外門窗洞口側(cè)面保溫層厚度不小于20mm，并做好保溫層與窗框間的防水密封處理。東西向主要用房的外門窗應(yīng)有遮陽(yáng)措施。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，居住建筑作為現(xiàn)代建筑中數(shù)量較大，同時(shí)相對(duì)舒適度要求又較高的類型之一，在滿足社會(huì)發(fā)展的需要的同時(shí)，需要在空間中筑起一個(gè)人工環(huán)境，并努力做到室內(nèi)環(huán)境的舒適和穩(wěn)定的同時(shí)，要盡量減少能耗代價(jià)。在居住建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)正視室外環(huán)境對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響，通過(guò)規(guī)劃組織，空間、功能布置以及局部構(gòu)造處理等技術(shù)手段達(dá)到對(duì)氣候的尊重。利用氣候條件的有利因素，調(diào)整環(huán)境對(duì)建筑的影響程度，以營(yíng)造符合現(xiàn)代社會(huì)要求的更舒適、更有效的空間環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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