我国现代住宅节能的思考

张 芳

目前我国正处于飞速城镇化的进程中，住宅建设进入到快速发展的轨道，在建造建筑的过程中一方面要消耗大量的能源，另一方面，为了保证人们拥有更舒适的居住环境，在建筑的运行和使用过程中还会消耗大量能源，在能源日益紧缺的当今世界，发展节能住宅已经是势在必行。我国幅员辽阔，气候分布范围比较广，根据气温分析，绝大部分地区的居住建筑都需要采取一定的技术措施来保证冬夏两季的室内舒适环境。对于北方严寒和寒冷地区要考虑冬季采暖;南方夏热冬暖地区要考虑夏季降温;而地处长江中下游的夏热冬冷地区则要兼顾夏季降温和冬季采暖。截至2000年年底，全国既有房屋建筑面积，城市已至100亿m2，然而其中能够达到采暖建筑节能设计标准的仅占全部城乡建筑面积的0.6%，占城市房屋建筑面积的2.3%，而约210亿m2的既有住宅建筑存在着保温隔热差和气密性差、供热系统热效率低等问题。另外，在我国每年新建的城镇住宅中，完全按照建筑节能要求设计的不足6%，即便执行了建筑节能标准的住宅建筑，其住宅能耗与相同气候条件下的西欧和北美国家相比，单位建筑面积要多消耗50%～100%的采暖能量，而且舒适性较差［1］。

我国从20世纪80年代开始已经有了建筑节能的意识，建设部和国家其他有关部门陆续推出节能标准和实施细则，各地方政府还推出地方性节能法规，以推进建筑节能工作的进展，而且各地也陆续推出节能型住宅小区试点工程，如在节能型住宅小区设计中充分利用太阳能、设计中水系统、加强墙体的保温隔热设计、利用太阳能板设计小区照明等等。但对于节能住宅的设计和应用并没有达到一定规模，也没有形成一定的节能理论进行推广，而且既有节能型住宅的节能效果也并不理想，仍处于初级阶段，还需要进一步改善和发展。

发展节能住宅，降低能源消耗、改善环境、实行可持续发展是缓解能源短缺、建设节约型社会的重要举措。在新建住宅建筑中要重视建筑节能设计，加强围护结构的保温隔热设计，充分利用太阳能，对已建建筑要通过一定措施改善围护结构的保温隔热性能，更换供热设施，改善管网系统的调节作用，提高热源效率，以降低建筑能源消耗。笔者将从以下几个方面阐述住宅建筑节能。

1 不同地区的建筑应有适应不同气候环境的设计

我国住宅建筑地理分布比较复杂，跨越热带、亚热带、温带、寒带，各地气候差异较大，不同的气候条件对住宅建筑具有不同的要求，节能住宅应注重住宅的地域性设计。从建筑形式及平面组合考虑，我国不同地区具有适应不同气候条件的建筑形式和平面组合形式，如北方的四合院、蒙古包、闽南客家土楼，这些建筑形式对各地的节能住宅设计具有一定的参考。除了建筑形式，对于节能住宅还应注重建筑细部构件的节能设计，对于南方炎热地区要充分利用建筑朝向及门窗组织通风，对外窗进行遮阳设计、对外围护结构进行隔热设计以降低夏季室内温度;对于北方严寒地区建筑要通过设计合理的采暖方式及对外围护结构的保温设计来保证冬季室内的温度。从建筑热工设计角度根据我国各地气候划分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区五个建筑热工设计分区［1］。对于严寒地区和寒冷地区的住宅，在设计过程中应使主要房间布置在向阳面以争取较多的日照;建筑体型力求简单，平面布局不宜有过多的转折和凹凸以减小外围护结构面积;同时应注重建筑的保温设计，如设计封闭的门斗;除此之外，应兼顾夏季的隔热。对于夏热冬冷地区，住宅设计过程中要同时考虑夏季的通风隔热和冬季的采暖保温，在向阳面可适当增加开窗面积，既便于夏季组织通风也有利于冬季争取更多的日照，而对于背阳面则应尽量减小开窗面积;除此之外，应注重外围护结构的保温隔热设计。对于夏热冬暖地区，住宅设计应以改善夏季室内热环境、减小空调用电为基本，注重建筑的隔热、遮阳、通风设计。综上，针对不同的气候特征进行相应的建筑设计可有效降低其在使用过程中的能源消耗，真正起到节能的目的。

