论住宅建筑中节能设计

贾俊强 郑英学

摘要：本文就现代建筑中的节能设计进行研究探讨,建筑节能设计对于降低建筑能耗，实现住宅在设计方面的能源节约，实现城市建设可持续发展具有重大意义。

关键词:住宅； 节能； 设计； 节能措施

目前， 我国建筑用能浪费极其严重， 而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产增长的速度，如果听任这种高耗能建筑持续发展下去， 国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求， 从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造， 这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况， 促进我国国民经济建设的长期可持续发展。

一、住宅建筑节能设计整体环境设计

1、建筑功能空间节能设计

建筑的主要空间都要考虑建筑的节能设计，将主要房间至于日照通风条件最佳的位置, 为工作人员提供最好的享用自然能源的环境。公共活动区主要功能是供睡眠、 休息兼存放衣物,要求轻松宁静有一定的私密性的空间。白天人们工作、 学习、 外出,因此公共活动区

以夜间睡眠为主,白天多是空关着,向南还是向北,有无直接日照,对于建筑节能而言差别不大。在满足通风采光,保证窗户的气密性和隔热性的要求下,公共区不向南不影响建筑节能。白天的日照、 阳光对于活动中心更有直接的节能意义。 因此建筑设计适应这一趋势的影响，

也有调整。

2、 自然通风设计

自然通风是设计中要注意的一个很重要的问题, 良好的自然通风,不仅有利于改善室内的热舒适程度,而且还可减少空调运行的时间,有利于降低建筑物的实际使用能耗。在建筑设计中平面应避开冬季主导风向,充分利用春、 夏、 秋季凉爽时段的自然通风,通过被动方式,利用室外气流带走室内产生的余热,从而保证室内的热舒适性,并缩短空调开启时间,达到节能的目的。

3、建筑朝向设计

朝向对建筑能耗的影响也十分重大。太阳的辐射得热在夏季会增加制冷负荷,在冬季则能降低采暖负荷。朝向选择时应从当地气象条件,地理环境,建筑用地等全面考虑,从节约用地的前提出发,优先采用本地区的最佳或接近最佳朝向,满足冬季能争取较多的日照,夏季避免过多的得热,还应有利于自然通风,从长期实践经验来看,南向是我国各地区者较为适宜的建筑朝向, 但在建筑设计时会受到各方面因素的制约,不可能都采用南向,就应因地制宜合理确定建筑朝向,以满足节能与舒适的要求。

二、 住宅建筑墙体节能设计

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 JGJ26-1995《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， 主要有以下几种:

(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。

建筑外围护构造是反映建筑物各面的围护物，即和外界空气环境直接接触的部分， 如外围墙体、 门窗、 屋面等。 建筑围护结构保温阁热性能是由组成围护结构的各部材料性能所决定的。材料的保温阁热性能， 通常用传热系数来衡量， 传热系数越大， 保温隔热的效果就越差。 建筑节能工程大多数都采用外墙外保温体系， 也有少部分多层建筑采用增加墙体厚度或新墙体材料， 增加墙体保温隔热能量。 外墙外保温体系可有效地提高保温隔热性能，同时还可以解决外墙常见的开裂、 渗水等现象， 但由于建筑物的设计使用周期一般都在 50 年以上，而建筑围护结构的外保温层的整体作用的使用周期小于 50年， 因此， 建筑设计应尽可能地使用轻质、高强度、 保温隔热、 节能、 节地新型墙体材料，发展新型墙体材料和研究新的墙体构造及砌筑方法， 发展节地、 节能、 利废、 环保的新型墙体材料。

三、住宅建筑门窗节能设计

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 住宅建筑屋面节能设计

屋顶在整个建筑围护结构中所占的比例虽然远低于外墙，但对顶层房屋而言， 却是比例最大的围护结构，其保温隔热性能的好坏，直接影响顶层房屋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， 传统的做法是保温层设在防水层内，现在更科学的做法是保温层设在防水层外的倒置式保温屋面， 既提高防水层的耐久性， 又达到保温隔热效果。

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 结论

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。总之，建筑节能是可持续发展概念的具体体现， 也是世界的建筑设计大潮流， 同时又是建筑科学技术的一个新的增长点。设计、 建造使用节能建筑有利于国民经济持续、 快速、 健康发展， 保护生态环境。同时建筑节能促进建筑物外围护结构形式的变化、采暖调控系统的技术进步和建筑构件产品、建筑机构的变化。