谈住宅建筑的节能设计措施

孙心德

大连大达规划建筑设计有限公司 116600

摘要：住宅建筑节能设计不仅要满足居住环境的舒适度，而且要在保证环境质量的前提下进行节能设计。同时，通过对住宅建筑整体进行合理的布局，加强能源利用，并对住宅建筑外围结构、门窗及过渡空间等进行有效的节能保温设计，以达到节能降耗的目的。本文作者结合多年来的工作经验，对住宅建筑的节能设计措施进行了研究，具有重要的参考意义。

关键词：住宅建筑；节能设计

前言

建筑节能关系到人类前途的命运，是中国经济可持续发展的重大课题。随着经济的发展和生活水平的提高，人们对建筑舒适度的要求也越来越高。如何在不断提高室内舒适度的同时，提高能源利用率，使建筑用能的总水平不断降低，走可持续发展之路，是实现我国国民经济和可持续发展的重要内容，同时也是保护资源、保护环境、减少污染的重要举措。

1 住宅建筑节能设计的必要性

随着我国经济的迅速发展，住宅建筑建设规模巨大，建筑能耗在整个商品能耗中占有相当大的比重，特别是近些年来，其所占比例也越来越大。而前期的住宅建筑由于单纯强调建筑造价低廉，没有可供参考的建筑热工和建筑节能等方面的国家或地方标准规范，致使住宅建筑的围护结构不科学，严重影响了建筑本身的固有功能和居民的舒适度，导致住宅采暖耗能、空调耗能等较高。

2 住宅建筑设计的节能原则

（1）在整体的规划与单项设计上，对建筑的平面设计要合理的规划，这样才能够充分的形成在夏季的穿堂风，也使每个房间都可以有良好的采光条件。比如在设计建筑平面时，板式设计比塔式设计具有更好的采光与通风条件。

（2）选择有力与节能建设的建筑地址与朝向，这样就可以充分的利用太阳能进行节能了。一般在我国，南北朝向的建筑比东西朝向的建筑更加节能，如果建筑的面积相同，主朝向的面积越大，这种节能效果差异越明显。另外，在建筑之间还要保持一定的距离，以便于充分利用太阳能资源。

（3）对窗户与墙的面积比例进行合理的设计，在建筑中最薄弱的保温部位就是窗户，所以，在设计时把窗户的面积合理的控制一定范围内，有效的防止门窗缝隙之间的能量损耗，可以达到很好的节能效果。最后在建筑设计时改善维护结构具有的保温性能，也可以达到理想的节能效果。

3影响住宅建筑节能的主要因素

3.1建筑总体的布置直接影响建筑的能耗

房屋的朝向从两个方面影响着室内的温度，即主导风向和太阳辐射。夏季主导风向给室内以凉爽，降低空调能耗；冬季利用太阳辐射的自然能源，更多的获得太阳日照，减少供热能耗。因此建筑基地应尽量选择在向阳避风的地段上，为建筑争取日照创造必要的条件。

3.2住宅建筑的主要组成部分外墙、外门窗及屋顶是影响建筑节能的另一主要因素

（1）外墙是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响到建筑的耗热量。特别是大部分地区一直沿用的实心粘土砖，其保温性能就比较差。按照新标准（以多层住宅为例），当建筑物体型系数小于0.3时，属寒冷（A）区的青岛某地其外墙传热系数限值应小于0.6W/（m2·K）。370厚实心粘土砖外墙加上内外抹灰，其传热系数为1.53，远远大于限值0.6。370厚非粘土多孔砖传热系数为1.19，而370厚加气混凝土砌块传热系数只有0.54，小于限值0.6。通过以上比较可以看出，传统的由单一材料组成的外围护结构墙体，其热工性能指标已经不能满足节能建筑的要求。而复合墙体则充分利用各种材料的不同性能，来达到节能建筑所需要的围护墙体的热工性能指标，因此，在节能的前提下，应大力推广非粘土空心砖墙和复合墙体技术。

（2）外门窗对建筑能耗的影响有两方面：一方面是窗的传热影响冬季采暖能耗，另一方面是窗受太阳辐射影响夏季空调降温能耗。因此，减少冬季流出室外的热量和夏季进入室内的热量、改善外窗的保温性能、减小窗的传热系数、抑制温差是节能设计的重要手段。（3）屋面作为建筑物的重要组成部分，其保温材料的好坏直接影响着建筑物的耗热量。现今许多高层住宅的屋面都会作为消防疏散平台，而一些大底盘住宅建筑，其大底盘的屋顶也都做成供居民休闲娱乐的屋顶花园，而且还要考虑消防车的通行，这样对屋面保温材料就有了更高的要求。要想耗热量小，保温材料的导热系数就要低，这样材料强度也随之降低，因此，不同的屋面对保温材料的要求是不同的。

