浅析夏热冬暖地区的住宅建筑节能设计

关秀平

（深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司，广东 深圳 518000）

浅析夏热冬暖地区的住宅建筑节能设计

关秀平

（深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司，广东 深圳 518000）

为了降低能源消耗，住宅建筑节能设计是必不可少的。文章从我国目前建筑能耗状况、影响建筑节能的因素、建筑节能设计的技术性措施三个方面介绍了住宅建筑节能设计。

住宅建筑；节能设计；必要性；技术性措施；优化设计

一个国家的持续发展，离不开能源消耗，而现在人类不断增长的能源消耗和传统经济增长方式带来的自然资源枯竭和环境不断恶化，已经使人类生存受到严重威胁。对我国而言，煤炭和水力资源非常丰富，但其可开采量和可开发量的人均水平都低于世界人均水平的一半，石油和天然气就更少。能源短缺已经成为制约我国经济社会发展的瓶颈，而建筑能耗在国家全部能耗中占有相当大的比重。千方百计做好建筑节能工作是节约能源的关键。对建筑业来讲，建设节能型建筑，降低建筑能耗已经是当务之急。建筑节能设计，其目的就是通过一定的建筑构造做法，选择合适的建筑材料，达到减少能耗，节约热量、冷量、电能、燃料等目的，同时也要保证一定的舒适程度。

1 建筑能耗状况与节能的必要性

建筑能耗包括建造能耗（建筑材料的生产、运输能耗、建筑施工能耗）、使用能耗（供暖、空调、通风、给排水、照明、烹饪）等，其中，使用能耗远比建造能耗大得多。当前，我国的建筑能耗已接近社会终端总能耗的30%，居全国总能耗的首位。我国正处于城市化发展的高峰期，我国的民用建筑总面积400多亿m2，既有和新建建筑中，高能耗建筑分别为99%和95%。城市每年都有约20亿m2的新增建筑面积。与发达国家相比，我国的建筑能耗是发达国家的2～3倍以上，在资源再生利用率上也远低于发达国家。建筑节能已被认为是各种节能途径中潜力最大、最为有效的方式，对缓解我国的能源紧张和供应不足具有重要意义。所以，建筑节能是一项意义重大且十分迫切的任务。

在所有的建筑类型中，住宅的比例是最大的，占到70%左右，住宅的能源消耗也是我国城镇民用建筑中比例最大的部分，约占到 70%～80%。同时，住宅为人类提供居住空间，与人的日常生活关系最为密切。因此住宅的节能是我国节能工作的重点，意义重大。

与发达国家相比，我国建筑节能设计起步较晚，且能源浪费现象又十分严重。如我国建筑采暖，外墙的耗热量为气候条件接近的发达国家的4～5倍，外窗为1.5～2.2倍，门窗透气性为3～6倍，屋顶为2.5～5.5倍，总耗能是3～4倍。造成这种状况的主要原因是：①节能意识淡薄，致使房屋建筑结构设计不合理；②过于注重工程的初始投资，而很少考虑建成后的日常运行中的能耗费用；③设备效率不高，运行管理不善；④采用传统建筑材料建造房屋，建筑设计保温标准偏低等。

如果现阶段还不重视城市住宅的节能设计，而任高耗能建筑大行其道，那么城市住宅建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产的增长速度，国家的能源生产势必难以支撑这种浪费型需求。

充分了解我国建筑节能设计的必要性后，我们应该把建筑节能作为我国可持续发展战略的一部分。在提高和保证住宅舒适性的前提下，有效地利用建筑节能设计原理，尽量降低建筑物使用过程中的能耗。

2 影响建筑节能的因素

在使用能耗中以供暖能耗为最多，它约占建筑使用总能耗的 40%～60%。降低供暖能耗的主要措施有：①提高供暖设备效率；②提高建筑物的保温隔热能力，减少热量损失，需要依靠建筑节能设计进行。

目前，建筑节能设计与人居环境同样受到建筑师的重视，在设计中均有着充分的体现。

但由于建筑设计的成果直接与开发商的利益挂钩，突出表现的往往是强调建筑的一次性投资，以及如何降低建筑造价，这样就导致了大量不合格产品进入建筑市场。例如，屋面保温材料以次充好，气密性达不到要求的窗户，保温材料厚度的减小，甚至取消外墙保温材料等。这使得节能设计在多层次、多方面发生矛盾，使住宅节能的要求达不到设计的满意效果，使成品建筑的供暖能耗自然增加。而由于这种人为增加或自然增加的能耗在供暖设计中并没有加以考虑，将造成建筑物室内热舒适度标准的降低，而不得不在后期增加室内暖气片或加大锅炉容量，使建造能耗加大。由于人们对一次性投资的短期效应与建筑能耗的长期效应没有正确的认识和理解，结果虽然一次性投资得到了控制，却造成了日后长期性的能源浪费，加大了长期性的资金投入。

