住宅建筑节能设计初探

海碧帆

摘要：本文作者结合实际工作经验，就住宅建筑节能设计提出了自己的看法。

关键词：住宅建筑；节能设计；初探

建筑节能是关系国计民生的大事，也是功在当前，造福后人的千秋大业。作为建筑设计师，在设计时不但要增加建筑的现代感及艺术感，还要保证减少能耗，符合建筑节能的标准，这样才能符合社会经济发展和优化自然环境的需要，实现建筑的可持续发展。

1 建筑节能设计整体环境设计

当前，环境设计已成为居住区规划设计中的重要的一环。创造对节能有利的微气候条件对建筑节能也非常重要，建筑的总体布局决定了建筑的朝向，并与基地的通风和热环境状况密切相关，因此，适应气候的总体布局是建筑节能的起点。具体措施有：（1）在规划设计中，合理、高效地利用自然通风是节能设计的一个重要手段，为减少夏季空调运行时间和保证不使用空调季节室内的热舒适性，通过疏导基地和建筑群体通风，在群体空间布局上采用前后错列、斜列、前疏后密等方式以疏导气流，并使建筑物处于周围建筑物的气流漩涡区以外。（2）太阳辐射热对建筑能耗影响最大，根据太阳高度角方位角的变化规律，建筑南向夏季可减少辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，是最有利的建筑朝向。（3）在建筑设计中建筑体形尽量简洁，减少体形系数，使体形系数控制在0.3以下。利用建筑体形和建筑能耗之间的关系，设计出合适美观的创新形体来降低建筑能耗水平。（4）绿化对居住区气候条件起着十分重要的作用，它能调节改善气温，调节碳氧平衡，减弱温室效应，减轻城市的大气污染，减低噪声，遮阳隔热，是改善居住区微小气候，改善建筑室内环境，节约建筑能耗的有效措施。

总之，建筑工程设计要按功能要求合理组合空间造型，充分考虑建筑体形、围护结构对建筑节能的影响，合理确定冷源、热源的形式和设备性能，选用成熟、可靠、先进、适用的节能技术、材料和产品。

2 建筑墙体节能设计

在建筑外围护结构中，墙体所占比重最大，通过围护结构的传热耗热量约占75～80%。因而外墙体的保温设计相当重要，必须改变以往老的外围护设计，改为采用新的节能墙体材料。实施《民用建筑节能设计标准新标准》，外墙材料有了很大的变化。增加保温效果。将承重粘土砖改为承重空心砖，增加了砖的孔空隙率，对保温起到了一定的作用，但由于施工砖墙体时，空隙易被砂浆堵住，难以保证保温效果。墙体改革，推动了新型墙体材料的发展，多种节能型墙体应运而生，主要有：（1）承重空心砌块。它是由混凝土和多孔材料组成，具有高强、承重、保温、节能、导热系数低等特点。（2）加气混凝土外墙。加气混凝土产品有粉煤灰加气和砂加气2种，有砌块、条板状，该类产品本身导热系数小，是建筑热工性能较好的一种新型墙体材料。（3）内保温复合外墙。构造特点与单一材料墙相比，构造组合合理，有较高的热绝缘系数，能较好地发挥保温材料的作用，在满足承重要求的前提下，砖墙可适当减薄。（4）夹心复合外墙。将墙体分为承重和保护部分，中间留有20-50mm空隙，内填无机松散或块状保温材料如炉渣、膨胀珍珠岩等，也可以不填材料做空气层。

3 建筑门窗节能設计

在建筑外围护结构中，窗户是薄壁的轻质构体，也是耗热的薄弱环节，通过门窗缝隙空气渗透耗热量占20-25%，普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物冬季保温或夏季降温能耗的50%以上，所以改善门窗的绝热性能是节能工作的重点。

窗户的节能应区别不同朝向控制窗墙比，尽量避免东西向开大窗，以提高窗户的遮阳性能；另一方面，应根据空调设备的价格和制冷、采暖费用的比较去确定合适的玻璃品种，从各种玻璃的太阳能阻隔特性和导热性两个方面去比较其节能效果，选择吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃和中空玻璃等，以提高玻璃的气密水平。此外，窗上加贴透明聚酷膜，也是窗户节能的措施之一。近年来，聚氯乙烯塑料门窗、单框双玻彩板钢窗和铝合金窗，以其良好的保温性和气密性，在民用建筑中得到了较为广泛的应用。