2 注重围护结构的节能设计

建筑的围护结构主要包括屋顶、外墙和外窗，由于它们直接与外部环境进行热量传递，因此它们的热工性能直接影响到住宅建筑的节能和能耗，它们的节能设计对推行建筑节能设计具有重要的意义。传统的屋面采用现浇水泥珍珠岩板，其厚薄不均，保温隔热性能较差，因此，通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。主要措施是采用现浇加气混凝土提高其保温隔热性能，也可以采用有保温屋面(外保温、内保温)、架空通风屋面、坡屋面、绿化屋面等以增强其保温隔热性，降低能耗，但在设计过程中应注意其对结构安全性的影响。而建筑外墙面积和外窗面积在外围护结构中所占比例比较大，其热量的吸收和热量的损失不能忽视，尤其外窗是建筑围护结构中保温隔热最薄弱的部位。因此考虑建筑的节能应加强外墙和外窗的保温隔热设计。现有建筑外墙多采用370厚实心粘土砖，其保温隔热性能差，不符合建筑节能标准的强制性规定，对节能不利，而且也浪费土地资源，这就需要新型的墙体材料代替单一性能的墙体材料以加强节能效果，考虑墙体节能从技术上讲，其材料传热系数越小，其节能效果越明显，因此，对建筑外墙可采用导热系数小的材料设置保温层或在外墙结构层与装饰层之间设置空气间层，增加外墙的传热热阻，以增强外墙的保温性能。目前国际上的节能建筑都已在墙体中采用了外保温技术，我国建筑也正在由传统的内保温转为外保温。但总的来说墙体节能仍处于初级阶段，有些理论还不成熟。窗户的节能技术主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三个方面进行，可通过采用密封材料增加窗户的气密性，采用节能玻璃(如中空玻璃、热反射玻璃等)、节能型窗框来增大窗户的整体传热系数以减少传热量，在南方地区太阳辐射非常强烈，通过窗户传递的辐射热占主要地位，因此可通过遮阳设施及高遮蔽系数的镶嵌材料来减少太阳辐射量。总之，对于围护结构的节能设计是住宅建筑节能设计的重点，在设计过程中应采取各种设计手段加强其保温隔热性能，以达到降低能耗的目的。

3 加强已建住宅的节能改造

我国现有住宅中传统非节能住宅占有很大比例，已建住宅普遍存在使用过程中能耗大的问题，一方面墙体多采用单一材料，建筑窗墙比大，屋面采用常规散料，使现有围护结构保温隔热性能比较差，往往使室内温度冬季太冷而夏季又太热，这就需要借助空调来调整室内温度，大大浪费了能源;现有住宅的门窗其材料和形式使窗户的气密性较差，冬季加大了热量的损失;此外，现有住宅集中控制的供热方式使同一建筑内不同户型温差较大，温度高的需要开窗散热而温度低的则需要借助其他采暖方式。鉴于以上种种情况，对已建住宅的节能改造直接关系到我国建筑节能目标的实现与否。目前对已建住宅的节能改造应重点放在以下几方面:应大力提高外围护结构的保温隔热性能，采用复合墙体即在现有外围护结构上增设保温层以提高墙体的保温性能，但应注意不能降低原有结构的安全性;窗户是建筑围护结构的重要组成部分，也是建筑物热损失最多的部位，对既有建筑窗户的节能改造，可以利用高效节能窗，如加强窗户的气密性，采用双层中空玻璃或热反射玻璃等全面取代目前使用的普通单层玻璃窗，以改善窗户的保温性能。房屋供热采暖系统改造，是既有建筑节能改造的重点，应改变现有集中控制的供热方式，采取分户控制、以热计量、温度可调。另外，在既有住宅改造过程中应积极推广可再生能源应用，充分利用太阳能、地热能、风能等能源，积极设置中水系统等。综上所述，对既有建筑节能改造是一项意义重大而又十分艰巨的任务。我国的住宅节能建设还处在起步阶段，目前还没有取得突破性进展。认识到住宅节能的重要性不但要关注显性的、眼前的节能效果，更要注意隐蔽的、长远的节能益处。节能要贯穿在建筑的设计及使用的整个过程。

［1］ 江 忆，林波荣.住宅节能［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006.

［2］ 李汉章.建筑节能技术指南［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006.

［3］ 涂逢祥.建筑节能［M］.北京:中国建筑工业出版社，2007.

［4］ 栾景阳.建筑节能［M］.郑州:黄河水利出版社，2006.

［5］ 张春姝.北方节能住宅现状分析与改进［EB/OL］.中国建筑节能网，www.cbee.cn.2010-07-09.