另一方面，在我国建筑节能设计中存在着一些不合理的地方。外门窗是建筑能耗的最薄弱环节，约占总能耗的65%，我们常用的单层塑钢窗的传热系数为4.7 W/（m2·k），单层铝合金窗的传热系数为6.4 W/（m2·k）。因此在建筑设计中应尽量采用单层塑钢窗。另外为了追求建筑的美观与舒适而过分的加大门、窗的面积，也是导致室内的保温隔热性能降低的一大因素。

3 建筑节能的基本要求及技术性措施

根据我国最新版《民用建筑节能设计标准》，建筑节能设计的主要目的是在保证建筑物使用功能和室内热环境质量条件下，将采暖能耗控制在规定水平。为了达到建筑节能设计的基本要求，在设计中应采用如下技术性措施：

3.1 优化建筑规划设计

在建筑规划阶段，要慎重考虑建筑物的间距、朝向、体量、体型、绿化配置等因素对节能的影响，改善室内热环境。在建筑的平面布局方面，朝向选择十分重要，夏季应尽量减少太阳直射室内及外墙面，应有良好的通风；而冬季则应有适量的阳光射入室内，避免冷风吹袭。［2］可见，从节能和热环境考虑，建筑物以南北向或接近南北向为好，而应该避免东西向。如某些方位住宅不能为南北向，则至少应保证主要房间设在冬季朝阳或背风的部位，减少围护结构的散热量。同时，注意建筑间距与节能的关系，使建筑南墙的太阳辐射面积在整个采暖季节中不因其他建筑的遮挡而减少。

3.2 提高围护结构节能的科技含量

建筑物的能耗是由其冷风渗透和围护结构的热传导两方面造成的。大量试验结果表明，住宅围护结构的耗能量占建筑采暖热耗的 1/3以上，显然，如果围护结构具有良好的保温隔热性能，则可以减少夏季室外传入室内的热量和冬季室内传出室外的热量，从而减少建筑物的能耗。

3.2.1 窗户节能

窗户为薄壁的轻质构体，是耗热的薄弱环节。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物夏季降温或冬季保温能耗的50%以上。在节能设计中不同朝向的墙窗比不同，在高能耗墙面（东西面）应避免开大窗，且应提高窗户的遮阳性能。同时，要根据制冷、采暖费用和空调设备价格的综合比较去确定合适的玻璃品种，从导热性和隔热性两个方面去综合比选。

3.2.2 墙体节能

我国长期以实心黏土砖为主要的墙体材料，用增加砌筑厚度来满足保温要求，这对能源和土地资源是一种严重浪费，因而在节能的前提下，应进一步推广复合墙体和空心砖墙技术。

复合墙体的应用越来越广泛。其主要原理为：用砖或钢筋混凝土做承重墙，并与绝热材料复合达到增加墙体的保温隔热性能。绝热材料主要有矿棉、岩棉、聚苯乙烯、玻璃棉、膨胀珍珠岩、加气混凝土等。目前复合墙有两种做法：

（1）内保温，将绝热材料复合在外墙内侧。此方法施工简易，目前应用广泛。

（2）中间保温，即将绝热材料设在外墙与内墙中间，可取得良好的保温性，但要填充密实，避免内部空气对流。

（3）外保温，将绝热材料复合在承重墙外侧，此方法热稳定性好，居住较舒适，但外保温材料要经得起日晒雨淋和冰冻的侵袭，这对外保温材料的耐久性提出了很高的要求。

在节能设计中也应根据墙体的朝向不同而设计不同的墙体厚度。如各面墙均相同，由于各朝向所吸收到的太阳辐射量差别很大，特别是南面墙冬季吸热较多，因此不如将增加的保温材料集中设置于北墙或东西墙，这样可以减少保温费用，在构造上也容易做得比较简单。

3.3 屋面节能

屋面节能的主要措施为：

（1）屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料，以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如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。

（2）屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大。

4 结束语

我国建筑节能设计才刚刚起步，建筑节能设计有很大的市场，前景是光明的。只要我们认真扎实地在以上各个环节中做好工作，就可以有效地降低建筑耗能量，利用“后发”优势，迎头赶上，为中国建筑业、能源业作出贡献。

Analysis of Residential Building Energy－saving Design in the Subtropical Region

Guan Xiuping

In order to reduce energy consumption, residential building energy－saving design is essential. The article introduces the residential building energy－saving design from three aspects including China’s current situation of building energy consumption, the factors that affect the building energy－saving, and technical measures of building energy－saving design.

residential building; energy－saving design; necessity; technical measures; optimal design

TU201.5

A

1000－8136（2010）36－0157－02