关于夏热冬暖地区居住建筑节能设计的探讨

陈凯

【摘要】世界范围内以石油、煤炭、天然气为主的三种传统化石能源日趋枯竭，人类将不得不转向成本较高生产周期更长的生物能、地热、水利、太阳能、风力和核能，而我国的能源问题尤为严重。随着我国城市建设的高速发展，建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗总量的32%，加上每年房屋建筑材料生产能耗约为总消耗量的13%，建筑总能耗达到了全国能源总消耗量的45%。由此可见建筑节能已成为全社会节能减排中的重中之重。本文主要阐述如何进行建筑节能设计，尤其是夏热冬暖地区居住建筑节能设计的相关问题。

【关键词】居住建筑；规划；墙体；屋面；门窗

引 言

我国现有建筑面积约为400亿平方米，其中绝大部分为高能耗建筑，且每年新建建筑面积接近20亿平方米，其中95%以上都是高能耗建筑。如果我国执行的节能设计标准仍然保持低水平，将留下很重的能耗负担，以后治理将会是困难重重。因此我国建筑行业实行全面节能势在必行。建筑节能就是采取一定措施，减少建筑在使用过程中对能源的消耗，最大限度地减少建筑物的能耗量，以获得理想的建筑节能效果。而夏热冬暖地区居住建筑节能设计则应注重以下几个方面。

一、建筑群的总体规划

建筑群的总体规划应有利于自然通风和减轻热岛效应。建筑的平面、立面设计应有利于自然通风。这是规范要求的，同时也是设计人必须遵循的设计原则。居住建筑的平面布局主要有围合式、行列式、自由式。为了获得更好的日照与通风效果，采取行列式与自由式一般是首选。在立面设计上，采用迎风面上的前高后低和有规律的高低错落，可以避免居住区过于单调，更能获得更好的自然通风效果。

二、居住建筑的朝向

居住建筑的朝向宜采用南北向或接近南北向。夏热冬暖地区位于我国的南方，气候炎热，夏季吹东南风，所以住宅的长轴方向应垂直于夏季的主导风向。加上有实验证明，在其他条件相同的情况下，东西向板式居住建筑的耗能量要比南北式的高出几个百分点。所以，居住建筑的朝向以采用南北向为最优。

三、合理控制体形系数

规范上只提到在夏热冬暖地区北区内，单元式、通廊式住宅的体形系数不宜大于0.35，塔式住宅的体形系数不宜大于0.40。但是，对于所有的居住建筑体形系数同样重要。体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。体形系数越大，则同样建筑体积的外表面积越大，散热面积会越大，建筑能耗就会越高，对建筑节能就越不利。因此，建筑物的造型应该简洁、完整，不要过度追求复杂的造型。

四、居住建筑的墙体节能措施

墙体是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温隔热性能直接影响了建筑的耗冷耗热量。因此在选择墙体材料时，应采用新型建筑节能材料，如蒸压轻质加气混凝土砌块等。当建筑东西向有大于或等于1米的剪力墙，是需要进行隔热验算的。而普通的钢筋混凝土是不能通过这个验算的，因此这样的剪力墙是需要有保温隔热措施的。一般来说，钢筋混凝土墙体的保温隔热措施为内部添加保温隔热层，材料一般为玻化微珠保温砂浆等。当条件允许时，可对整个外墙进行外墙外保温措施，这样不但能解决外墙的热桥问题，还可以增加室内的使用面积，常见的方案有：外贴聚苯板保温等。

五、居住建筑的屋面节能措施

屋面的保温隔热同样影响着整个建筑的保温隔热性能。屋面保温层不宜选用吸水率大的保温材料，否则屋面湿作业时会因保温层大量吸水而降低了其保温效果。因此，应选用高效轻质的保温材料，如XPS挤塑板、EPS泡沫板等。另外，还可以把防水和耐气温性能好、不易老化的保温层置于防水层之上，使保温层兼具防水层的作用。有条件的地方还可以采用隔热屋面，如植被屋顶、蓄水屋顶等，改善屋面的保温隔热性能，从而改善整个建筑的节能效果。