另外窗户是引起辐射热的有利方面，但又是传热损失冷风渗透损失都比较大的不利方面，即窗缝透气，玻璃和窗框的热阻太小，在符合窗墙面积比条件下其节能设计的主要措施有：（1）采用传热系数小的窗体材料，就目前来讲，采用塑刚门窗，尽量减小开窗面积，以及夜间用保温窗帘、窗板等节能措施。（2）减少冷风渗透，加设密封条，提高气密性，如泡沫聚氨脂，泡沫聚乙烯等。（3）加强户门保温，户门采用填有聚苯板或岩棉板的保温防盗门。

门窗的保温隔热性能：在建筑围护结构中，与墙体、屋面相比，门窗（包括玻璃幕墙）的热工性能最差，是影响室内热环境与建筑能耗最主要的因素之一。为改善门窗的保温隔热性能，可以采用提高门窗的气密性，控制窗墙面积比，窗框采用断热金属型材，增加玻璃层数等措施来提高门窗的保温隔热性能，另外有效的遮阳设施对降低太阳辐射对建筑能耗的影响非常有益。

4 建筑屋面节能设计

屋面的节能措施主要有两点，一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以避免屋面的重量、厚度过大；二是屋面保温层不宜选用吸水率较高的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层吸水量大而降低保温效果。若选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔，以排除保温层内不易排出的水分。在南方住宅中，用架空板隔热也十分普遍，近年来，坡顶屋面发展较快，这种屋面便于设置保温层。设置保温层时，即可以顺坡顶内铺钉玻璃棉毡或岩棉花毡，也可在天棚上铺设绝热材料，还可喷、吹或直接铺设玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩等松散材料作为屋面保温层。

为了满足节能要求，高效保温材料已广泛应用于屋面，如水泥聚苯板等，采用该材料保温性能大大提高一般采用内保温。目前正在研究外保温，即倒置式屋面，它是将防水层设在保温层之下，防止防水层直接暴露在大气中受日晒交替冻融等作用老化，使防水层得到保护，从而大大提高其耐久性。目前所有保温材料为挤塑聚苯乙烯保温隔热板，它具有闭孔型结构，使得材料吸水率和透湿率均很小，压缩强度大，具有出色的保温隔热性能，优越的抗湿性和很高的抗压强度。这些都符合建筑节能技术的发展方向。

屋面的保温隔热性能：屋顶在整个建筑围护结构件所占的比例虽然远低于外墙，但对顶层房间而言，却是比例最大的围护结构，其保温隔热性能的好坏，直接影响顶层房间的室内热环境与建筑能耗，与外墙一样，也应控制传热系数，采用高效保温材料作为屋面的保温层，根据保温层的位置分内外保温，一般屋面大多采用外保温，传统的作法是保温层设在防水层内，现在是作法是保温层设在防水层外的倒置式保温屋面，即提高防水层的耐久性，又达到保温隔热的效果。

5 节能设施技术

随着季节的更替，冬季要采暖，夏季要有空调，这些已经成为现代住宅的追求，这种舒适完全依赖设备的运转，同时也意味着有大量的能源消费。采暖系统控制技术针对。垂直串联式单管采暖系统”无法控制及无法计算采暖能耗问题，采用“按典型房间温度对整幢建筑的采暖系统进行控制” 和“改造供暖管道系统，单管加跨越管和双管系统” 措施，提高供热系统的热效率，应用户用热表和温度调节阀，应用热管网水力平衡技术和调控设备。

6 结束语

住宅建筑节能设计属于一项系统工程，它在策划、实施和获得实效的长时间过程中涉及设计、规划、施工、调试、运行、维修等很多环节。作一名设计人员，在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件，因地制宜，重视综合设计过程这个新观念，在方案之初即组织相关专业工种介入，统筹考虑相互影响，寻求合理的解决方案。因此现代住宅建筑设计中节能设计必须从建筑设计的整个过程出发，是对由多个子系统所组成的复杂大系统的全局优化设计。

参考文献：

[1] 叶国栋，华责.建筑节能优化设计方法慨述[J].华北电力大学学报，2011，（03）.

[2] 师华龙.建筑设计中如何真正落实全面的建筑节能观[J].煤炭工程，2010，（01）.