大丰维罗纳花园住宅的节能设计

■ 吴斌斌 Wu Binbin

0 前言

随着世界环境的日益恶化，节能减排成为当今世界的一个重要议题，在世界各地都得到了强烈的关注，无论是出于对于人类自身的思考还是对于后代的关怀，这无疑已经成为与人类生活息息相关的重要组成部分。而在我国节能减排已成为一种社会责任，随着我国经济的迅速发展，政府对环境保护、节约能源、改善居住条件的高度重视，法制逐步健全，尤其在住宅建筑的规划设计上已逐步完善了相应规范和要求，节能设计已经成为了规划设计中的重要一环，也是体现规划设计水准的一项重要指标。

大丰维罗纳花园住宅设计作为大丰市的示范型生态宜居的住宅小区，从建造起便以一种领先的姿态在节能环保方面走在了当地的前沿。在项目的规划设计之初不仅考虑了建筑的造型结构、使用布局等外部因素，同时也从多方角度切入，多个专业分析，在能耗循环利用和节能设计方面进行了详细的调研，以求得住宅建筑的各项基本要素与节能减排的效能平衡，经济性、使用性与规范性要求的平衡，满足在采暖、空调等多个方面节能的要求。

1 建筑节能设计要点

1.1 地区特征

大丰维罗纳花园住宅的项目位于江苏省大丰市新区(北纬33.4°，东经120.1°)，西至西康路，南至健康西路，北至幸福西路，建筑面积约15万m2。属于夏热冬冷地区，该地区的气候特点是：夏季高温、炎热，且持续时间长；冬季寒冷、潮湿，时间较短。这样的环境特征对节能设计要求也相对较高,不仅夏天要满足其在通风方面的要求，而在冬天也要满足在日照采暖方面的要求。在规划设计中，选择以正南北朝向为节能创造有利条件，使住宅区内的住宅在夏季通风和冬季日照都能得到最大限度需求，同时也避免了相互的遮挡而产生的能量消耗影响。

1.2 造型特征

大丰维罗纳花园住宅区是具有意大利风情的社区，以充满地中海特色的造型为主体，配以纵深丰富的景观轴线，形成了具有层次感的高品质欧式住宅区。

而以传统的观念来说越是造型丰富的建筑，其对节能体形系数方面的影响越是不利。凹凸丰富、错落有致的造型使整个住宅建筑的体形变得更为复杂，南北通透的充裕采光使开窗面积配比大幅度提高，产生了诸多对节能不利的影响因素。所以，在节能的整体设计中，配合欧式景观坡顶内的空气层，大尺度挑檐等建筑元素的合理调节，通过设置一系列的建筑整体节能措施，大幅度地提高整个住宅建筑的效能，使整个造型既不失去欧式的主题，又为节能创造有利的条件，以弥补欧式复杂的造型构件对节能造成的负面影响。

2 建筑节能设计分析

2.1 围护结构

围护结构是满足建筑物节能效能的重要组成部分，不同材质的围护结构会有不同墙主体传热阻值，产生不同的墙身传热系数，对建筑产生的能量效应也不尽相同。所以，对材料的选择对住宅建筑的节能设计是至关重要的。在大丰维罗纳花园住宅工程中一开始按照常规方案，建筑外墙围护结构选用了应用的比较广泛的，而且技术也比较成熟的30mm厚膨胀聚苯板作为保温隔热材料。但是经过设计上经济性和安全性的比较分析，将保温材料改成了40mm厚的胶粉聚苯颗粒保温砂浆（导热系数：0.06 W/(m·K)，蓄热系数：1.17W/(m2·K)，热阻值：0.67(m2·K)/W，热惰性指标D=R·S=0.78），相比较于膨胀聚苯板来说，胶粉聚苯颗粒保温砂浆更注重保温隔热系统的透气性，同时结合外墙水泥砂浆使用，不仅缩短了施工的周期而且还减少了墙体的构造厚度，更体现了住宅建筑的经济上的合理性。更重要的是胶粉聚苯颗粒保温隔热系统，具有密度大，变形力小，具有防火功能，在安全性上更具有可靠性，避免意外火灾产生的事故和隐患，满足了2009年9月25日公安部、住房和城乡建设部联合制定的《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》（以下简称《规定》）。《规定》遵循建筑节能与建筑防火统筹兼顾的原则，对不同火灾危险性的建筑规定采取不同的保温材料和不同火灾防范措施。