六、合理的开窗面积

门窗对于整个建筑来说属于薄壁轻质构件，因此通过门窗的传热散失和其缝隙空气渗透的耗热量较大，约占整个居住建筑耗热量的50%。所以，外门窗也是居住建筑节能的一个重点。规范要求各朝向的单一朝向窗墙面积比，南、北向不应大于0.40；东、西向不应大于0.30。在保证各朝向的开窗面积不能过大的同时，规范又要求保证建筑的卧室、书房、起居室等主要房间的房间窗地面积比不应小于1/7。因此，在控制居住建筑的开窗面积时，既要保证主要房间有足够的开窗面积，同时又要注意单一朝向窗墙面积比不能过大。

七、门窗材料的选择

在选择门窗材料时，应采用能耗低、热阻大的新型节能材料，如塑钢门窗就能提高门窗的热工性能。更加重要就是玻璃的选材，因为玻璃占了整个玻璃门窗面积的80%以上。在需要良好的保温隔热性能的房间或者受噪声影响较大的房间可以采用双层中空甚至三层中空玻璃来达到预想的效果。当玻璃面积较大时，可采用吸热玻璃、热反射玻璃、Low-E玻璃等拥有良好热工性能的玻璃，以保证整个居住建筑的节能效果。

八、门窗的通风效果

外窗（包含阳台门）的通风开口面积不应小于房间地面面积的10%或外窗面积的45%。这是规范的基本要求，但随着规范的执行越来越严格，通风开口面积的要求也越来越大。首先，房间地面面积有可能由房间的套内面积，变为房间四周墙中线所围合的面积，这样就是要增加房间的通风开口面积。其次，通风开口面积有可能需要折减窗框门框的面积，这样也是要增加房间的通风开口面积。所以，增加房间的通风开口面积必定是日后的趋势。

九、居住建筑的室外遮阳

由于夏热冬暖地区位于我国的南方，纬度较低，夏季日照时间长，会造成室内日晒光照过于猛烈等问题。因此，规范规定居住建筑的东、西向外窗必须采取建筑外遮阳措施，建筑外遮陽系数SD不应大于0.8。而居住建筑南、北向外窗应采取建筑外遮阳措施，建筑外遮阳系数SD不应大于0.9，但此条并非强制性条文。常见的外遮阳构造有平板遮阳、百叶遮阳与活动遮阳。在进行建筑方案设计时应充分考虑外窗外遮阳的方式，尽可能使用规范推荐的平板遮阳方式，解决居住建筑的东、西向外窗的遮阳问题。

结 论

居住建筑节能是一项综合性的全方位的系统工程，涉及设计、施工、管理、政策法规等诸多部门与环节，包括了建筑技术、能源技术、材料技术、仿生技术、智能技术、废物再利用技术等，是一项长期而又艰巨的任务。我们必须逐步完善建筑节能的设计标准，大力推广建筑节能适用的技术，建立建筑节能的管理体系，提高能源的利用率，强化全社会的节能意识。而作为设计对于保证居住建筑节能效果更加是责无旁贷。首先，需要在设计时向甲方阐明居住建筑节能的重要性，保证在设计中加入利于节能效果的措施。其次，严格遵守建筑节能的设计标准，保证节能设计的图纸质量。最后，在节能措施施工时，敦促施工方按图施工，保证节能措施落实到实处。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.JGJ 75-2012夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]涂逢祥.建筑节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3]沈致和.住宅节能原理与设计[M].安徽：安徽科学技术出版社，2006.

[4]宋德萱.节能建筑设计与技术[M].上海：同济大学出版社，2003.

[5]付祥钊.建筑节能技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[6]张喜滨.浅谈建筑节能技术措施[J].科技创新导报，2008，2；100.