3住宅建筑的細部节能设计

3.1外墙的传热耗热量占围护结构总耗热量的28%以上，外墙面积的大小直接影响外墙的耗热量。外墙在进行热量传递时，在梁柱处很容易出现热流集中，此处即为热桥。热桥现象作为围护结构的一种常见现象，在很大程度上会影响外墙的保温效果。因为混凝土梁柱的导热系数远小于组成围护结构的砌体（如砖墙、砌块墙）的导热系数。因此在外墙节能设计时，一定要对不同材料的围护结构进行加权平均的算法来确定保温材料的厚度。除此之外，还要做好与外墙面有关的一些部位的保温，如：雨篷、空调板、不采暖阳台板等，现在通常的做法就是在板的上下均抹30厚玻化微珠保温砂浆。而飘窗上下围板及女儿墙的保温材料厚度应与外墙保温厚度相同。

3.2外窗及窗与洞口之间缝隙的耗热量占围护结构总耗热量的50%以上，减少窗户的面积与缝隙的长度是节能设计的重要措施。现阶段高层住宅的外窗基本上选用了缝隙小、气密性好的平开窗。随着门窗保温性能的不断提高，门窗框与墙体之间的缝隙成了保温的一个薄弱环节。以前的施工做法都采用水泥砂浆填塞，这样缝隙很容易形成热桥，而门窗洞口侧面处于室外的侧墙也很容易使室内产生结露。为了更好的减少热量的流失，在窗框与洞口之间的缝隙采用挤入聚氨酯等高效保温材料进行填堵，窗洞口室外部分四周均抹30厚玻化微珠保温砂浆进行保温处理。

4 建筑设计中利用可再生能源的设想

可再生能源在暖通空调系统中的应用包括：太阳能的应用、自然通风的应用、地下水的应用、地热（冷）的应用等。节能理念在建筑施工过程中的应用，最为关键的环节，在建筑施工过程中，离不开对各种新能源的利用，离不开对各种新型节能设备的采用。

4.1 太阳能在暖通空调中的应用

4.1.1 太阳能采暖技术应用。太阳能采暖是利用太阳能板加热水，再利用电能作为辅助，把加热的水在地下管道中流通，从而使整个房间达到取暖的效果。降低了以往常用的锅炉、电热膜或天然气等不可再生资源的使用率。

4.1.2 太阳能制冷技术应用。（1）吸收式制冷系统。自蒸发器出来的低压蒸气进入吸收器，被吸收剂强烈吸收，吸收过程中放出的热量被冷却水带走，形成的浓溶液由泵送入发生器中，被热源加热后蒸发，产生高压蒸气，进入冷凝器冷却，而稀溶液减压回流到吸收器，完成一个循环。（2）吸附式制冷系统。工作过程由热解吸和冷却吸附组成，基本循环过程是利用太阳能或者其他热源，使吸附剂和吸附质形成的混合物（或络合物）在吸附器中发生解吸，放出高温高压的制冷剂气体进入冷凝器，冷凝出来的制冷剂液体由节流阀进入蒸发器。制冷剂蒸发时吸收热量，产生制冷效果，蒸发出来的制冷剂气体进入吸附发生器，被吸附后形成新的混合物（或络合物），从而完成一次吸附制冷循环过程。

4.2 自然风的应用

由于利用自然风提供建筑所需要的冷量，与常规空调相比，在运行中不用电甚至少用电，既节约能源，又减少对环境的污染，同时也优化了室内空气质量。自然风的供冷是暖通空调应用中的重要组成部分：当室外空气的焓值和温度低于室内时，供冷期内就可利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷需要。

4.3 地下水的应用

地下水由于地层的隔热作用，其温度受气温影响很小。在暖通空调中，有些地下水可以直接作为冷源，更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的节能前景。

5、建筑节能设计的发展趋势

5.1、发展现有的节能技术

当前，很多建筑师的节能认识只存在于理论层面，不懂如何把节能技术应用到建筑当中。建筑师不仅要明白节能原理，而且要在设计中按照不同的工程、不同的部位，采取相应的节能措施，所以建筑师必须加强建筑节能方面的学习，将现有的节能技术运用的设计中去。

5.2、发展建筑节能新“理念”

在推行节能理念同时，不仅要引进学习国外先进节能理念，而且要从传统建筑模式、风格中学习节能办法。中国传统民居都是因地制宜，各类功能利用与自然环境达到完备效果，并且各自拥有独立的形态样式，可以成为当代建筑节能的学习范式，形成新的节能理念。

结语

建筑節能设计不能牺牲居住环境的舒适度，必须在保证环境质量的前提下进行节能设计。我国要积极推广绿化建筑、低能耗被动式建筑、再生能源一体化建筑，对太阳能热水器的推广也将成为节能设计的一项重要工作。