2.2 建筑门窗

近年来有关数据统计，在我国建筑能耗已经占到全部能耗的40%左右，而其中一半的能量是通过窗户流失的，所以建筑门窗是建筑外立面上影响建筑能量交换的重要部分，门窗的比例越大，对节能设计而言越是不利。另一方面，门窗大小也是影响整个建筑外观造型的重要部分。大丰维罗纳花园住宅的门窗从材质到位置都充分考虑了对节能设计的影响。住宅建设中选用的外窗类型为塑钢普通中空玻璃窗4+9A+4，其玻璃间的空气层填充为氩气，自身遮阳系数0.648，传热系数2.705W/(m2·K)，比起挡风雨、透视、换气的单层或双层普通平板玻璃，其保温隔热性更具有节能的优势。通过双层断桥的中空玻璃窗满足冬季保温要求，也一定程度上弥补了南北向造型窗户过多的而产生的不必要的能量交换和消耗。同时每户住宅的分户门类型选用节能外门保温（其传热系数为2.47W/m2·K)，相比于普通木门更具有良好的保温隔热效能，使整个内部空间的能量更为稳定，不至使能量的非正常流失。

2.3 屋顶

在配合大丰维罗纳花园的整体意大利风情外观上，屋顶也采用1∶2.5坡度的欧式风格坡屋顶。屋顶作为住宅建筑的重要组成部分，对建筑节能的功效也是占主导地位。不同结构形式的屋顶对节能保温性能是有着很大差异的，把握好屋顶的构成是节能设计中重要一环，通过对屋顶的节能设计及整体能耗控制，同时配合围护结构和建筑门窗的节能性能，才能使整个住宅建筑有成效的节能效果。在大丰维罗纳花园住宅工程中，首先利用坡顶内空气隔热层来加强屋顶层的保温效能，同时配合挤塑聚苯乙烯泡沫板，板厚度30mm，导热系数0.03W/(m·K)，蓄热系数0.54W/(m2·K)，热阻值1.00 (m2·K)/W，使整个屋顶层的传热系数K不仅满足规范设计要求，更从全局上调节了整个住宅建筑的保温性能。

在大丰维罗纳花园住宅的规划设计中，对方案做了多次的调整，并对住宅建筑设计与住宅建筑节能的把握了较好的尺度。同时为了验证大丰维罗纳花园住宅节能效果，采用了节能分析软件的动态计算，校核了设计建筑的能耗指标均已达到规范标准要求。根据《江苏省民用建筑热环境与节能设计标准》（DB32/478-2001）的要求，大丰维罗纳花园住宅建筑的节能设计达到节能的设计要求。

3 结语

我国一直处于能源稀缺的边缘的人员大国，而在消耗的能源中，建筑能耗上约占全国总能耗的1/4，居能源消耗的首位。如何有效的进行建筑节能是近年来国内住宅建筑的设计研讨的热点。而相较于节能较发达国家，我国在这方面的起步相对较晚，而且资源的浪费又十分的严重，提高建筑节能设计水平对建筑业及整个国家有着潜在的经济和社会效益。

其次，我国的住宅建筑的外保温需求量巨大，不同地区、不同气候条件对外保温的技术要求也不相同，这决定了我国住宅建筑外保温系统的种类必然是多元化的。但是，不论怎样的住宅建筑体系构造，对其防火安全性要求也应是相同的。对此，住宅建筑的外保温系统的防火性能进行等级划分是今后发展方向。

再次，住宅建筑外墙外保温系统的耐久性、安全性（坠落）、市场有序竞争（合理价格）及管理（施工、检测、监督及质保）等也是需要重点考虑的问题。对于建筑设计师来说，也要进一步关注及研究保温系统的适用性及经济性：如公共、民居住宅建筑类型保温体系与结构体系适用性；保温体系本身对不同结构体系适用性；自保温复合体系、内保温体系推广应用可行性；本地区外墙保温系统适用技术体系。